一种整体式反应堆压力容器顶盖制造技术

本发明专利技术公开了一种整体式反应堆压力容器顶盖，包括封头、法兰、堆测管座，所述封头、法兰、堆测管座为一体式锻造成型；所述封头的下部设置法兰，所述法兰的上部开设主螺栓孔；所述封头的上部设置堆测管座、CRDM贯穿孔和放气管贯穿孔；所述堆测管座的上部开设IIS贯穿孔，所述堆测管座的上端堆焊镍基合金；所述CRDM贯穿孔和放气管贯穿孔根部设置J形槽，所述J形槽内堆焊镍基合金；所述法兰底部设置有锥面。本发明专利技术所述一体成型反应堆压力容器顶盖，可避免采用堆焊(电熔增材)制造的堆测管座的缺点，可降低后期顶盖的制造难度，减少顶盖堆焊工作量，可减少顶盖的在役检测工作量。本发明专利技术所述顶盖，可提高设备运行安全性、电厂运营经济性、设备密封可靠性。设备密封可靠性。设备密封可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种整体式反应堆压力容器顶盖


[0001]本专利技术于压水堆核电厂核反应堆
，具体涉及一种整体式反应堆压力容器顶盖。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]反应堆压力容器是压水堆核电厂一回路系统中的一种重要设备，是承压密封边界，主要用于容纳反应堆堆芯，支承和定位堆内构件以及密封高温、高压的一回路冷却剂，与堆内构件形成流道引导冷却剂穿过堆芯，并维持堆芯区周围冷却剂容量，同时亦起着一定的辐射屏蔽作用。反应堆压力容器至少包括顶盖和筒体，其中顶盖一般由封头(球冠或椭球冠或平盖或其相关组合)、法兰和封头上的相关贯穿孔接口结构组成，这些接口包括控制棒驱动机构(CRDM)贯穿件接口、放气管贯穿件接口、堆芯测量系统(IIS)贯穿件接口等。
[0004]传统意义上的反应堆压力容器顶盖IIS贯穿接口，或者采用与CRDM和放气管类似的插入式贯穿接口，或者采用堆焊(电熔增材)技术在封头外壁堆焊出堆测管座接口，即：采用特殊钢丝/粉末及特殊冶金辅材为原材料，通过强电流高效原位冶金熔化，逐层堆积实现的重型金属构件的制造。堆焊制造虽然可以减小前期锻件结构的复杂性和锻造难度，但堆焊过程需耗时较多，且相比锻造成型的母材，堆焊所形成的材料晶粒度更粗，材料均匀性相对较差，产生材料缺陷的可能更大。因为该原因，每隔10年需对所有堆焊成型的堆测管座进行超声检测和液体渗透检测，该项在役检查工作需占用一定的换料检修主线时间，提高了运营成本。现有技术中的压力容器顶盖与压力容器筒体之间的法兰密封，大多采用上下平行的两个密封面。当压力容器螺栓预紧后充压时，存在法兰张开量过大，密封圈回弹储备不足，容易产生泄漏的风险，因此可考虑从法兰结构上改善密封的可靠性。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术提供一种整体式反应堆压力容器顶盖，采用封头、法兰、堆测管座一体化锻造成型的设计，可很好地避免上述堆焊(电熔增材)制造的缺点。可一定程度地降低后期反应堆压力容器产品的制造难度，减少顶盖堆焊工作量，避免堆焊管座结构的在役检测要求，相对降低运行风险，提高运行的安全性、经济性；顶盖法兰结构采用了锥面的设计，可提高密封可靠性。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：
[0007]一种整体式反应堆压力容器顶盖，包括封头、法兰、堆测管座，所述封头包括圆球冠、椭球冠、平盖及它们的组合；所述封头、法兰、堆测管座为一体式锻造成型；所述封头的下部设置法兰，所述法兰的上部开设有多个主螺栓孔；所述封头的上部分别设置有至少1个堆测管座、CRDM贯穿孔；所述封头的上部可设置有放气管贯穿孔；所述堆测管座的上部开设有贯通顶盖封头的IIS贯穿孔；所述CRDM贯穿孔和放气管贯穿孔的根部设有J形槽或单边V
形槽。
[0008]进一步的，所述封头的外壁与法兰上表面以圆角或圆角与锥面组合的形式相切连接，所述封头的内壁与法兰内壁面以圆角形式相切连接。
[0009]进一步的，所述封头的外壁与堆测管座以圆角形式相切连接。
[0010]进一步的，所述堆测管座的上端堆焊镍基合金或其他合金；所述CRDM贯穿孔和放气管贯穿孔可以选择在贯穿孔的内壁侧堆焊镍基合金或其他合金的凸台；所述CRDM贯穿孔和放气管贯穿孔根部开设有J形槽或单边V形槽，J形槽或单边V形槽内堆焊镍基合金或其他合金。
[0011]进一步的，所述IIS贯穿孔的孔壁、封头内壁、法兰内壁以及法兰底部的表面均堆焊耐蚀不锈钢。
[0012]进一步的，所述法兰内壁与法兰底部交界处设置定位槽，所述定位槽设置多个，所述定位槽兼具限位功能。
[0013]进一步的，所述封头的外壁焊接有多个支撑块和/或吊耳，所述支撑块上具有水平支撑面，所述吊耳上可以具有水平支撑面，所述吊耳可以兼具支撑的作用。
[0014]进一步的，所述支撑块或吊耳设置在封头外壁的特定圆周上。
[0015]进一步的，所述法兰底部的耐蚀不锈钢上设置有至少1个矩形截面的环槽，所述矩形截面的直角处以圆角过渡，所述矩形环槽内安装O形密封环或C形密封环。
[0016]进一步的，所述法兰底部的耐蚀不锈钢平面上设置有锥面，所述锥面的角度为0
°‑1°
，所述锥面可包括0
°
。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有的优点和积极效果是：
[0018]1、本专利技术由于堆测管座与封头和法兰一体锻造成型，因此管座具有更为均匀、细密的金属结晶结构，相对堆焊(3D打印)成型的堆测管座，可降低核电厂运行期间管座结构由于金属组织细微缺陷疲劳失效的可能性，免除原堆焊成型的堆测管座所需的堆焊工作，可减少反应堆压力容器顶盖的在役检测项目和所需检测时间，节省了制造成本和运营成本，提高了运行安全性、经济性。
[0019]2、本专利技术在法兰底部平面的耐蚀不锈钢上设置有锥面，可增加压力容器螺栓预紧后充压下密封面的接触面积，减少法兰张开量，提高密封圈的回弹储备量，提升密封效果。
[0020]3、本专利技术在CRDM贯穿孔及放气管贯穿孔根部开设有J形槽，在J形槽内堆焊有镍基合金钢，作为与CRDM壳体、放气管连接用的焊接坡口，该种贯穿孔焊缝坡口设计可减小焊缝残余应力，提高焊缝寿期内的可靠性。
附图说明
[0021]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0022]图1是本专利技术的结构图；
[0023]图2是本专利技术的堆测管座结构示意图；
[0024]图3是本专利技术的CRDM贯穿孔结构示意图；
[0025]图4是本专利技术的放气管贯穿孔结构示意图；
[0026]图5是本专利技术的A部分结构放大图；
[0027]图中：1、封头；2、法兰；3、堆测管座；4、CRDM贯穿孔；5、放气管贯穿孔；6、定位槽；7、锥面；8、J形槽；9、主螺栓孔；10、IIS贯穿孔；11、法兰内壁面；12、吊耳；13、支撑块；14、矩形环槽；15、堆焊凸台。
具体实施方式
[0028]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步地说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0029]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；
[0030]为了方便叙述，本专利技术中如果出现“上”、“下”(“底”)、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下(“底”)、左、右方向一致，并不对结构起限定作用，仅仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种整体式反应堆压力容器顶盖，其特征在于，包括封头、法兰、堆测管座，所述封头包括圆球冠、椭球冠、平盖及它们的组合；所述封头、法兰、堆测管座为一体式锻造成型；所述封头的下部设置法兰，所述法兰的上部开设有多个主螺栓孔；所述封头的上部分别设置有至少1个堆测管座、CRDM贯穿孔；所述封头的上部可设置放气管贯穿孔；所述堆测管座的上部开设有贯通顶盖封头的IIS贯穿孔；所述CRDM贯穿孔和放气管贯穿孔的根部设有J形槽或单边V形槽。2.如权利要求1所述的一种整体式反应堆压力容器顶盖，其特征在于，所述封头的外壁与法兰上表面以圆角或圆角与锥面组合的形式相切连接，所述封头的内壁与法兰内壁面以圆角形式相切连接。3.如权利要求1所述的一种整体式反应堆压力容器顶盖，其特征在于，所述封头的外壁与堆测管座以圆角形式相切连接。4.权利要求1所述的一种整体式反应堆压力容器顶盖，其特征在于，所述CRDM贯穿孔及放气管贯穿孔可以选择在开孔的封头内壁侧堆焊镍基合金凸台或其他合金凸台或不作凸台堆焊；所述CRDM贯穿孔和放气管贯穿孔根部的J形槽或单边V形槽可开设在封头母材上或开设在开孔的封头内壁侧所堆焊的合金凸台上。5.如权利要求1所述的一种整体式反应堆压力容器顶盖，其特征在于，所述堆测管...

【专利技术属性】
技术研发人员：景益，林绍萱，许辉焱，刘润发，唐伟华，陈宇清，贺寅彪，邵长磊，艾卫江，朱宇平，陈红生，
申请(专利权)人：上海核工程研究设计院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：