本发明涉及核电技术领域，尤其涉及一种反应堆压力容器及其工作方法。
背景技术：
当前，能源供应日趋紧张，小型堆因其广泛的适用性，较短的建造周期以及较低的建造成本，受到世界各国的追捧，争相研发各自的小型堆，尤其是海上小型堆。
传统的陆上大功率堆不受空间的限制，在反应堆压力容器方面，可以采用结构简单，但占用较多空间的主管道结构实现一回路冷却剂的循环。而海上小型堆装在船舱中，一方面必须考虑空间的局限性，尽量降低压力容器的高度，并与其它主设备之间紧凑布置；另一方面，海上小型堆受到海浪的影响，有倾覆的可能性，因此风载必须作为一个关键的设计因素考虑，而传统的陆上堆没有该考虑因素，不适用于海洋工况。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题在于，提供一种满足紧凑型布置要求的反应堆压力容器及其工作方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种反应堆压力容器，包括密闭的容器主体、导流环腔组件以及至少一个内接管；所述容器主体的侧面上设有至少一个接管嘴，所述导流环腔组件轴向设置在所述容器主体内；
所述导流环腔组件的上端位于所述接管嘴的上方连接在所述容器主体的内壁上，所述导流环腔组件的下端位于所述接管嘴的下方连接在所述容器主体的内壁上；所述内接管设置在所述接管嘴内，一端连接在所述导流环腔组件上，另一端对应在所述接管嘴的管口处；
所述内接管的内部通道、所述导流环腔组件的内部通道和所述容器主体的内部空间相连通形成内部流道；所述导流环腔组件的外周、所述内接管的外周和对应的所述容器主体的内壁之间的空间形成导流环腔；所述导流环腔位于所述内部流道的外圈并与所述内部流道相隔绝。
优选地，所述容器主体包括上下两端开放的筒体、顶盖以及底封，所述接管嘴设置在所述筒体侧面上，所述导流环腔组件设置在所述筒体内；
所述筒体上设有法兰段，所述法兰段一体连接在所述筒体的上端端面上，并且所述法兰段外周面与所述筒体的外周侧面相接；所述顶盖密封连接在所述法兰段上，所述底封密封连接在所述筒体的下端，分别将所述筒体的上下两端封闭。
优选地，所述顶盖为周缘设有法兰环的半球形封头，所述法兰环配合在所述法兰段上，多组紧固组件沿所述法兰环周向布置，锁紧在所述法兰环和所述法兰段上。
优选地，所述顶盖上设有多个控制棒驱动机构管座和堆测接管；所述控制棒驱动机构管座和堆测接管间隔布置并垂直连接在所述顶盖上。
优选地，所述筒体包括轴向相接的接管段筒体和堆芯段筒体；所述法兰段连接在所述接管段筒体的上端，所述底封连接在所述堆芯段筒体的下端；
所述接管嘴设置在所述接管段筒体上，所述导流环腔组件设置在所述接管段筒体内。
优选地，所述堆芯段筒体内设有多个支承键；多个所述支承键对称布置在所述堆芯段筒体靠近所述底封的内壁面上。
优选地，所述导流环腔组件包括导流环体；所述导流环体的上端和下端分别连接在所述容器主体的内壁上。
优选地，所述导流环腔组件还包括波纹管，所述波纹管设置在所述导流环体下端和/或下端与所述容器主体的内壁之间。
优选地，所述容器主体的侧面上还设有至少一个贯通至所述导流环腔组件的接管口，所述接管口的管口周缘设有环形凸台；所述导流环腔组件上设有与所述接管口相对连通的接口；
所述接管口与所述接管嘴在所述容器主体上位于同一轴向高度。
优选地，所述反应堆压力容器还包括至少一个安注管和/或喷淋管；所述安注管和/或喷淋管插接在所述接管口上，一端穿过所述接管口连接在所述导流环腔组件的接口上；所述接口与所述安注管和/或喷淋管的所述一端设有接管凸台将两者密封连接。
本发明还提供上述的反应堆压力容器的工作方法，包括以下步骤：
一回路冷却剂经过主泵加压后进入容器主体中的内部流道，所述冷却剂沿着内部流道流动通过堆芯后流出内部流道，进入蒸汽发生器；
所述冷却剂在蒸汽发生器内进行换热后通过进入容器主体中的导流环腔；所述冷却剂沿着导流环腔流动并流出导流环腔，回到主泵。
本发明的有益效果：通过在容器内设置导流环腔组件和接管嘴内的内接管配合，省去传统的主管道结构，使得压力容器可以与蒸汽发生器和主泵紧贴对接，减小了主设备之间的间距，使一回路冷却剂系统设备布置更加紧凑，满足紧凑型布置要求，从而适用于海上小型堆。
另外，采用反向法兰设计在压力容器内设置法兰环，减小法兰外径，增大了反应堆压力容器外围操作空间，方便制造过程中的焊接和日常运维；增强反应堆压力容器安全可靠性裕度，密封性能优于正向法兰，以便在海洋各种载荷工况下保证反应堆压力容器v的密封可靠性。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明一实施例的反应堆压力容器在一方向的剖面结构示意图；
图2是本发明一实施例的反应堆压力容器在另一方向上的剖面结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本发明一实施例的反应堆压力容器，包括密闭的容器主体10、导流环腔组件20以及至少一个内接管30。容器主体10的侧面上设有至少一个接管嘴40，导流环腔组件20轴向设置在容器主体10内。
导流环腔组件20的上端位于接管嘴40的上方连接在容器主体10的内壁上，下端位于接管嘴40的下方连接在容器主体10的内壁上。内接管30设置在接管嘴40内，一端连接在导流环腔组件20上，另一端对应在接管嘴40的管口处。其中，内接管30的内部通道、导流环腔组件20的内部通道和容器主体10的内部空间相连通形成内部流道101；导流环腔组件20的外周、内接管30的外周和对应的容器主体10的内壁之间的空间形成导流环腔102；导流环腔102位于内部流道101的外圈并与内部流道101相隔绝。
接管嘴40通过其中的内接管30可与蒸汽发生器和主泵紧贴对接，省去主设备之间的主管道结构，减小主设备之间的间距，满足紧凑型布置要求，从而本发明的压力容器适用于海洋工况，可用于海上小型堆。
其中，容器主体10包括上下两端开放的筒体11、顶盖12和底封13，顶盖12和底封13分别密封连接在筒体11的上端和下端，将筒体11的上下两端封闭，形成密闭的容器主体10。
具体地，筒体11上设有法兰段50，顶盖12密封连接在法兰段50上。该法兰段50一体连接在筒体11的上端端面上，并且法兰段50外周面与筒体11的外周侧面相接，使得法兰段50相较于传统压力容器上法兰在外周的正向设置呈反向设置，减小压力容器法兰外径，增大反应堆压力容器外围操作空间，方便制造过程中的焊接和日常运维。
法兰段50的外径可与相接的筒体11上端外径一致，或略大于筒体11上端的外径。
本实施例中，顶盖12为周缘设有法兰环的半球形封头，顶盖12的法兰环配合在法兰段50上，两者的配合面设置密封环，多组紧固组件14如螺栓组件等沿法兰环周向布置，锁紧在法兰环和法兰段50上，从而将顶盖12紧固在筒体11上。由于筒体11上法兰段50的设置，可以减小密封环直径、紧固组件14如螺栓组件等中心圆直径，同时所需紧固组件14如螺栓组件等预紧力和轴向分离量较小，密封性能优于正向法兰。
顶盖12采用整体锻件锻造而成。
顶盖12上进一步设有多个控制棒驱动机构(crdm)管座60和堆测接管70。控制棒驱动机构管座60和堆测接管70按要求间隔布置并通过冷装j型焊缝焊接的方式垂直连接在顶盖12上。
底封13可由椭圆形封头以及连接在椭圆形封头周缘的直边段构成，直边段与筒体11相接，两者可通过焊接形成一体。
进一步地，筒体11包括轴向相接的接管段筒体111和堆芯段筒体112。在轴向高度上，堆芯段筒体112的高度大于接管段筒体111的高度，堆芯段筒体112内部空间作为堆芯主腔。
法兰段50连接在接管段筒体111的上端，两者可通过整体锻造形成的一体结构，减少了焊接形成的马鞍形环焊缝，提高反应堆压力容器接管段筒体111的安全可靠性，同时减少了在役检查工作量。
底封13连接在堆芯段筒体112的下端。
堆芯段筒体112内进一步还设有多个支承键15。多个支承键15对称布置在堆芯段筒体112靠近底封13的内壁面上，用于将堆芯支撑板固定在筒体11内。
在容器主体10上，接管嘴40主要设置在筒体11侧面上，具体地，接管嘴40设置在接管段筒体111。接管段筒体111采用整体锻件制造，采取合理的锻压比，并机加工接管嘴40。接管嘴40的管口凸出筒体11的侧面。
通常，接管嘴40设有四个，分别作为一回路进口和一回路出口；每一个接管嘴40内均设有内接管30。两个一回路进口对称布置，两个一回路出口对称布置。
导流环腔组件20在容器主体10内设置在筒体11内壁上，具体设置在接管段筒体111内。导流环腔组件20可包括导流环体21；导流环体21为具有一定高度的筒状结构，其上端和下端分别连接在筒体11的内壁上。
具体地，导流环体21的上端通过定位销固定在接管段筒体111内壁上并塞焊防脱，导流环体21的下端通过定位销固定在接管段筒体111内壁上并塞焊防脱。
导流环腔组件20还可包括波纹管22，波纹管22设置在导流环体21下端和/或下端与容器主体10的内壁之间，将导流环体21的上下端与对应的内壁之间密封连接，以将内部流道101和导流环腔102彻底隔绝。波纹管22在起到密封的同时还具有热膨胀性能。当然，波纹管22也可以采用密封环代替。
如图1所示，本实施例中，波纹管22焊接在导流环体21下端与接管段筒体111内壁之间。
内接管30横向设置在接管嘴40内，一端连接在导流环腔组件20上，另一端对应在接管嘴40的管口处。对应在接管嘴40管口处的内接管30一端端口形成内部流道101的开口，供冷却剂通过进出内部流道101。对应在接管嘴40管口处的内接管30一端外周与管口之间的环形间隔形成导流环腔102的开口，供冷却剂通过进出导流环腔102。
另外，结合图1、2，本发明中，容器主体10的侧面上还设有至少一个接管口16，用于插接安注管和/或喷淋管。接管口16主要设置在筒体11的接管段筒体111上，与接管嘴40在容器主体10上位于同一轴向高度。
接管口16的管口周缘设有环形凸台17。环形凸台17位于筒体11的侧面上，可利用筒体11上加厚的环带材料直接机加形成。
接管口16贯通至导流环腔组件20，导流环腔组件20上设有与接管口16相对连通的接口，从而安注管和/或喷淋管可穿过接管口16连接至导流环腔组件20的接口上，与导流环腔组件20内部相连通。
环形凸台17上还可通过焊接方式连接环状的安全端18，安全端18的轴向长度大于环形凸台17在筒体11侧面上的高度。该安全端18的设置代替了安注管80和/或喷淋管与筒体焊接的承插环焊缝，提高反应堆压力容器接管段筒体的安全可靠性。
进一步地，本发明的反应堆压力容器还可包括至少一个安注管80和/或喷淋管。安注管80和/或喷淋管插接在接管口16上，一端穿过接管口16连接在导流环腔组件20的接口上。接口与安注管80和/或喷淋管的一端设有接管凸台23将两者密封连接。
接管凸台23可通过堆焊形成。具体地，以安注管80为例，将安注管80的一端依次穿进环形凸台17和接管口16直至插接在导流环腔组件20的接口上，在接口外周进行堆焊，将安注管80的一端密封在接口上。在发生严重事故时通过安注管80对容器主体10内的堆芯注水，实现堆芯淹没的基本安全功能。
本发明的反应堆压力容器的工作方法，包括以下步骤：
一回路冷却剂经过主泵加压后通过两个对称设置的接管嘴40中内接管30上的内部流道101的开口进入内部流道101；冷却剂沿着内部流道101流动通过堆芯后，通过另外两个对称设置的接管嘴40中的内部流道101的开口流出内部流道101，并进入蒸汽发生器。
冷却剂在蒸汽发生器内进行换热后通过两个对称设置的接管嘴40中的导流环腔102的开口进入导流环腔102内；冷却剂沿着导流环腔102流动并通过另外两个对称设置的接管嘴40中的导流环腔102的开口流出导流环腔102，回到主泵，从而完成一回路冷却剂的循环。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。