一种反应堆下腔室冷却剂搅混及均流装置的制作方法

本发明涉及核电技术领域，特别是一种反应堆下腔室冷却剂搅混及均流装置。

背景技术：

目前，在运的压水堆核电厂主要由核反应堆、一回路系统、二回路系统及其它辅助系统组成。在一回路中，高压冷却水由主泵送入反应堆，吸收热量以后，达到高温的水流入蒸汽发生器，通过蒸汽发生器将热能传递给在管外流动的二回路给水。二回路给水吸收了一回路的热量后变成蒸汽，然后进入汽轮机做功，带动发电机发电。

燃料组件放置在压力容器内，燃料组件由堆内构件实现支承，核燃料在反应堆内维持可控的链式裂变反应产生能量，核裂变产生的能量由冷却剂吸收，实现对燃料组件的冷却。为了令燃料组件得到充分的冷却，冷却剂在进入堆芯前，需保证其均匀性。

由于压力容器的下封头多为球形，其与堆芯下支承板所围的下腔室为半球形，当冷却剂从压力容器入口管嘴流入，从环形下降腔进入下腔室时，就会因为流道的急剧变化且半球形封头深度较大而在下腔室内产生大量的涡流，导致进入堆芯的流量分布不均匀，为了解决该技术问题，通常需在下腔室设置流量分配板，并在流量分配板上设有呈阵列分布的流水孔。然而，传统的打孔方式使通孔的有效面积较小，孔与孔之间实体面积的总和较大，导致阻力系数较大，当冷却液通过时，会造成较为严重的的压力损失。

此外，现有压水型核反应堆下腔室的二次支承组件多采用二次支承柱+能量吸收仪的组合结构，二次支承柱主要用于发生堆芯跌落事故时起到支承作用，同时起到搅混冷却液并消除产生的涡流的作用，由于二次支承柱多为圆柱形，其搅混效果不明显。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构紧凑、流量分配均匀、阻力系数小、搅混效果好的反应堆下腔室冷却剂搅混及均流装置。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种反应堆下腔室冷却剂搅混及均流装置，它包括压力容器、吊篮、堆芯下支承板，所述吊篮的下端焊接在堆芯下支承板的上方，吊篮与压力容器之间形成有环形下降腔，它还包括设置于压力容器的下腔室内的二次支承及流量分配组件，所述的二次支承及流量分配组件包括二次支承柱、能量吸收器、流量分配板、中间连接板和基础连接板，所述流量分配板由若干块按黄金发散角方式布置、等厚度的曲面板相互交错而围成，相邻曲面板之间围成流水孔，流量分配板的正中心开设有中心孔，流量分配板上还设有绕中心孔分布的连接柱，流量分配板经连接柱固连于堆芯下支承板下方，所述基础连接板与下腔室底部之间留有间隙，基础连接板的上部设置有多个能量吸收器，中间连接板设置于能量吸收器的顶部，中间连接板的顶部设置有多根二次支承柱，二次支承柱的另一端由下往上贯穿流量分配板且固连于堆芯下支承板底部。

所述的二次支承柱的截面为y字形、十字形、x形或异形。

所述的二次支承柱的叉板上开设有通水孔，所述通水孔为圆形、椭圆形或多边形。

所述的二次支承柱的叉板的外端面为圆弧形。

所述的二次支承柱的上下端均固连有连接盘，连接盘端面上开设有螺栓连接孔，其中一个连接盘经螺钉穿过螺栓连接孔且与堆芯下支承板螺纹连接，另一个连接盘经螺栓穿过螺栓连接孔且与中间连接板螺纹连接。

所述流量分配板的外径为下腔室半径的1~2倍，流量分配板的厚度为下腔室半径的0.05~0.2倍，流量分配板与堆芯下支承板之间的距离为下腔室半径的0.08~0.2倍。

所述的流量分配板上还设有绕中心孔分布的支承柱过孔，所述的二次支承柱贯穿支承柱过孔设置。

本发明具有以下优点：（1）本发明的流量分配板上的流水孔由若干块按黄金发散角方式布置、等厚度的曲面板相互交错而围成，能够消除部分涡流，流量分配效果好，增强了对冷却液的搅混效果，克服了堆芯入口流量不均匀的现象。（2）由于按此类方式布置的流水孔数量较多且孔的有效面积大，使板的通透性较高，因此能够降低冷却剂通过流量分配板时造成的压力损失。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为流量分配板的结构示意图；

图3为图2的俯视图；

图4为二次支承柱为y字形的示意图；

图5为图4的俯视图；

图6为中间连接板的结构示意图；

图中，1-压力容器，2-吊篮，3-堆芯下支承板，4-环形下降腔，5-二次支承柱，6-能量吸收器，7-流量分配板，8-中间连接板，9-基础连接板，10-曲面板，11-流水孔，12-中心孔，13-连接柱，14-叉板，15-连接盘，16-螺栓连接孔，17-支承柱过孔，18-下腔室，19-通水孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

如图1~6所示，一种反应堆下腔室冷却剂搅混及均流装置，它包括压力容器1、吊篮2、堆芯下支承板3，所述吊篮2的下端焊接在堆芯下支承板3的上方，吊篮2与压力容器1之间形成有环形下降腔4，它还包括设置于压力容器1的下腔室18内的二次支承及流量分配组件，所述的二次支承及流量分配组件包括二次支承柱5、能量吸收器6、流量分配板7、中间连接板8和基础连接板9，所述流量分配板7由若干块按黄金发散角方式布置、等厚度的曲面板10相互交错而围成，相邻曲面板10之间围成流水孔11，流量分配板7的正中心开设有中心孔12，中心孔12避免中心区域孔过小导致中心部位流量过少的情况。

所述流量分配板7上还设有绕中心孔12分布的连接柱13，流量分配板7经连接柱13固连于堆芯下支承板3下方，所述基础连接板9与下腔室18底部之间留有间隙，基础连接板9的上部设置有多个能量吸收器6，中间连接板8设置于能量吸收器6的顶部，中间连接板8的顶部设置有多根二次支承柱5，二次支承柱5的另一端由下往上贯穿流量分配板7且固连于堆芯下支承板3底部。

所述的二次支承柱5的截面为y字形、十字形、x形或异形，所述的二次支承柱5的叉板14上开设有通水孔19，通水孔19能够避免冷却剂在相邻叉板14之间产生死区，所述通水孔19为圆形、椭圆形或多边形。所述的二次支承柱5的叉板14的外端面为圆弧形。所述二次支承柱5上的叉板14能够对从各方向流动的冷却剂进行搅混，在一定程度上能够消除部分产生的涡流。

所述的二次支承柱5的上下端均固连有连接盘15，连接盘15端面上开设有螺栓连接孔16，其中一个连接盘15经螺钉穿过螺栓连接孔16且与堆芯下支承板3螺纹连接，另一个连接盘15经螺栓穿过螺栓连接孔16且与中间连接板8螺纹连接。

所述流量分配板7的外径为下腔室18半径的1~2倍，流量分配板7的厚度为下腔室18半径的0.05~0.2倍，流量分配板7与堆芯下支承板3之间的距离为下腔室18半径的0.08~0.2倍。

所述的流量分配板7上还设有绕中心孔12分布的支承柱过孔17，所述的二次支承柱5贯穿支承柱过孔17设置。

所述的流量分配板7上的流水孔11由若干块按黄金发散角方式布置、等厚度的曲面板10围成，流水孔11为不规则形状，且流水孔11的大小由中心区域向边缘部分逐渐增大，流水孔11的布置方式相比传统的开孔方式，流水孔11的有效面积较大，孔与孔之间实体面积的总和较小，从而有效消除了涡流，保证流量均匀分配，同时使阻力系数变小，当有冷却剂通过时，降低造成的沿程压力损失。此外流水孔11在流量分配板7上的布孔方式，使靠近流量分配板7边缘部分流水孔11的尺寸大于位于流量分配板7中心区域的流水孔11尺寸，进一步保证流量均匀分配，有效避免了出现堆芯入口中心部分流量大，而边缘部分流量小的缺陷。

本发明的工作过程如下：堆芯位于堆芯下支承板上方，冷却液经环形下降腔4进入下腔室内，冷却剂首先被二次支承柱5的叉板搅混，消除一部分产生的涡流；冷却剂再经流量分配板7上的流水孔11进行消涡并且实现流量均匀分配，再通过堆芯下支承板3进行二次分流以后进入堆芯，与堆芯燃料组件进行流动换热。

当发生堆芯掉落事故时，基础连接板9首先与压力容器1的下腔室18的底部碰触，能量吸收器6产生塑性变形，吸收部分来自堆芯跌落的能量，以减少对反应堆压力容器1的冲击。