[發明專利]集流式雙流程超臨界水冷堆

有效

• 申請號: 201310042981.1
• 申請日: 2013-02-04
• 公開（公告）號: CN103106932A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 張宏亮;羅英;李翔;范恒;劉曉;周禹;李燕;杜華;陳訓剛;王留兵
• 申請（專利權）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: G21C13/036
• 分類號: G21C13/036;G21C15/12
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 謝敏

技術領域

本發明涉及超臨界水冷堆，具體是集流式雙流程超臨界水冷堆。

背景技術

超臨界水冷堆（SCWR）是以水為冷卻劑，出口水狀態在臨界點（374℃，22.1MPa）之上的一種反應堆。由于運行參數較高，綜合考慮到現有材料、制造水平等方面的限制，超臨界水冷堆多設計為多流程結構。目前常用的超臨界水冷堆多設計為三流程結構，三流程結構的反應堆軸向分布均勻，但結構復雜，過多的流程數會使得反應堆自然循環能力下降，堆芯安全系數降低。

發明內容

本發明的目的在于針對現有超臨界水冷堆存在的流程過多和結構復雜的缺陷，提供了一種結構簡單、流程合理的集流式雙流程超臨界水冷堆。

本發明的目的主要通過以下技術方案實現：集流式雙流程超臨界水冷堆，包括反應堆壓力容器、出口熱套管及設置在反應堆壓力容器內的堆內構件，所述反應堆壓力容器與堆內構件之間構成有環腔及接通環腔的下腔室，所述堆內構件內設有上腔體、出口蒸汽腔、集流腔及接通上腔體的混合腔體，上腔體與環腔接通，集流腔與下腔室接通，所述出口熱套管與出口蒸汽腔接通，所述反應堆壓力容器設有接通環腔的進口接管及接通出口熱套管的出口接口管，所述混合腔體和出口蒸汽腔均通過燃料組件與集流腔接通。本發明在應用時，入口水從進口接管進入反應堆后，一部分水通過環腔進入上腔體內，另一部分水通過環腔和和下腔室進入集流腔內，進入上腔體內的水經過混合腔后再經燃料組件進入集流腔內，在匯集了從下腔室進入集流腔內的水后，集流腔內水通過燃料組件由下至上進入出口蒸汽腔內，在出口蒸汽腔內匯集、攪混后，沿出口熱套管流出反應堆，進而實現反應堆冷卻劑循環。其中，接通混合腔體與集流腔的燃料組件為一流程燃料組件，接通出口蒸汽腔與集流腔的燃料組件為二流程燃料組件，在從進口接管入水依次經過環腔、上腔體、混合腔體后至集流腔的過程中按照合理的流程分配，作為慢化劑、一流程燃料組件的冷卻劑流經堆芯區域。本發明通過集流腔實現部分入口冷卻劑、全部慢化劑及一流程燃料組件出口冷卻劑的匯集和攪混，并通過出口蒸汽腔實現一、二流程燃料組件的冷卻劑隔離及超臨界態出口水的匯集、攪混和導出。??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????

所述堆內構件包括吊籃筒體、連接于吊籃筒體下端的堆芯下板、與堆芯下板連接的集流腔殼體、固定于吊籃筒體內的壓緊筒體、連接于壓緊筒體下端的堆芯上板及設置在壓緊筒體內的下部支承板和上圍板，所述上腔體為下部支承板上方的壓緊筒體內區域，所述上圍板上下兩端分別與下部支承板和堆芯上板連接，所述混合腔體為上圍板、下部支承板及堆芯上板三者之間構成的腔體，下部支承板設有接通上腔體與混合腔體的流水孔，所述出口蒸汽腔為上圍板、下部支承板、堆芯上板及壓緊筒體四者構成的環形腔體，所述集流腔為堆芯下板與集流腔殼體之間構成的腔體，所述環腔為吊籃筒體外壁與反應堆壓力容器的筒體內壁之間的區域，下腔室為集流腔殼體與反應堆壓力容器的下封頭之間構成的腔體，所述集流腔殼體設有接通下腔室與集流腔的流水孔，所述吊籃筒體和壓緊筒體兩者上部均設有周向的開孔，所述環腔與上腔體通過吊籃筒體和壓緊筒體兩者的開孔接通。本發明應用時進入上腔體內的水從吊籃筒體和壓緊筒體上部的周向開孔進入上腔體，再從下部支承板上的流水孔進入混合腔體后再經燃料組件流入集流腔內。

所述吊籃筒體的內壁設有密封支承環，所述壓緊筒體下端設置在密封支承環上來密封壓緊筒體下端與吊籃筒體之間的周向間隙。在密封支承環的作用下，可實現入口水與堆芯區域的隔離。

所述密封支承環與堆芯下板之間的吊籃筒體內壁上連接有圍板成形板。

所述燃料組件包括上管座、下管座及上下兩端分別與上管座和下管座連接的子組件，所述下管座固定在堆芯下板上且與集流腔接通，所述上管座穿過堆芯上板且與下部支承板下端面接觸。如此，本發明在應用時由下部支承板壓緊燃料組件

作為優選，每個燃料組件中子組件的數量為4個。

所述子組件內設置有獨立的慢化劑通道和冷卻劑通道。

因本發明應用時接通集流腔和混合腔體與接通集流腔與出口蒸汽腔所需的燃料組件均需多組，為了保證流量分配合理，所述堆芯下板內設有位于燃料組件接通集流腔的通道上的節流件。