专利名称:一种适用于超临界水冷堆双流程堆芯的堆内构件的制作方法
技术领域：
本发明涉及超临界水冷堆堆内构件，具体一种适用于超临界水冷堆双流程堆芯的堆内构件。
背景技术：
超临界压水堆是以轻水为冷却剂，运行在水的临界点之上的一种先进的第四代反应堆。目前常用的超临界水冷堆为单流程或三流程结构的超临界水冷堆。单流程结构的超临界水冷堆堆内构件结构简单，但热效率低，堆芯功率密度变化梯度大。三流程结构的超临界水冷堆堆芯轴向分布均匀，但堆内构件结构非常复杂，过多的流程数会使得反应堆自然循环能力下降，堆芯安全系数降低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有超临界水冷堆堆内构件所存在的热效率低或堆芯安全系数低的缺陷，提供了一种适用于超临界水冷堆双流程堆芯的堆内构件，其在保证热效率的同时并能保证结构的安全性和可靠性。
本发明的目的主要通过以下技术方案实现:一种适用于超临界水冷堆双流程堆芯的堆内构件，包括吊篮筒体、固定在吊篮筒体下端的堆芯下板、与堆芯下板连接的集流腔壳体、固定于吊篮筒体内的压紧筒体、连接于压紧筒体下端的堆芯上板及设置在压紧筒体内的下部支承板和上围板，所述下部支承板上方的压紧筒体内区域构成上腔体，所述上围板上下两端分别与下部支承板和堆芯上板连接，所述上围板、下部支承板及堆芯上板三者之间构成混合腔体，下部支承板设有接通上腔体与混合腔体的通水孔，所述上围板、下部支承板、堆芯上板及压紧筒体四者共同构成一个环形的出口蒸汽腔，所述压紧筒体连接有接通出口蒸汽腔且穿过吊篮筒体的出口内套管，所述堆芯下板与集流腔壳体之间构成有集流腔，所述集流腔壳体设有多个接通集流腔的开孔，所述吊篮筒体和压紧筒体两者上部均设有周向的开孔。本发明在应用时固定于反应堆压力容器内，吊篮筒体与反应堆压力容器的筒体之间构成有下降环腔，吊篮筒体装容和支承围板成形板、堆芯下板等，吊篮筒体和压紧筒体两者上部周向的开孔为冷却剂进入上腔体提供通道；堆芯下板支承和定位燃料组件，为冷却剂提供通道，并和集流腔壳体一并组成下腔室集流结构。堆芯上板对燃料组件起定位固定、压紧和密封作用，同时为控制棒组件、堆内测量结构提供支撑和通道。集流腔壳体的开孔为从下降环腔进入下封头的冷却剂提供进入集流腔的通道。混合腔体和出口蒸汽腔均通过燃料组件与集流腔接通，其中，接通混合腔体与集流腔的燃料组件为一流程燃料组件，接通出口蒸汽腔与集流腔的燃料组件为二流程燃料组件。
所述吊篮筒体的内壁设有密封支承环，所述压紧筒体设有固定在密封支承环上来密封压紧筒体下端与吊篮筒体之间的周向间隙的密封环。其中，密封支承环为密封环提供支承台阶，而在密封环的作用下避免了冷却剂从吊篮筒体与压紧筒体之间的间隙进入堆芯内。[0006]所述堆芯上板下方的吊篮筒体内壁上连接有围板成形板。本发明在应用时围板成形板位于燃料外围，有效的保证了燃料组件之间的慢化剂流道，并降低了堆芯对反应堆压力容器的辐照影响。
所述堆芯下板构成有多个接通集流腔的流水孔，每个流水孔内均设有一个节流件。本发明应用时燃料组件的下管座均一一对应嵌入堆芯下板的流水孔内，通过节流件能保证进入每组燃料组件的冷却剂流量与组件功率匹配。
一种适用于超临界水冷堆双流程堆芯的堆内构件，还包括控制棒导向组件，所述控制棒导向组件下端固定在下部支承板上。其中，本发明应用时控制棒导向组件为控制棒组件提供定位和导向。
所述压紧筒体内连接有上部支承板，所述控制棒导向组件穿过上部支承板后固定在下部支承板上，上部支承板构成有贯穿其上下端面的过水孔。本发明在下部支承板的基础上增设上部支承板来对控制棒导向组件进行定位，进一步保证本发明结构的稳定。
所述压紧筒体顶部连接有压紧弹簧。本发明应用于超临界水冷堆上时反应堆压力容器的顶盖下压在压紧弹簧上，压紧弹簧是实现具有补偿反应堆压力容器的筒体和顶盖、吊篮组件等轴向制造误差和热膨胀差的功能，实现堆内构件轴向压紧，限制堆内构件在冲击载荷作用下过大的轴向窜动。
所述吊篮筒体的侧壁设有内套管通孔，所述出口内套管穿过内套管通孔后与压紧筒体连接，所述出口内套管的外径小于内套管通孔的直径。出口内套管直径小于吊篮筒体上的内套管通孔外径，有利于安装，保证了在运行状态下吊篮筒体的热膨胀不至于影响出口内套管的安全性和稳定性。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:(1)本发明应用时进入上腔体的水经混合腔体后至集流腔的过程中按照合理的流程分配，作为燃料组件之间的慢化剂、一流程燃料组件的冷却剂和慢化剂流经堆芯区域；本发明通过集流腔实现部分入口冷却剂、全部慢化剂及一流程燃料组件出口冷却剂的汇集和搅混，并通过出口蒸汽腔实现一、二流程燃料组件的冷却剂隔离及超临界态出口水的汇集、搅混和导出；本发明通过集流腔和出口蒸汽腔实现了各部分冷却剂的集流、搅混和入堆流量再分配，还避免了反应堆压力容器承受较高的温度；本发明采用双流程结构，避免了单流程结构超临界水冷堆热效率低的缺陷；本发明通过设置出口内套管，避免了出口水与反应堆压力容器的筒体接触而导致反应堆压力容器承受巨大的热应力，满足了结构的安全性和可靠性要求。
(2)本发明在吊篮筒体和压紧筒体上开孔，与在法兰上开孔相比，降低了设计和制
造难度。
图1为本发明实施例的结构示意图。
附图中附图标记所对应的名称为:1、吊篮筒体，2、压紧筒体，3、出口内套管，4、压紧弹簧，5、上部支承板，6、下部支承板，7、堆芯上板，8、堆芯下板，9、上围板，10、围板成形板，11、集流腔壳体，12、节流件，13、密封环，14、控制棒导向组件。
具体实施方式
[0016]下面结合实施例及附图对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例:
如图1所示，一种适用于超临界水冷堆双流程堆芯的堆内构件，包括吊篮筒体1、压紧筒体2、上部支承板5、下部支承板6、堆芯上板7、堆芯下板8、上围板9、集流腔壳体11及控制棒导向组件14，其中，堆芯下板8固定在吊篮筒体I下端，集流腔壳体11与堆芯下板8连接，压紧筒体2固定于吊篮筒体I内，堆芯上板7连接于压紧筒体2下端，下部支承板6和上围板9均设置在压紧筒体2内。下部支承板6上方的压紧筒体2内区域构成上腔体，上围板9上下两端分别与下部支承板6和堆芯上板7连接，上围板9、下部支承板6及堆芯上板7三者之间构成混合腔体，下部支承板6设有接通上腔体与混合腔体的通水孔，上部支承板5位于下部支承板6上方且与压紧筒体2内壁连接，上部支承板5构成有贯穿其上下端面的过水孔，控制棒导向组件14穿过上部支承板5后固定在下部支承板6上。上围板9、下部支承板6、堆芯上板7及压紧筒体2四者共同构成一个环形的出口蒸汽腔，压紧筒体2连接有接通出口蒸汽腔且穿过吊篮筒体I的出口内套管3。为了避免吊篮筒体I的热膨胀不影响出口内套管3的安全性和稳定性，吊篮筒体I的侧壁设有内套管通孔，出口内套管3穿过内套管通孔后与压紧筒体2连接，且出口内套管3的外径小于内套管通孔的直径。堆芯下板8与集流腔壳体11之间构成有集流腔，集流腔壳体11设有多个接通集流腔的开孔，吊篮筒体I和压紧筒体2两者上部均设有周向的开孔。压紧筒体2的顶部连接有压紧弹簧4，其中，压紧弹簧4优选为采用Z型弹簧。
吊篮筒体I的内壁设有密封支承环，压紧筒体2设有固定在密封支承环上来密封压紧筒体2下端与吊篮筒体I之间的周向间隙的密封环13，其中，密封环13采用“C”形环或“O”形环，材料为镍基合金。堆芯上板7下方的吊篮筒体I内壁上连接有围板成形板10。堆芯下板8构成有多个接通集流腔的流水孔，每个流水孔内均设有一个节流件12，其中，节流件12的流通面积根据热工水力需求及流场分析结果选取。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式
只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种适用于超临界水冷堆双流程堆芯的堆内构件，其特征在于:包括吊篮筒体(I)、固定在吊篮筒体(I)下端的堆芯下板(8)、与堆芯下板(8)连接的集流腔壳体(11)、固定于吊篮筒体(I)内的压紧筒体(2)、连接于压紧筒体(2)下端的堆芯上板(7)及设置在压紧筒体(2)内的下部支承板(6)和上围板(9)，所述下部支承板(6)上方的压紧筒体(2)内区域构成上腔体，所述上围板(9)上下两端分别与下部支承板(6)和堆芯上板(7)连接，所述上围板(9)、下部支承板(6)及堆芯上板(7)三者之间构成混合腔体，下部支承板(6)设有接通上腔体与混合腔体的通水孔，所述上围板(9)、下部支承板(6)、堆芯上板(7)及压紧筒体(2)四者共同构成一个环形的出口蒸汽腔，所述压紧筒体(2)连接有接通出口蒸汽腔且穿过吊篮筒体(I)的出口内套管(3)，所述堆芯下板(8)与集流腔壳体(11)之间构成有集流腔，所述集流腔壳体(11)设有多个接通集流腔的开孔，所述吊篮筒体(I)和压紧筒体(2 )两者上部均设有周向的开孔。
2.根据权利要求
1所述的一种适用于超临界水冷堆双流程堆芯的堆内构件，其特征在于:所述吊篮筒体(I)的内壁设有密封支承环，所述压紧筒体(2)设有固定在密封支承环上来密封压紧筒体(2 )下端与吊篮筒体(I)之间的周向间隙的密封环(13)。
3.根据权利要求
2所述的一种适用于超临界水冷堆双流程堆芯的堆内构件，其特征在于:所述堆芯上板(7)下方的吊篮筒体(I)内壁上连接有围板成形板(10)。
4.根据权利要求
1所述的一种适用于超临界水冷堆双流程堆芯的堆内构件，其特征在于:所述堆芯下板(8)构成有多个接通集流腔的流水孔，每个流水孔内均设有一个节流件(12)。
5.根据权利要求
1 4中任一项所述的一种适用于超临界水冷堆双流程堆芯的堆内构件，其特征在于:还包括控制棒导向组件(14)，所述控制棒导向组件(14)下端固定在下部支承板(6)上。
6.根据权利要求
5所述的一种适用于超临界水冷堆双流程堆芯的堆内构件，其特征在于:所述压紧筒体(2)内连接有上部支承板(5)，所述控制棒导向组件(14)穿过上部支承板(5)后固定在下部支承板(6)上，上部支承板(5)构成有贯穿其上下端面的过水孔。
7.根据权利要求
1 4中任一项所述的一种适用于超临界水冷堆双流程堆芯的堆内构件，其特征在于:所述压紧筒体(2 )顶部连接有压紧弹簧(4 )。
8.根据权利要求
1 4中任一项所述的一种适用于超临界水冷堆双流程堆芯的堆内构件，其特征在于:所述吊篮筒体(I)的侧壁设有内套管通孔，所述出口内套管(3)穿过内套管通孔后与压紧筒体(2)连接，所述出口内套管(3)的外径小于内套管通孔的直径。
专利摘要
本发明公开了一种适用于超临界水冷堆双流程堆芯的堆内构件，包括吊篮筒体、堆芯下板、集流腔壳体、压紧筒体、堆芯上板、下部支承板及上围板，其中，下部支承板上方的压紧筒体内区域构成上腔体，上围板、下部支承板及堆芯上板三者之间构成混合腔体，下部支承板设有接通上腔体与混合腔体的通水孔。上围板、下部支承板、堆芯上板及压紧筒体四者共同构成一个环形的出口蒸汽腔，压紧筒体连接有接通出口蒸汽腔且穿过吊篮筒体的出口内套管。堆芯下板与集流腔壳体之间构成有集流腔，集流腔壳体设有多个接通集流腔的开孔，吊篮筒体和压紧筒体两者上部均设有周向的开孔。本发明采用双流程结构，在保证热效率的同时并能保证结构的安全性和可靠性。
文档编号G21C15/16GKCN103106931SQ201310042980
公开日2013年5月15日 申请日期2013年2月4日
发明者张宏亮, 罗英, 杜华, 刘晓, 范恒, 陈训刚, 蒋兴钧, 胡朝威, 李宁, 何培峰 申请人:中国核动力研究设计院导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan