核岛整体式堆芯围筒制造技术

技术编号:41029014 阅读:2 留言:0更新日期:2024-04-18 22:14
本技术公开了一种核岛整体式堆芯围筒,所述堆芯围筒包括上筒体和下筒体,上筒体和下筒体均为整体式锻件,位于同一轴心线上的上筒体和下筒体通过连接螺杆相互固定连接;所述上筒体和下筒体的筒壁上端面沿周向设置有插接凹槽,上筒体和下筒体的筒壁下端面沿周向设置有插接凸榫,对应的所述插接凸榫和插接凹槽相互插接;所述上筒体和下筒体的内筒壁筒壁面为折面,该折面的各个凹形折角k位于同一圆周上;所述上筒体和下筒体的外筒壁上设置有若干外筒壁竖棱,该外筒壁竖棱的截面为椭圆弧面,所述椭圆弧面所在椭圆的短轴位于通过对应凹形折角k的圆半径上。该整体式堆芯围筒锻件组织均匀,金属流线完整,力学性能更优。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及核电核岛关键结构件,尤其涉及压水堆核电站核岛堆内具有整体式结构的堆芯围筒。


技术介绍

1、核反应堆堆内构件是核岛设备内的重要部件。堆内构件主要由吊篮筒体、支撑组件、围筒组件和导向筒组件组成,其中围筒是核堆内核动力装备的关键零部件,其特点是大尺寸、大重量、形状复杂,工作载荷大,安全可靠性要求高。

2、目前国内外主流压水堆核电厂采用的堆芯围筒结构主要有两种结构形式,一是围板--成形板结构,二是焊接式围筒结构。围板--成形板结构大量采用螺栓连接和多处点焊防松;焊接式围筒结构具有多达成千上百条对接焊缝和角焊缝,焊接工作量大要求高,且焊接点和焊接缝在高辐照下会形成辐照脆化而存在失效风险。不管是围板--成形板结构,还是焊接式围筒结构,都是通过拼接方式而制造成堆芯围筒的,尽管随着材料科学的发展,焊接性能和材料均得到很大的提高,但这种拼接的方法总是不能形成完整的金属流线,无法保证金属组织的均匀性,极易引起结构件应力分布不均匀和应力集中,产生疲劳、蠕变和损坏,存在较大核安全风险。


技术实现思路

1、针对现有技术所存在的上述不足,本技术所要解决的技术问题是提供一种核岛整体式堆芯围筒,不仅能形成整体锻造的一体化结构,而且锻件组织均匀,金属流线完整,力学性能更优。

2、为了解决上述技术问题,本技术的核岛整体式堆芯围筒,所述堆芯围筒包括上筒体和下筒体,上筒体和下筒体均为整体式锻件,位于同一轴心线上的上筒体和下筒体通过连接螺杆相互固定连接;所述上筒体和下筒体的筒壁上端面沿周向设置有插接凹槽,上筒体和下筒体的筒壁下端面沿周向设置有插接凸榫,对应的所述插接凸榫和插接凹槽相互插接;所述上筒体和下筒体的内筒壁筒壁面为折面,该折面的各个凹形折角k位于同一圆周上;所述上筒体和下筒体的外筒壁上设置有若干外筒壁竖棱,该外筒壁竖棱的截面为椭圆弧面,所述椭圆弧面所在椭圆的短轴位于通过对应凹形折角k的圆半径上。

3、在上述结构中,上筒体和下筒体均采用整体式锻件,使得筒体筒壁能够形成完整的结构和连续的金属流线,有利于锻件组织保持其均匀性,具有更加优良的力学性能,更能满足核岛恶劣的使用环境和服役强度等特殊要求;同时采用整体结构无需进行焊接,大大降低了安装和制造的工作量,更能满足核堆构件的质保控制要求。又由于上筒体和下筒体采用由插接凸榫和插接凹槽构成的插接结构,加之长螺杆的轴向固定连接,既便于准确地安装定位,又能保持接缝间的密封性,以及连接的可靠性和稳定性。更由于上筒体、下筒体的内筒壁的筒壁面采用折面,不仅为反应堆冷却剂穿过堆芯提供导向流通,限制冷却剂进入堆芯的径向流动速度或喷射,而且又满足容纳和安装筒内构件的使用要求;而在外筒壁上设置有若干筒壁竖棱,且其椭圆弧面所在椭圆的短轴位于通过对应凹形折角k的圆半径上,形成了对折面式筒壁结构力学性能的补强,以使筒壁的冲击强度、冲击韧性、塑性和断裂韧性等力学性能的均衡性。

4、本技术的进一步实施方式,所述连接螺杆从上筒体的筒壁上端面沿轴向贯穿至下筒体的筒壁下端面。能够提供更高的连接预紧力,保持连接的可靠性。

5、本技术的进一步实施方式,所述插接凹槽为环形凹槽,所述插接凸榫为环形凸榫。所述插接凹槽的槽壁倾角α=5°—10°,所述插接凸榫β=5°—10°。不仅实现准确定位,而且具有高密封性。

6、本技术的进一步实施方式,所述内筒壁的筒壁面为直角折面,该内筒壁的筒壁面采用对称结构。更好地满足筒内构件的安装要求。

7、本技术的进一步实施方式,各所述外筒壁竖棱的最外侧母线位于同一圆周上。所述外筒壁竖棱所在椭圆的长半轴为a,该椭圆的短半轴为b,所述长半轴a距对应的凹形折角k的距离为c,a=2b=c。所述内筒壁各凹形折角k所在圆的半径r=1800毫米—2300毫米,所述a=c=350毫米—400毫米,b=180毫米—200毫米。

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【技术保护点】

1.一种核岛整体式堆芯围筒,其特征在于:所述堆芯围筒包括上筒体(2)和下筒体(1),上筒体(2)和下筒体(1)均为整体式锻件,位于同一轴心线上的上筒体(2)和下筒体(1)通过连接螺杆(4)相互固定连接;所述上筒体(2)和下筒体(1)的筒壁上端面沿周向设置有插接凹槽(3),上筒体(2)和下筒体(1)的筒壁下端面沿周向设置有插接凸榫(6),对应的所述插接凸榫(6)和插接凹槽(3)相互插接;所述上筒体(2)和下筒体(1)的内筒壁(8)筒壁面为折面,该折面的各个凹形折角k位于同一圆周上;所述上筒体(2)和下筒体(1)的外筒壁上设置有若干外筒壁竖棱(9),该外筒壁竖棱(9)的截面为椭圆弧面,所述椭圆弧面所在椭圆的短轴位于通过对应凹形折角k的圆半径上。

2.根据权利要求1所述的核岛整体式堆芯围筒,其特征在于:所述连接螺杆(4)从上筒体(2)的筒壁上端面沿轴向贯穿至下筒体(1)的筒壁下端面。

3.根据权利要求1所述的核岛整体式堆芯围筒,其特征在于:所述插接凹槽(3)为环形凹槽,所述插接凸榫(6)为环形凸榫。

4.根据权利要求1、2或3所述的核岛整体式堆芯围筒,其特征在于:所述插接凹槽(3)的槽壁倾角α=5°—10°,所述插接凸榫(6)β=5°—10°。

5.根据权利要求1所述的核岛整体式堆芯围筒,其特征在于:所述内筒壁(8)的筒壁面为直角折面,该内筒壁(8)的筒壁面采用对称结构。

6.根据权利要求1所述的核岛整体式堆芯围筒,其特征在于:各所述外筒壁竖棱(9)的最外侧母线位于同一圆周上。

7.根据权利要求1所述的核岛整体式堆芯围筒,其特征在于:所述外筒壁竖棱(9)所在椭圆的长半轴为a,该椭圆的短半轴为b,所述长半轴a距对应的凹形折角k的距离为c,a=2b=c。

8.根据权利要求7所述的核岛整体式堆芯围筒,其特征在于:所述内筒壁(8)各凹形折角k所在圆的半径R=1800毫米—2300毫米,所述a=c=350毫米—400毫米,b=180毫米—200毫米。

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【技术特征摘要】

1.一种核岛整体式堆芯围筒,其特征在于:所述堆芯围筒包括上筒体(2)和下筒体(1),上筒体(2)和下筒体(1)均为整体式锻件,位于同一轴心线上的上筒体(2)和下筒体(1)通过连接螺杆(4)相互固定连接;所述上筒体(2)和下筒体(1)的筒壁上端面沿周向设置有插接凹槽(3),上筒体(2)和下筒体(1)的筒壁下端面沿周向设置有插接凸榫(6),对应的所述插接凸榫(6)和插接凹槽(3)相互插接;所述上筒体(2)和下筒体(1)的内筒壁(8)筒壁面为折面,该折面的各个凹形折角k位于同一圆周上;所述上筒体(2)和下筒体(1)的外筒壁上设置有若干外筒壁竖棱(9),该外筒壁竖棱(9)的截面为椭圆弧面,所述椭圆弧面所在椭圆的短轴位于通过对应凹形折角k的圆半径上。

2.根据权利要求1所述的核岛整体式堆芯围筒,其特征在于:所述连接螺杆(4)从上筒体(2)的筒壁上端面沿轴向贯穿至下筒体(1)的筒壁下端面。

3.根据权利要求1所述的核岛整体式堆芯围筒,其特征在于:所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:王元华马武江王玉立宣禹澄
申请(专利权)人:上海新闵东台重型锻造有限公司
类型:新型
国别省市:

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