堆内流量搅混及异物拦截装置及其应用方法与流程

本发明涉及核电，尤其涉及一种堆内流量搅混及异物拦截装置及其应用方法。

背景技术：

1、核电站的压水型反应堆本体由反应堆压力容器、堆内构件、控制棒驱动机构、堆芯部件和堆芯仪表等部件组成，堆内构件、压力容器及燃料组件结构本身一起为堆芯提供合理的流道。冷却剂从反应堆压力容器的环形下降腔，再进入下腔室，经堆芯下支承板后进入堆芯，从而实现堆芯的冷却。但是，由于压力容器的下封头一般为半球形或半椭球形，其与堆芯下支承板所围成的下腔室近似半球形，当冷却剂从环形下降腔进入下腔室时，就会因流道急剧变化而在下腔室内产生大量涡流，导致进入堆芯不同位置处的燃料组件的流量分布不均匀。为此，在设计压水堆堆内构件时，通常会在堆芯的下方设置流量分配结构，或者是具有类似功能的结构，以对下腔室中的冷却剂进行流量分配和漩涡流抑制，使冷却剂流经流量分配结构和多孔的堆芯下支承板后，以可接受的均匀流量分布进入堆芯。

2、现有二代核电站压水堆采用的流量分配结构是通过堆芯下支承板下方的堆芯仪表导向柱、支承柱、上下格板以及多孔的堆芯下支承板一起发挥流量分配功能的。当冷却剂从环形下降腔进入下腔室后，通过仪表导向柱、支承柱和上下格板对冷却剂进行搅混，再通过堆芯下支承板流量分配，使冷却剂以较均匀的流量分布进入堆芯。但是，此结构的流量分配功能需要仪表导向柱、支承柱、上下格板、堆芯下支承板等零件联合作用，不适用于反应堆压力容器下封头无贯穿孔的堆型结构。

3、现有三代核电站压水堆采用的流量分配结构是通过法兰固定于堆芯下支承板底部的封头形结构，封头形结构上开设有大量水孔。使用时，冷却剂从环形下降腔进入封头形结构与压力容器下封头形成的腔室后，穿过封头形结构上的水孔进入下腔室，再通过堆芯下支承进入堆芯。这种流量分配结构具有结构简单的优点，但是由于其结构与压力容器下封头是类似的半球形结构，并不能充分搅混压力容器底部的漩涡流，使得进入堆芯的冷却剂流量均匀程度不足。

4、此外，三代小型压水堆由于运行环境比陆上商用核电站更加苛刻，比如其堆芯功率变化更多、冷却剂流速更高、换料周期更长等等，上述更加苛刻的运行环境条件将大大增加运行期间反应堆内部构件上的细小零件出现异常脱落现象。，因此，对于三代小型压水堆，要求在冷却剂流量进入堆芯之前设置具有拦截异物功能的结构，以保证反应堆运行的绝对安全。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于，提供一种实现流量搅混和异物拦截双重功能一体化的堆内流量搅混及异物拦截装置、该堆内流量搅混及异物拦截装置的应用方法。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种堆内流量搅混及异物拦截装置，用于连接在压力容器内堆芯的下方，所述堆内流量搅混及异物拦截装置包括底板、设置在所述底板上的拦截网单元；

3、所述拦截网单元包括若干个在所述底板上自下而上间隔叠置的环形片，相邻的所述环形片之间的间隔形成拦截网孔。

4、优选地，相邻的所述环形片之间的间隔为2mm～5mm；和/或，所述环形片的厚度为2mm～5mm。

5、优选地，所述底板与压力容器的下封头之间留有间隙。

6、优选地，所述拦截网单元还包括至少两组在竖向上将若干所述环形片连接在所述底板上的连接组件；若干组所述连接组件沿所述拦截网单元的周向间隔分布。

7、优选地，所述连接组件包括连接套筒、螺栓及套筒螺母；

8、所述连接套筒竖向定位在所述底板上，若干所述环形片穿套在所述连接套筒上并彼此保持间隔；所述螺栓穿进所述底板和连接套筒，所述套筒螺母配合紧固在所述连接套筒远离所述底板的端部上，将所述环形片固定在所述连接套筒上。

9、优选地，所述连接组件还包括若干垫片；若干所述垫片套设在所述连接套筒上，并且分布在每相邻的两个所述环形片之间。

10、优选地，所述拦截网单元包括6～12组所述连接组件。

11、优选地，所述底板的外径与所述环形片的外径相等。

12、优选地，所述底板的外径小于所述环形片的外径，并且大于所述环形片的内径。

13、本发明还提供一种堆内流量搅混及异物拦截装置的应用方法，所述堆内流量搅混及异物拦截装置连接在压力容器内的吊篮下方；在压力容器内，冷却剂从环形腔室下降到压力容器内底部后，从所述堆内流量搅混及异物拦截装置的拦截网单元外周侧面进入，被所述拦截网单元的环形片多层切割，从拦截网孔进入内部，达到充分搅混；同时，所述拦截网单元下方的底板阻断冷却剂从所述拦截网单元底部进入。

14、本发明的堆内流量搅混及异物拦截装置，用于设置在压力容器内的堆芯下方，通过环形片在底板上间隔叠置形成拦截网单元，对进入的冷却剂进行多层切割，达到充分搅混效果，还同时具备拦截异常脱落零件功能，保护反应堆运行安全，实现流量搅混和异物拦截双重功能一体化。

技术特征：

1.一种堆内流量搅混及异物拦截装置，其特征在于，用于连接在压力容器内堆芯的下方，所述堆内流量搅混及异物拦截装置包括底板、设置在所述底板上的拦截网单元；

2.根据权利要求1所述的堆内流量搅混及异物拦截装置，其特征在于，相邻的所述环形片之间的间隔为2mm～5mm；和/或，

3.根据权利要求1所述的堆内流量搅混及异物拦截装置，其特征在于，所述底板与压力容器的下封头之间留有间隙。

4.根据权利要求1至3任一项所述的堆内流量搅混及异物拦截装置，其特征在于，所述拦截网单元还包括至少两组在竖向上将若干所述环形片连接在所述底板上的连接组件；若干组所述连接组件沿所述拦截网单元的周向间隔分布。

5.根据权利要求4所述的堆内流量搅混及异物拦截装置，其特征在于，所述连接组件包括连接套筒、螺栓及套筒螺母；

6.根据权利要求5所述的堆内流量搅混及异物拦截装置，其特征在于，所述连接组件还包括若干垫片；

7.根据权利要求4所述的堆内流量搅混及异物拦截装置，其特征在于，所述拦截网单元包括6～12组所述连接组件。

8.根据权利要求1至3任一项所述的堆内流量搅混及异物拦截装置，其特征在于，所述底板的外径与所述环形片的外径相等。

9.根据权利要求1至3任一项所述的堆内流量搅混及异物拦截装置，其特征在于，所述底板的外径小于所述环形片的外径，并且大于所述环形片的内径。

10.一种权利要求1至9任一项所述的堆内流量搅混及异物拦截装置的应用方法，其特征在于，所述堆内流量搅混及异物拦截装置连接在压力容器内的吊篮下方；在压力容器内，冷却剂从环形腔室下降到压力容器内底部后，从所述堆内流量搅混及异物拦截装置的拦截网单元外周侧面进入，被所述拦截网单元的环形片多层切割，从拦截网孔进入内部，达到充分搅混；同时，所述拦截网单元下方的底板阻断冷却剂从所述拦截网单元底部进入。

技术总结
本发明公开了一种堆内流量搅混及异物拦截装置及其应用方法，堆内流量搅混及异物拦截装置包括底板、设置在所述底板上的拦截网单元；所述拦截网单元包括若干个在所述底板上自下而上间隔叠置的环形片，相邻的所述环形片之间的间隔形成拦截网孔。本发明的堆内流量搅混及异物拦截装置，用于设置在压力容器内的堆芯下方，通过环形片在底板上间隔叠置形成拦截网单元，对进入的冷却剂进行多层切割，达到充分搅混效果，还同时具备拦截异常脱落零件功能，保护反应堆运行安全，实现流量搅混和异物拦截双重功能一体化。

技术研发人员：陈青山,易奎铭,韩万富,苏晓炜,刘青松,刘永康,崔军
受保护的技术使用者：中广核研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11