[其他]低功率氣體冷卻核反應堆的混凝土壓力殼

無效

• 申請號: 87100468
• 申請日: 1987-01-26
• 公開（公告）號: CN87100468A
• 公開（公告）日: 1987-09-02
• 發明（設計）人: 格哈特·貝克爾;約瑟夫·舍恩寧
• 申請（專利權）人: 高溫反應器制造服份公司
• 主分類號: G21C1/22
• 分類號: G21C1/22;G21C13/02;G21C15/12;E04H5/02;E04C5/08;E04C5/02
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 周備麟,陶增煒

本發明涉及一種用于裝有球形燃料堆芯的低功率氣體冷卻核反應堆的混凝土反應堆壓力殼。這種壓力殼由-筒形外殼、底板和-必要時可拆卸的蓋板構成。為了散掉反應堆內部的熱量，在其內壁上裝有冷卻水管。

德國專利P3534422.9介紹了這種反應堆壓力殼。安裝在地下的壓力殼是由鋼筋混凝土制成，并且在內表面上裝有冷卻系統，把燃料堆芯中產生的熱量從壓力殼中散掉。核反應堆第一回路中的氣體壓力應當超過冷卻系統中介質（水）的壓力。

在德國專利P3518968.1中同樣介紹了一種用于具有球形燃料低功率核反應堆的壓力殼。它是由鋼筋混凝土制成并裝在地下。這種反應堆壓力殼沒有可拆卸的蓋板。但是在殼蓋范圍內，用-可封閉起來的中心孔來替代它。正如上面提到的專利所述，反應堆核心部分所產生的熱量被冷卻氣體從上到下地經過燃料堆芯傳到壓力殼內表面的冷卻系統上。冷卻系統用氣體密封罩與第一回路分開。

這二個專利所介紹的核反應堆，其特征在于緊密的結構以及在相當大的程度上省掉了那些傳動設備，諸如裝料裝置、氣體凈化裝置，調節系統以及防護系統。之特別適合于以供熱不同的熱能的生產。裝在地下，顯然成本較高。

從所述的現有技術來看，本發明要解決的任務是：為低功率氣體冷卻核反應堆制造一個混凝土壓力殼。在制造成本適當的情況下，確定冷卻氣體的安全用量，并且同時經濟地輸出反應堆堆芯中產生的熱量。

本發明核反應堆壓力殼的特征如下：

a）在混凝土外殼中，沿著軸向和徑向以已知的方式均布加固部件或預應力鋼筋以承受由壓力殼內部壓力和其他負荷而引起的拉伸力。

b）在反應堆壓力殼內壁上以已知的方式襯墊金屬套，在其與混凝土接觸一側裝有冷卻管。

c）金屬套與冷卻管一并構成由冷卻氣體傳熱的核反應堆熱交換器。

d）金屬套用混凝土外殼上的冷卻管固定。

e）熱交換器次級側至少有兩個獨立的系統。冷卻管經徑向安裝在混凝土中的輸入和輸出管道與核反應堆壓力殼外面的進流和回流收集器相連接。

f）相鄰的冷卻管以及輸入和輸出管道屬于不同系統，并且流向相反。

根據本發明，核反應堆壓力殼也具有鋼筋混凝土或預應力混凝土結構和承載與密封功能。混凝土和加固部件或夾緊部件承受著整個壓力殼內部的作用力。金屬套作為密封外殼，被混凝土中的冷卻管固定。必要時可使用附加螺栓。安放核反應堆的腔體可用-可拆卸的蓋板密封，這樣蓋板打開后核反應堆的許多部件就可以拆卸，例如更換燃料。

輸入管道和輸出管道把冷卻管和集流器連接起來，并且沿著徑向穿過混凝土安裝。這樣就能在故障情況下，與沿著徑向安裝的加固部件或夾緊部件一起很快將熱量傳輸出去。熱交換器的這種特殊形式可同時在高溫負荷下對壓力殼混凝土進行保護。相鄰的冷卻管屬于不同的系統，并且流向相反，這樣鋼套的溫度是均勻的。

通過后面提到的專利要求和下面的圖示結構說明可以了解本發明的一些有利的改進措施。

圖例分別說明如下：

圖1，采用本發明的反應堆壓力殼之反應堆設備縱斷面。

圖2，圖1中核反應堆壓力殼Ⅱ-Ⅱ剖面。

圖3，圖1中核反應堆壓力殼Ⅲ-Ⅲ剖面。

圖4，按放大了的比例標出的熱交換器的局部視圖。

圖5，針對圖4所示局部視圖的一種可供選擇的結構圖。

圖6針對圖4所示局部視圖的另一種可供選擇的結構圖。

圖1標明了用鋼筋混凝土制成的反應堆壓力殼1，它包括一個腔體2并且在徑向和軸向均裝有加固部件，這些部件承受著壓力殼內壓力引起的拉伸力。壓力殼1由園柱形外殼3、底板4和蓋板5構成。蓋板5通過夾緊部件6固定在壓力殼1上，必要時可以拆下來，這樣腔體2就可以打開。夾緊部件6可從外面進行調整。在壓力殼的整個內表面上裝有金屬套7，它起著密封的作用。

核反應堆8安裝在腔體2中，其核心部分是裝有球形核燃料10的堆芯9。堆芯9的直徑為1.2至1.5米，高度為1.5至2.5米。核心功率密度總計約為1.5至2.5兆瓦/米³，總功率可達10到20兆瓦。燃料10是用熱擠壓法或冷擠壓法制成，它的每個球含有20克至40克重金屬。堆芯9全部被石墨反射層11包圍，它是由底部反射層12，壁反射層13和頂部反射層14組成。

頂部反射層14直接裝在堆芯9上面，在其與蓋板5之間有一空間15。另一空間16是在底部反射層12和壓力殼底板4之間，在這一空間中安裝了金屬支撐部件17，把核反應堆8支撐在底板4上。