[實用新型]一種壓水堆反應堆壓力容器

有效

• 申請號: 201320417783.4
• 申請日: 2013-07-15
• 公開（公告）號: CN203325479U
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 邱天;馬姝麗;羅英;余志偉;楊敏;鐘元章;周高斌;李長香;謝國福;曾鵬
• 申請（專利權）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: G21C13/02
• 分類號: G21C13/02;G21C13/036;G21C13/087;G21C17/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 梁田

技術領域

本實用新型涉及核工業領域，具體涉及一種壓水堆反應堆壓力容器。

背景技術

壓水堆反應堆壓力容器是壓水堆核電廠的關鍵設備之一，其主要作用包括以下幾點：

1．容納反應堆的堆芯部件、堆內構件及堆芯測量部件；

2．支承反應堆控制棒驅動機構和其他堆頂結構部件；

3．組成反應堆冷卻劑系統的壓力邊界；

4．構筑核島堆芯放射性安全防護的第二道重要屏障。

壓水堆反應堆壓力容器在壽期內不可更換，因而壓水堆反應堆壓力容器的可靠性是決定壓水堆核電廠壽命的關鍵因素。隨著核工業的發展，提高核電廠的經濟性是必然的發展趨勢，因此反應堆壓力容器壽命的延長和可靠性的增強是保證核電廠長壽期運行，提高經濟性的關鍵。

目前，正在運行和在建的壓水堆反應堆壓力容器的設計壽命一般為40年，其材料、結構以及制造均存在一定缺陷。例如容器主體材料的雜質元素和輻照敏感元素含量偏高，強輻照區堆芯筒體段母材上存在環焊縫，全壽期內的快中子注量偏高，下部容器組件上的貫穿件存在破壞而導致堆芯裸露的可能。隨著反應堆的運行，壓水堆反應堆壓力容器所承受的快中子注量不斷累積，以上缺陷均會成為壓力容器的薄弱環節，從而降低了壓力容器的使用壽命。

如圖1所示，現有的壓水堆反應堆壓力容器的結構如下：

主要包括頂蓋A12、上部容器組件A19、堆芯筒體A13、吊籃筒體A14和下部容器組件A15，吊籃筒體A14內設置燃料組件17，其中上部容器組件A19與堆芯筒體A13的連接焊縫A18位于燃料組件17的軸向范圍內，下部容器組件A15與堆芯筒體A13的連接焊縫A18也位于燃料組件17的軸向范圍內。同時，堆芯筒體A13由上下兩部分焊接而成。3條連接焊縫A18都位于燃料組件17的軸向范圍內。在燃料組件17的軸向范圍內的輻照強度大，壽期末焊縫位置累計快中子注量的峰值非常高，而焊縫的輻照耐受能力較弱，焊縫金屬的輻照脆化制約了反應堆壓力容器的使用壽命。

另外，還包括設置于下部容器組件A15上的貫穿件A16，貫穿件A16與下部容器組件A15焊接連接，用于向堆芯內部送入檢測裝置，以進行中子通量檢測。貫穿件A16與下部容器組件A15之間采用局部焊透的角焊縫連接，在事故工況下會成為壓力容器薄弱環節，存在泄漏而導致冷卻劑喪失的風險。

實用新型內容

本實用新型的目的即在于克服現有壓水堆反應堆壓力容器中堆芯筒體上的焊縫受輻照容易導致輻照脆化，縮短壓力容器壽命的問題，提供一種壓水堆反應堆壓力容器。

本實用新型的目的通過以下技術方案實現：

一種壓水堆反應堆壓力容器，包括頂蓋、上部容器組件、堆芯筒體和下部容器組件，上部容器組件、下部容器組件分別與堆芯筒體的上端和下端焊接構成用于容納燃料組件的空間，頂蓋與上部容器組件連接，所述堆芯筒體為整體式結構。

從背景技術中的描述可以看出，傳統的壓力容器中，堆芯筒體由上下兩部分焊接組成。連接上下兩部分的焊縫位于燃料組件的軸向范圍內，輻照強度大，容易導致焊縫金屬的輻照脆化。另外，連接上下兩部分的焊縫最靠近燃料組件的中心位置，將受到最大劑量的輻照，解決該焊縫位置容易產生輻照脆化的問題，是提高壓水堆反應堆壓力容器壽命和安全性的關鍵。

發明人經研究，采用了整體式結構的堆芯筒體，也即是取消了堆芯筒體上的焊縫，從而解決了堆芯筒體在高強度輻照條件下，容易發生泄漏的問題，有效提高了壓水堆反應堆壓力容器的壽命和安全性。同時減少了在役時檢查和檢修的工作量。

作為本實用新型的第一種優化方案，所述堆芯筒體的底端延伸至所述燃料組件下方，所述堆芯筒體的頂端延伸至所述燃料組件上方。

上述結構使堆芯筒體與上部容器組件之間的焊縫，堆芯筒體與下部容器組件之間的焊縫遠離燃料組件的軸向范圍，也即是說使輻照耐受能力較弱的焊縫遠離輻照強度大的區域，大大減小了輻照對焊縫的影響，進一步提高了壓水堆反應堆壓力容器的壽命和安全性。

作為本實用新型的第二種優化方案，所述堆芯筒體的內徑為4340mm。

現有的堆芯筒體的內徑為3989mm，在達到安裝既定數量的燃料組件的要求下，吊籃筒體的外表面與堆芯筒體的內表面之間的距離較小，導致吊籃筒體的外表面與堆芯筒體的內表面之間的水隙較薄。反應堆中冷卻水一方面帶走堆芯燃料元件表面的熱量，另一方面慢化并吸收從堆芯中泄露的大量中子。較薄的水隙導致堆芯筒體的中子注入量大，影響壓水堆反應堆壓力容器的壽命。