一种适用于双层套管结构核蒸汽供应系统的反应堆本体结构的制作方法

本发明涉及核电领域，特别是涉及一种适用于双层套管结构核蒸汽供应系统的反应堆本体结构。

背景技术：

核蒸汽供应系统是核动力装置中利用核反应堆内核燃料裂变反应生成的热能产生蒸汽的系统，通常用于发电、驱动和供热，其主要包括核反应堆、蒸汽发生器、主冷却剂系统及其辅助系统。

在核蒸汽供应系统的运行过程中，需要冷却剂不断地把核反应堆内核裂变产生的巨大热量带出，并将核反应堆内的温度控制在所需范围内。以两回路型的核蒸汽供应系统为例，冷却剂在核反应堆内加热后由主循环泵送入蒸汽发生器，加热蒸汽发生器另一侧的给水，使之变为蒸汽送往汽轮发电机组，驱动汽轮发电机组；而经汽轮发电机组冷凝器冷凝后的冷却剂再被送入核反应堆，如此循环。

然而，现有技术中通常需采用长管道进行核反应堆与其他设备诸如蒸汽发生器之间的连接来进行冷却剂的输送，不仅会导致换热效率的降低，亦使得核反应堆需同时设置进口接管和出口接管，而且整个系统占用空间较大。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的上述不足，提供一种反应堆本体结构，既能确保核反应堆内的冷却剂的循环，又便于实现核蒸汽供应系统的紧凑布置，提高换热效率。

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的上述不足，提供一种反应堆本体结构，藉由内管支撑件来支撑双层套管结构的内管，便于该内管的拆卸安装，并确保内管的拆卸与吊篮等堆内构件的吊装相互独立。

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的上述不足，提供一种反应堆本体结构，藉由内管支撑件的设置，能够充分汇集经堆芯加热的冷却剂，以将其输送出核反应堆，提高换热效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种反应堆本体结构，包括压力容器及双层套管结构，所述堆内构件至少包括设置于所述压力容器内腔的吊篮，所述双层套管结构包括内管及套设于该内管外的外管，该外管由所述压力容器的进口接管形成，所述核反应堆还包括内管支撑件，该内管支撑件设置于所述吊篮的外壁并与该外壁之间形成腔室，所述吊篮对应该腔室设有通孔，所述内管可拆卸地设置于所述内管支撑件上而位于所述外管内，所述吊篮内的冷却剂经所述通孔、所述腔室流入所述内管。

较佳地，所述内管支撑件上设有开口，所述内管的一端可拆卸地设置于该开口，且所述内管的该端与该开口之间形成密封配合。

较佳地，所述内管支撑件是通过顶部机构压紧固定于所述吊篮的外壁，所述内管支撑件与所述内管通过插接结构或卡合结构相连接并形成密封配合。

较佳地，所述内管支撑件为环形结构，其环绕所述吊篮设置，所述腔室为环形腔，所述吊篮对应该腔室设有多个通孔。

较佳地，所述内管支撑件的顶部设有突缘，该突缘架设于所述压力容器的支承台肩。

较佳地，所述突缘与所述支撑台肩形成密封配合。

较佳地，所述核反应堆还包括导向管支承板，该导向支承板位于所述吊篮的顶部，所述吊篮的法兰和所述导向管支承板的法兰依次叠置于所述内管支撑件的所述顶部的上方，且所述导向管支承板的法兰、所述吊篮的法兰以及所述内管支撑件的顶部自上而下形成有流道，且该流道与所述腔室流体连通。

较佳地，所述导向管支承板的法兰、所述吊篮的法兰以及所述内管支撑件的顶部分别设有多个流水孔，且该三者上的流水孔是对应设置并相连通而形成所述流道。

较佳地，所述导向管支承板的法兰与所述吊篮的法兰之间形成有第一间隙，所述吊篮的法兰与所述内管支撑件的顶部之间形成有第二间隙，所述导向管支承板的法兰、所述吊篮的法兰以及所述内管支撑件的顶部分别设有多个流水孔，且该三者上的流水孔经所述第一间隙与所述第二间隙相连通，形成所述流道。

本发明还提供一种适用于双层套管结构核蒸汽供应系统的反应堆本体结构，包括压力容器、堆内构件，所述堆内构件至少包括设置于所述压力容器内腔的吊篮，所述核反应堆还包括内管支撑件，该内管支撑件用以连接供所述吊篮内的冷却剂流出该压力容器的至少一内管，该内管支撑件设置于所述吊篮的外壁并与该外壁之间形成腔室，所述吊篮对应该腔室设有通孔，所述吊篮内的冷却剂经所述通孔、所述腔室流入所述内管。

较佳地，所述内管支撑件为环形结构，其环绕所述吊篮设置，所述腔室为环形腔，所述吊篮对应该腔室设有多个通孔。

较佳地，所述内管支撑件的顶部设有突缘，该突缘架设于所述压力容器的支承台肩；所述核反应堆还包括导向管支承板，该导向支承板位于所述吊篮的顶部，所述吊篮的法兰和所述导向管支承板的法兰依次叠置于所述内管支撑件的所述顶部的上方，且所述导向管支承板的法兰、所述吊篮的法兰以及所述内管支撑件的顶部自上而下形成有流道，且该流道与所述腔室流体连通。

本发明通过双层套管结构与核蒸汽供应系统中的其他设备例如蒸汽发生器连接以进行冷却剂的循环输送，其压力容器上只需设置进口接管，而无需设置出口接管，且该双层套管结构的外管可直接和其他设备例如蒸汽发生器对接焊形成管路，省去长管道，内管则借由内管支撑件安装支撑，既能降低冷却剂丧失事故(loca)发生的概率，又能实现核蒸汽供应系统的紧凑布置，提高换热效率。而本发明通过设置内管支撑件来支撑内管，使得双层套管结构更稳固，而双层套管结构的内管可拆卸地安装其上，既能满足内管的维修拆卸需求，又使得内管的拆卸与吊篮等堆内构件的吊装相互独立；而且，该内管支撑件形成有内腔，使得本发明不但能够将吊篮内部的经堆芯加热的冷却剂输送出核反应堆，还能将沿导向管组件进入导向管支承板上方空间的经堆芯加热的冷却剂充分汇集至该内腔，一并输送出核反应堆，从而提高换热效率。

附图说明

图1是本发明反应堆本体结构的结构示意图。

具体实施方式

本发明反应堆本体结构设有双层套管结构，经由该双层套管结构与核蒸汽供应系统中的其他设备例如蒸汽发生器连接，进行冷却剂的循环输送。该双层套管结构包括内管及套设于该内管外的外管，其中，外管由核反应堆的压力容器的进口接管形成，内管则是可拆卸地设置于外管中，冷却剂由外管与内管之间的第一通道流入核反应堆的压力容器，经加热后，由内管内的第二通道流出核反应堆的压力容器。本发明于核反应堆的吊篮的外壁上设置内管支撑件，内管是可拆卸地设置于该内管支撑件上而位于外管内，内管通过该内管支撑件与吊篮内部连通，使得冷却剂得以由吊篮内部经内管支撑件流入内管，进而流出核反应堆的压力容器。内管支撑件不仅供内管可拆卸地设置其上，更与吊篮外壁形成一内腔，以充分汇集经堆芯加热的冷却剂，并将其导入内管而流出该核反应堆，下文将以实施例详细说明。

如图1所示，本发明核反应堆1包括压力容器20、堆内构件、堆芯(图未示)、控制棒及其驱动机构50、堆内仪表组件60以及双层套管结构10。

其中，压力容器20具有内腔21及连通于该内腔21的进口接管22，该内腔21由压力容器20的本体23和上封头24共同限定，本体23底部形成有下封头25。

堆内构件设于压力容器20的内腔21中，包括吊篮41、设置于吊篮41顶部的导向管支承板42、设置于吊篮20内侧的导向管组件43、堆芯上栅格板46、堆芯下栅格板45与流量分配装置44、以及内管支撑件30。吊篮41的法兰412设置于压力容器20的支承台肩27上，使得吊篮41得以承载堆芯。导向管支承板42置于吊篮41顶部，用于支承导向管组件43，其法兰421叠置于吊篮41的法兰412上。堆芯(图未示)位于堆芯下栅格板45与堆芯上栅格板46之间。控制棒及其驱动机构50的控制棒插置于堆芯中，控制棒驱动机构则经上封头24延伸出压力容器20。导向管组件43用以使控制棒插入堆芯中，其一端延伸进堆芯上栅格板46，另一端则经导向管支承板42伸入上封头24内。

堆内仪表组件60由上封头24分组集中引出，如此可以避免下封头25焊缝应力腐蚀引起泄露，降低堆芯失水概率，而分组集中引出则可以减少上封头24的开孔数量，减少上封头24开孔补强和焊接工作。

接下来说明双层套管结构10与内管支撑件30的相关设置。如图1所示，在核反应堆1中，双层套管结构10包括内管11及套设于该内管11外的外管12，其中内管11内形成第一通道111，内管11与外管12之间形成第二通道121，该第一通道111与第二通道121相隔绝。外管12由压力容器20延伸形成并连通于压力容器20的内腔21。在本实施例中，该外管12由压力容器20的进口接管22形成，其可直接与其他设备2例如蒸汽发生器焊接相连。内管11则是可拆卸地设置于内管支撑件30上而位于外管12中。

该内管支撑件30设置于吊篮41的外壁上，内管支撑件30与吊篮41的外壁之间于内管支撑件30内形成腔室31，吊篮41上对应该腔室31设有多个通孔411，使得经堆芯加热的冷却剂得以由通孔411进入腔室31。内管支撑件30上设有开口32，内管11的一端可拆卸地设置于该开口32，且二者之间形成密封配合。如此，进入腔室31的冷却剂可通过内管11内的第一通道111流出核反应堆1，进入与核反应堆1相连的其他设备2。亦即，腔室31与内管11的第一通道111流体连通，而与内管11与外管12之间的第二通道121相隔绝。内管支撑件30与内管11可通过卡合结构、插接结构等相连接并形成密封配合，而内管支撑件30则可通过上部压紧结构固定设置于吊篮41的外壁上，可以理解的是，也可以通过诸如焊接的方式进行固定。如此，既能满足内管11的维修拆卸需求，又使得内管11的拆卸与吊篮41等堆内构件的吊装相互独立。

优选地，内管支撑件30为环形结构，环绕吊篮41设置，此时，腔室31即为一环形腔。核反应堆1上依据需要设置的多个双层套管结构10的内管11均与该腔室31流体连通。此处的依据需要设置可以是根据核反应堆与其他设备的连接需要，例如对于两环路，由于本发明核反应堆采用双层套管结构，故压力容器仅设有两个进口接管，而无需出口接管，故需两个双层套管结构。

在核反应堆的运行过程中，经堆芯加热的冷却剂，虽然大部分会于吊篮内部被顺利输送出核反应堆，但仍有少部分会沿导向管组件进入导向管支承板上方空间，难以被输送出核反应堆，如此影响了换热效率。

为此，本发明于内管支撑件30的顶部设有突缘33，该突缘33架设于压力容器20的支承台肩27上，并与该支撑台肩27形成密封配合。吊篮41的法兰412和导向管支承板42的法兰421依次叠置于内管支撑件30的顶部的上方，且导向管支承板42的法兰421、吊篮41的法兰412以及内管支撑件30的顶部由上而下形成有流道，且该流道连通至腔室31，使得流体能够经流道由导向管支承板42上流入腔体31。

举例来说，导向管支承板42的法兰421、吊篮41的法兰412以及内管支撑件30的顶部分别设于多个流水孔(图未示)，且导向管支承板42法兰421、吊篮41法兰412、内管支撑件30顶部上的流水孔对应设置，由此相连通而形成流道。又如，为了便于装配，也可如本实施例，导向管支承板42法兰421与吊篮41法兰412之间形成有第一间隙(图未标)，吊篮41法兰412与内管支撑件30顶部之间形成有第二间隙(图未标)，导向管支承板42法兰421、吊篮41法兰412、内管支撑件30顶部上的流水孔经第一间隙与第二间隙相连通，形成流道。内管支撑件30顶部所设的流水孔则连通至腔室31。

如此设计，本发明不但能够将吊篮41内部的经堆芯加热的冷却剂输送出核反应堆1，还能将沿导向管组件43进入导向管支承板42上方空间的经堆芯加热的冷却剂充分汇集，输送出核反应堆1，从而提高换热效率。首先，位于吊篮41内部的经堆芯加热的冷却剂由通孔411流出吊篮41再经腔室31而进入内管11，得以流出核反应堆1；其次，沿导向管组件43进入导向管支承板42上方空间的经堆芯加热的冷却剂，可经导向管支承板42法兰421、吊篮41法兰412、内管支撑件30顶部所形成的流道进入腔室31，进而流入内管11，亦得以流出核反应堆1。

通过上述设置，在核反应堆1的运行过程中，来自其他设备2的冷却剂可由双层套管结构10内管11与外管12之间的第二通道121进入压力容器20，沿压力容器20与吊篮41之间的下降通道进入压力容器20的下封头25，由位于吊篮41底部的流量分配装置44进行流量分配后经堆芯下栅格板45进入堆芯，在被堆芯加热后经堆芯上栅格板46流入堆芯上栅格板46与导向管支承板42之间的吊篮上腔室。在吊篮上腔室中，大部分经堆芯加热的冷却剂经通孔411流入内管支撑件30的腔室31；其余少部分经堆芯加热的冷却剂则继续沿导向管组件43进入导向管支承板42上方空间，此部分冷却剂则再由导向管支承板42法兰421、吊篮41法兰412、内管支撑件30顶部所形成的流道进入内管支撑件30的腔室31。腔室31中的冷却剂经内管支撑件30的开口32进入内管11，沿内管11内的第一通道111流出核反应堆1，返回与核反应堆1相连的其他设备2。如此实现冷却剂循环输送。

由上述说明可知，本发明通过双层套管结构与核蒸汽供应系统中的其他设备例如蒸汽发生器连接以进行冷却剂的循环输送，其压力容器上只需设置进口接管，而无需设置出口接管，且该双层套管结构的外管可直接和其他设备例如蒸汽发生器对接焊形成管路，省去长管道，内管则借由内管支撑件安装支撑，既能降低冷却剂丧失事故(loca)发生的概率，又能实现核蒸汽供应系统的紧凑布置，提高换热效率。特别地，本发明通过于吊篮上设置内管支撑件来支撑内管，使得双层套管结构更稳固，而双层套管结构的内管可拆卸地安装其上，既能满足内管的维修拆卸需求，又使得内管的拆卸与吊篮等堆内构件的吊装相互独立；而且，该内管支撑件形成有一内腔，使得本发明不但能够将吊篮内部的经堆芯加热的冷却剂输送出核反应堆，还能将沿导向管组件进入导向管支承板上方空间的经堆芯加热的冷却剂充分汇集至该内腔，一并输送出核反应堆，从而提高换热效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的权利要求范围，因此凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含于本发明的权利要求范围内。