集流式双流程超临界水冷堆制造技术

本发明专利技术公开了集流式双流程超临界水冷堆，包括反应堆压力容器、出口热套管（204）及设置在反应堆压力容器内的堆内构件，反应堆压力容器与堆内构件之间构成有环腔及接通环腔的下腔室，堆内构件内设有上腔体、出口蒸汽腔、集流腔及接通上腔体的混合腔体，上腔体与环腔接通，集流腔与下腔室接通，出口热套管（204）与出口蒸汽腔接通，反应堆压力容器设有接通环腔的进口接管（107）及接通出口热套管（204）的出口接口管（103），混合腔体和出口蒸汽腔均通过燃料组件与集流腔接通。本发明专利技术采用上述结构，整体结构简单，便于实现，并通过设计为双流程堆芯结构，避免了过多的流程导致堆芯安全系数降低的风险。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超临界水冷堆，具体是集流式双流程超临界水冷堆。
技术介绍
超临界水冷堆(SCWR)是以水为冷却剂，出口水状态在临界点(374°C，22.1MPa)之上的一种反应堆。由于运行参数较高，综合考虑到现有材料、制造水平等方面的限制，超临界水冷堆多设计为多流程结构。目前常用的超临界水冷堆多设计为三流程结构，三流程结构的反应堆轴向分布均匀，但结构复杂，过多的流程数会使得反应堆自然循环能力下降，堆芯安全系数降低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有超临界水冷堆存在的流程过多和结构复杂的缺陷，提供了一种结构简单、流程合理的集流式双流程超临界水冷堆。本专利技术的目的主要通过以下技术方案实现:集流式双流程超临界水冷堆，包括反应堆压力容器、出口热套管及设置在反应堆压力容器内的堆内构件，所述反应堆压力容器与堆内构件之间构成有环腔及接通环腔的下腔室，所述堆内构件内设有上腔体、出口蒸汽腔、集流腔及接通上腔体的混合腔体，上腔体与环腔接通，集流腔与下腔室接通，所述出口热套管与出口蒸汽腔接通，所述反应堆压力容器设有接通环腔的进口接管及接通出口热套管的出口接口管，所述混合腔体和出口蒸汽腔均通过燃料组件与集流腔接通。本专利技术在应用时，入口水从进口接管进入反应堆后，一部分水通过环腔进入上腔体内，另一部分水通过环腔和和下腔室进入集流腔内，进入上腔体内的水经过混合腔后再经燃料组件进入集流腔内，在汇集了从下腔室进入集流腔内的水后，集流腔内水通过燃料组件由下至上进入出口蒸汽腔内，在出口蒸汽腔内汇集、搅混后，沿出口热套管流出反应堆，进而实现反应堆冷却剂循环。其中，接通混合腔体与集流腔的燃料组件为一流程燃料组件，接通出口蒸汽腔与集流腔的燃料组件为二流程燃料组件，在从进口接管入水依次经过环腔、上腔体、混合腔体后至集流腔的过程中按照合理的流程分配，作为慢化剂、一流程燃料组件的冷却剂流经堆芯区域。本专利技术通过集流腔实现部分入口冷却剂、全部慢化剂及一流程燃料组件出口冷却剂的汇集和搅混，并通过出口蒸汽腔实现一、二流程燃料组件的冷却剂隔离及超临界态出口水的汇集、搅混和导出。 所述堆内构件包括吊篮筒体、连接于吊篮筒体下端的堆芯下板、与堆芯下板连接的集流腔壳体、固定于吊篮筒体内的压紧筒体、连接于压紧筒体下端的堆芯上板及设置在压紧筒体内的下部支承板和上围板，所述上腔体为下部支承板上方的压紧筒体内区域，所述上围板上下两端分别与下部支承板和堆芯上板连接，所述混合腔体为上围板、下部支承板及堆芯上板三者之间构成的腔体，下部支承板设有接通上腔体与混合腔体的流水孔，所述出口蒸汽腔为上围板、下部支承板、堆芯上板及压紧筒体四者构成的环形腔体，所述集流腔为堆芯下板与集流腔壳体之间构成的腔体，所述环腔为吊篮筒体外壁与反应堆压力容器的筒体内壁之间的区域，下腔室为集流腔壳体与反应堆压力容器的下封头之间构成的腔体，所述集流腔壳体设有接通下腔室与集流腔的流水孔，所述吊篮筒体和压紧筒体两者上部均设有周向的开孔，所述环腔与上腔体通过吊篮筒体和压紧筒体两者的开孔接通。本专利技术应用时进入上腔体内的水从吊篮筒体和压紧筒体上部的周向开孔进入上腔体，再从下部支承板上的流水孔进入混合腔体后再经燃料组件流入集流腔内。所述吊篮筒体的内壁设有密封支承环，所述压紧筒体下端设置在密封支承环上来密封压紧筒体下端与吊篮筒体之间的周向间隙。在密封支承环的作用下，可实现入口水与堆芯区域的隔离。所述密封支承环与堆芯下板之间的吊篮筒体内壁上连接有围板成形板。所述燃料组件包括上管座、下管座及上下两端分别与上管座和下管座连接的子组件，所述下管座固定在堆芯下板上且与集流腔接通，所述上管座穿过堆芯上板且与下部支承板下端面接触。如此，本专利技术在应用时由下部支承板压紧燃料组件 作为优选，每个燃料组件中子组件的数量为4个。所述子组件内设置有独立的慢化剂通道和冷却剂通道。因本专利技术应用时接通集流腔和混合腔体与接通集流腔与出口蒸汽腔所需的燃料组件均需多组，为了保证流量分配合理，所述堆芯下板内设有位于燃料组件接通集流腔的通道上的节流件。所述出口热套管一端沿径向依次穿过吊篮筒体、压紧筒体后与出口蒸汽腔接通，其另一端连接有热套管推紧机构。本专利技术通过增设热套管推紧机构，进而可利用热套管推紧机构内弹簧及螺纹结构控制出口热套管与压紧筒体的推紧、分离与复装。所述反应堆压力容器的顶盖下压在压紧筒体上，且压紧筒体与顶盖之间设置有压紧弹簧。本专利技术通过增设压紧弹簧，如此可由顶盖提供的压紧力实现对堆内构件和燃料组件的压紧。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果:(1)本专利技术的堆内构件的设计实现了超临界水冷堆内的双流程冷却剂循环，提供了合理的流程及流场分配，因整体所流经的区域减少，如此本专利技术的结构也能得到简化。(2)本专利技术在应用时出口水经出口热套管后再经出口接口管流出，出口水不会与反应堆压力容器的筒体内壁接触，进而使得反应堆压力容器可在现有材料的基础上开展设计，节省成本。附图说明图1为本专利技术实施例的结构示意图； 图2为本专利技术的实施例具有流体流通时的结构示意图。附图中附图标记所对应的名称为:101、顶盖，102、上部筒体，103、出口接口管，104、堆芯段筒体，105、下封头，106、控制棒驱动机构管座，107、进口接管，108、热套管推紧机构，201、上部支承板，202、节流件，203、集流腔壳体，204、出口热套管，205、压缩弹簧，206、吊篮筒体，207、堆芯下板，208、围板成形板，209、密封支承环，210、压紧筒体，211、堆芯上板，212、下部支承板，213、上围板，214、控制棒导向组件，301、上管座，302、子组件，303、下管座。具体实施方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步的详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例: 如图1及图2所示，集流式双流程超临界水冷堆，包括反应堆压力容器、出口热套管204及设置在反应堆压力容器内的堆内构件，其中，反应堆压力容器整体几何形状与传统的压水型反应堆压力容器相似，由顶盖101、上部筒体102、堆芯段筒体104及下封头105组成。其中，顶盖101上布置有若干控制棒驱动机构管座106。堆内构件包括吊篮筒体206、控制棒导向组件214、连接于吊篮筒体206下端的堆芯下板207、与堆芯下板207连接的集流腔壳体203、固定于吊篮筒体206内的压紧筒体210、连接于压紧筒体210下端的堆芯上板211及设置在压紧筒体210内的下部支承板212和上围板213。下部支承板212上方的压紧筒体210内区域构成上腔体，上围板213上下两端分别与下部支承板212和堆芯上板211连接，上围板213、下部支承板212及堆芯上板211三者之间构成的腔体为混合腔体，下部支承板212设有接通上腔体与混合腔体的流水孔。上围板213、下部支承板212、堆芯上板211及压紧筒体210四者构成的环形腔体为出口蒸汽腔，堆芯下板207与集流腔壳体203之间构成的腔体为集流腔。吊篮筒体206外壁与反应堆压力容器的筒体内壁之间的区域形成环腔，集流腔壳体203与反应堆压力容器的下封头105之间构成的腔体为下腔室，环腔与下腔室接通，集流腔壳体203设有接通下腔室与集流腔的流水孔，吊篮筒体206和压紧筒体210两者上部均设有周向的开孔，环腔与上腔体本文档来自技高网...

【技术保护点】
集流式双流程超临界水冷堆，其特征在于：包括反应堆压力容器、出口热套管（204）及设置在反应堆压力容器内的堆内构件，所述反应堆压力容器与堆内构件之间构成有环腔及接通环腔的下腔室，所述堆内构件内设有上腔体、出口蒸汽腔、集流腔及接通上腔体的混合腔体，上腔体与环腔接通，集流腔与下腔室接通，所述出口热套管（204）与出口蒸汽腔接通，所述反应堆压力容器设有接通环腔的进口接管（107）及接通出口热套管（204）的出口接口管（103），所述混合腔体和出口蒸汽腔均通过燃料组件与集流腔接通。

【技术特征摘要】
1.集流式双流程超临界水冷堆，其特征在于:包括反应堆压力容器、出口热套管(204)及设置在反应堆压力容器内的堆内构件，所述反应堆压力容器与堆内构件之间构成有环腔及接通环腔的下腔室，所述堆内构件内设有上腔体、出口蒸汽腔、集流腔及接通上腔体的混合腔体，上腔体与环腔接通，集流腔与下腔室接通，所述出口热套管(204)与出口蒸汽腔接通，所述反应堆压力容器设有接通环腔的进口接管(107)及接通出口热套管(204)的出口接口管(103 )，所述混合腔体和出口蒸汽腔均通过燃料组件与集流腔接通。2.根据权利要求1所述的集流式双流程超临界水冷堆，其特征在于:所述堆内构件包括吊篮筒体(206)、连接于吊篮筒体(206)下端的堆芯下板(207)、与堆芯下板(207)连接的集流腔壳体(203)、固定于吊篮筒体(206)内的压紧筒体(210)、连接于压紧筒体(210)下端的堆芯上板(211)及设置在压紧筒体(210)内的下部支承板(212)和上围板(213)，所述上腔体为下部支承板(212)上方的压紧筒体(210)内区域，所述上围板(213)上下两端分别与下部支承板(212)和堆芯上板(211)连接，所述混合腔体为上围板(213)、下部支承板(212 )及堆芯上板(211)三者之间构成的腔体，下部支承板(212)设有接通上腔体与混合腔体的流水孔，所述出口蒸汽腔为上围板(213)、下部支承板(212)、堆芯上板(211)及压紧筒体(210)四者构成的环形腔体，所述集流腔为堆芯下板(207)与集流腔壳体(203)之间构成的腔体，所述环腔为吊篮筒体(206)外壁与反应堆压力容器的筒体内壁之间的区域，下腔室为集流腔壳体(203)与反应堆压力容器的下封头(105)之间构成的腔体，所述集流腔壳体(203)设有接通下腔室与集流腔的流水孔，所述吊篮筒体(206)和压紧筒体(210)两者上部均设有周向的开孔，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宏亮，罗英，李翔，范恒，刘晓，周禹，李燕，杜华，陈训刚，王留兵，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：四川;51