[实用新型]双腔室筒式超临界水冷堆蒸汽腔结构及压力容器

说明书

技术领域

本实用新型涉及核工业领域，具体涉及一种超临界水冷堆堆内构件。

背景技术

超临界水冷堆（SCWR）是以水为冷却剂，其出口水状态在临界点（374℃，22.1MPa）之上的一种反应堆。由于运行温度和压力较高，综合考虑到现有材料、制造水平等方面的限制，超临界水冷堆需要设计为多流程结构。在这种设计下，蒸汽腔成为了水冷堆出口超临界态水汇集的重要结构，同时，蒸汽腔内还必须设有各流程冷却剂的分流装置。

目前，只有在欧盟的超临界水冷堆设计方案中，提出了用于多流程结构的蒸汽腔。但是，该蒸汽腔存在如下问题：

1．蒸汽腔没有固定结构，直接放置于吊篮内，然后通过上部的筒体压紧，其稳定性很差，而且安装不方便；

2．蒸汽腔中，由于需要承受上部筒体的压力，上腔板采用多根支撑管与下腔板连接，支撑管为上腔板和提供支撑，但是支撑管的设置导致蒸汽腔内结构复杂，使得蒸汽腔的制造和安装难度增大，而且还使蒸汽腔内部空间变小，极大的影响了反应堆的效率。

现有的超临界水冷堆压力容器使用了上述蒸汽腔，导致其内部的结构稳定性非常差。另外现有的超临界水冷堆压力容器在工作时，其内部的燃料组件会发生膨胀，使蒸汽腔发生位移，导致燃料组件发生松动，从而产生泄露，影响反应堆的安全性。

实用新型内容

本实用新型的目的即在于提供一种双腔室筒式超临界水冷堆蒸汽腔结构，以克服现有蒸汽腔结构稳定性差，制造和安装难度增大，影响反应堆效率的缺陷。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

双腔室筒式超临界水冷堆蒸汽腔结构，主要由筒体以及设置于筒体中的上腔板和下腔板构成，上腔板与下腔板之间的空间由筒体围合形成腔体，所述筒体为悬臂式结构，上腔板直接与筒体的筒壁连接。本实用新型对现有蒸汽腔的筒体作出了改进，采用悬臂式结构，在安装时采用悬臂悬挂于压力容器内，安装过程非常方便，只需要将筒体吊装至压力容器内的安装台上就位即可。另外悬臂式结构具有很强的结构稳定性，在压力容器内的高温高压环境下，也能为燃料组件提供一个稳定的工作环境。本实用新型还对上腔板的安装方式作出了改进，将上腔板直接与筒体的筒壁连接，让筒体的筒壁直接支撑上腔板的重量，在不影响结构强度的情况下，避免了使用支撑管，简化了蒸汽腔内结构，使得蒸汽腔的制造和安装难度减小。更为重要的是，取消支撑管使蒸汽腔内部的空间增大，为冷却剂提供了更大的流动空间，冷却剂的流动效率提高，大大提高了反应堆的效率。

作为本实用新型的第一种优化方案，将筒体分为法兰与主筒体两部分，法兰设置于主筒体的顶部，将法兰作为悬臂，以承受主筒体的重量。法兰结构简单，制造容易，并且法兰与压力容器内的安装台之间为面接触，使得本实用新型的结构稳定性更高。

作为本实用新型的第二种优化方案，所述上腔板通过冷装销连接在筒体的筒壁上，所述上腔板和下腔板上开设有慢化剂孔，所述筒体的筒壁上开设有蒸汽出口。冷装销连接定位精度高，变形量小，采用冷装销安装上腔板能得到更高的安装精度，并且冷装销为可拆卸结构，便于检修。慢化剂孔用于通过燃料组件上的慢化剂管，使慢化剂能够进入燃料组件内部。蒸汽出口用于导出腔体内聚集的蒸汽。

作为本实用新型的第三种优化方案，还增设设置于所述腔体中的内腔隔板，内腔隔板的顶部和底部分别与所述上腔板和所述下腔板连接，内腔隔板在所述腔体中合围形成一流程冷却剂腔体，所述筒体的筒壁与内腔隔板之间的空间为二流程冷却剂腔体。一流程冷却剂腔体用于汇集冷却剂，冷却剂从一流程冷却剂腔体中进入燃料棒组件中，二流程冷却剂腔体用于汇集冷却剂蒸汽。内腔隔板的作用在于使冷却剂和冷却剂蒸汽分流，使本实用新型适用于双流程超临界水冷堆。

作为第三种优化方案的进一步优化，还包括螺栓和密封垫，所述上腔板的上表面开始有台阶孔，所述内腔隔板的顶部通过设置于台阶孔中的螺栓与上腔板连接，所述下腔板的上表面开设有定位槽，所述内腔隔板的底部设置于定位槽中，密封垫设置于所述内腔隔板的底部与定位槽之间。采用可拆卸连接对内腔隔板进行安装与限位，降低了安装难度。冷却剂从上腔板流入，冷却剂的压力主要作用于下腔板与内腔隔板上，为了防止冷却剂渗透至二流程冷却剂腔体，采用定位槽和密封垫进行密封，保证了一流程冷却剂腔体与二流程冷却剂腔体之间的彼此隔绝。另外，由于上腔板与内腔隔板的接触处不是水压的主要作用点，将内腔隔板的顶部与上腔板之间通过螺栓连接紧密即可起到很好的密封效果，简化了腔体的内部结构。