反应堆压力容器直接注入接管的制作方法

本发明属于核电，更具体地说，本发明涉及一种反应堆压力容器直接注入接管。

背景技术：

1、反应堆压力容器是一回路的承压边界，是反应堆的第二道安全屏障。在事故工况下，为了确保反应堆压力容器承压边界的完整性，需要往反应堆内部注入足量安注冷却剂，以实现堆芯的冷却。在事故工况下，目前多数压水堆型安注冷却剂是通过主管道经反应堆压力容器进口接管注入到反应堆内部。如果在注入过程中发生主管道破口事件，部分安注冷却剂会从主管道破口位置流出而损失，从而可能影响安注效率。

2、为了实现事故工况下安注冷却剂能够直接注入反应堆内部，避免主管道破口而使得部分安注冷却剂损失，反应堆可采用直接注入技术，为此，反应堆压力容器需设置直接注入接管。直接注入接管作为反应堆压力容器的一部分，其将成为一回路承压边界，因此，直接注入接管的结构和性能直接影响到反应堆压力容器承压边界的完整性。

3、相关技术揭示了一种反应堆压力容器直接注入接管，其包括接管、活塞、端塞和连接件。在无外力作用时，由螺旋弹簧制成的连接件可使活塞与内腔贴合。在发生事故工况需要往反应堆压力容器内部注入冷却剂时，注入冷却剂的推力将推动活塞挤压连接件，此时，活塞和内腔进行分离以实现冷却剂的顺利注入。当接管侧发生破口时，反应堆压力容器内部的冷却剂经接管流出时，活塞在冷却剂推力作用下与内腔进一步贴合，以切断冷却剂流道，阻止冷却剂进一步流出。

4、但是，相关技术的反应堆压力容器直接注入接管存在以下缺陷：因安注冷却剂水温低，而反应堆压力容器直接注入接管部位在机组运行时温度高，安注冷却剂直接注入反应堆压力容器内部时会产生较大热应力，从而会对反应堆压力容器筒体和接管造成承压热冲击，对反应堆压力容器承压边界完整性构成挑战。由于结构尺寸制造公差、表面粗糙度不均或局部不平整等原因，活塞与接管上的内腔之间可能存在贴合不到位的情况，影响密封性能。

5、有鉴于此，确有必要提供一种具有理想密封性能的反应堆压力容器直接注入接管。

技术实现思路

1、本发明的发明目的在于：克服现有技术的不足，提供一种具有理想密封性能的反应堆压力容器直接注入接管，其限流控制结构对连接管的密封性较高，从而避免安注冷却剂在限流控制结构与连接管内壁之间渗出。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供了一种反应堆压力容器直接注入接管，其包括：

3、连接管，所述连接管中空设置且设有连通的第一流道和第二流道，所述第二流道为直流道，所述第一流道的内径自连接所述第二流道一端向远离所述第二流道一端逐渐扩大；

4、端部套件，套设在所述第一流道远离所述第二流道的端部，其设有连通所述连接管的内腔和外界的注入孔；以及

5、限流控制结构，包括密封件和弹性件，所述密封件通过弹性件设置在所述端部套件朝向所述第一流道一侧，所述弹性件用于推顶所述密封件使其封堵所述第一流道。

6、根据本发明反应堆压力容器直接注入接管的一个实施方式，所述密封件外侧包覆有由软质材料制成的镀膜层。

7、根据本发明反应堆压力容器直接注入接管的一个实施方式，所述镀膜层由软金属制成，包括银，铝，铜，金等，上述金属容易得到，加工简单，延展性强，从而便于制作密封件的镀膜层。密封件采用上述设置方式，可以与连接管内腔紧密配合，从而确保限流控制结构对连接管的密封性。

8、根据本发明反应堆压力容器直接注入接管的一个实施方式，所述第二流道的截面为圆形，所述密封件呈球体或椭球体，所述密封件截面的直径大于所述第二流道的直径。

9、根据本发明反应堆压力容器直接注入接管的一个实施方式，所述端部套件包括盖板、安装座和若干连杆，所述盖板为镂空结构，其套设在所述连接管位于所述第一流道一侧的开口外侧，所述安装座通过所述连杆设置在所述盖板中部，相邻的所述连杆之间的区域形成所述注入孔。端部套件采用上述设置方式，确保限流控制结构稳固设置在连接管内。

10、根据本发明反应堆压力容器直接注入接管的一个实施方式，所述连接管朝向所述限流控制结构的一端环设有一圈安装槽，所述盖板上设有适配所述安装槽的插入部。安装槽的设置，使盖板与连接管装配时，实现对盖板的安装导向，以及使盖板稳固设置在连接管外端。

11、根据本发明反应堆压力容器直接注入接管的一个实施方式，所述安装槽位于所述连接管内侧壁，所述插入部位于所述盖板内侧；或者，所述安装槽位于连接管的外侧壁，所述插入部位于所述盖板外侧。

12、根据本发明反应堆压力容器直接注入接管的一个实施方式，所述连接管还包括第三流道和第四流道，所述第三流道一端连接所述第二流道，另一端连接所述第四流道，所述第一流道、第二流道、第三流道和第四流道连通且呈直线设置，所述第四流道的内径大于所述第二流道的内径，所述第三流道内径自连接所述第二流道一端向连接所述第四流道一端逐渐扩大。第一流道、第二流道、第三流道和第四流道共同组成文丘里喉部结构，在注入安注冷却剂时，在安注冷却剂文丘里喉部结构两侧的压差作用下，提高安注冷却剂的流动速度，实现安注冷却剂的快速、高效注入。此外，文丘里喉部结构能实现连接管与密封件的线性密封接触，确保限流控制结构对连接管的密封效果。

13、根据本发明反应堆压力容器直接注入接管的一个实施方式，所述反应堆压力容器直接注入接管还包括筒体，所述筒体位于所述连接管外侧且与所述连接管间隙配合。

14、因安注冷却剂水温低，而筒体在机组运行时温度高，安注冷却剂直接注入反应堆压力容器内部时会产生较大热应力，从而会对筒体(低合金钢材质)造成承压热冲击，对反应堆压力容器承压边界完整性构成挑战，因此通过设置连接管(不锈钢材质)，并使筒体与连接管外侧间隙配合，可防止连接管直接与反应堆压力容器筒体连接时，在连接管受热而膨胀后，连接管外壁承受来自反应堆压力容器筒体的额外机械载荷而影响其使用性能，即在机组事故工况而将安注冷却剂注入反应堆压力容器内部时，反应堆压力容器直接注入接管能缓解筒体所受到的承压热冲击，从而保证反应堆压力容器承压边界的完整性。

15、根据本发明反应堆压力容器直接注入接管的一个实施方式，所述筒体远离所述第一流道一端外侧环设有一圈固定部，所述连接管外侧环设有一圈凸起，所述凸起与所述固定部焊接连接，从而实现连接管与筒体的连接。

16、根据本发明反应堆压力容器直接注入接管的一个实施方式，所述筒体由低合金钢制成，所述筒体内侧和外侧设有不锈钢制成的堆焊层，所述连接管由不锈钢制成。

17、堆焊层的设置可以避免筒体被腐蚀，且可以实现筒体外壁与连接管的同种金属对接焊缝连接，保证反应堆压力容器承压边界的完整性；采用不锈钢材质的连接管，可利用其材料韧性缓解其及反应堆压力容器筒体所受到的承压热冲击，避免筒体发生脆性断裂，从而保证反应堆压力容器承压边界的完整性；在反应堆压力容器安装就位后，连接管的进液端与现场直接注入管线通过同种金属对接焊缝进行连接，可以免除该现场焊缝的热处理操作。

18、相对于现有技术，本发明反应堆压力容器直接注入接管具有以下有益技术效果：

19、(1)本发明反应堆压力容器直接注入接管中，第二流道为直流道，第一流道的内径自连接第二流道一端向远离第二流道一端逐渐扩大，因此限流控制结构对连接管的密封性较高，从而避免安注冷却剂在限流控制结构与连接管内壁之间渗出。

20、(2)本发明反应堆压力容器直接注入接管通过在密封件外侧包覆由软质材料制成的镀膜层，利用镀膜层的形变能力适应接触面的不同状况(软质材料的柔软性可以适应不同表面状况的配合面)，以克服由于部件的结构尺寸存在制造公差、活塞表面粗糙度不均或局部不平整等原因造成的密封件与连接管内壁之间贴合不到位，从而提高密封件对连接管内腔的密封能力。

21、(3)本发明反应堆压力容器直接注入接管的工作过程为：在初始状态下，弹性件对密封件施力以使密封件与第一流道内壁密封贴合，避免第二流道内的安注冷却剂流向第一流道；当需要向反应堆注入安注冷却剂时，向第二流道增加安注冷却剂，第二流道内的安注冷却剂对密封件产生推力，使密封件与第一流道内壁分离，安注冷却剂从密封件与第二流道之间的区域流向第一流道。

22、(4)在连接管外部直接注入管线上出现破口时，密封件在反应堆内部与连接管第二流道内部压差作用下，密封件可与连接管第一流道实现线性接触密封，从而减少反应堆内部冷却剂的流失。

23、(5)在机组出现事故工况时，本发明反应堆压力容器直接注入接管能实现安注冷却剂快速和高效注入反应堆压力压力容器内部，以保证堆芯淹没，保证反应堆的安全性。

24、(6)本发明反应堆压力容器直接注入接管结构简单、可靠，且便于安装。