[发明专利]一种铅基快堆压力容器及其下封头

说明书

本发明公开了一种铅基快堆压力容器及其下封头，下封头包括圆盘状下封头主体，所述下封头主体的上表面为凹面，下表面为弧形凸面；所述上表面的中部设有凸起部，所述上表面自周部向所述凸起部设有向下凹陷的弧面。本发明所提供的下封头，通过所述凸起部的设置，并且所述上表面自周部向所述凸起部呈弧面过渡，使得堆芯正下方的流体具有向上流动能力，改善下腔室冷却剂流场分布情况，进而优化堆芯入口流量分配；同时，流场停滞区域的消失，有效减少了液态铅和铅铋与堆芯结构材料的腐蚀产物在下腔室最低处堆积现象的发生，进而降低冷却剂凝固状况的发生概率，可进一步提高堆芯和一回路冷却剂系统的热工安全性能。

技术领域

本发明涉及反应堆容器领域，特别是涉及一种下封头。此外，本发明还涉及一种包括上述下封头的铅基快堆压力容器。

背景技术

铅冷快堆是指采用液态铅或者铅铋作为冷却剂的快中子反应堆，普遍采用模块化、一体化的池式结构设计和非能动的设计理念，拥有良好的物理热工特性和显著的安全运行优势。铅冷快堆易实现小型化和轻量化设计，能在海洋核动力、海水淡化和核能制氢等领域广泛应用，具有良好的发展前景，被第四代核能系统国际论坛(GIF)预计有望成为首个实现工业示范化和商业应用的第四代核能系统。

反应堆压力容器是用于固定和包容堆芯、堆内构件以及冷却剂的重要设备，其与一回路管道共同构成阻止放射性物质外泄的第二道屏障，其结构包括筒体组合件、顶盖组合件、下封头以及法兰密封结构。

现有技术中，铅基快堆压力容器的下封头设计中，其几何形状大多采用下凹的球面型或椭球面型，如欧盟设计的铅冷快中子装置MYRRHA以及XADS，美国的小型模块化自然循环铅冷快堆SSTAR，中国的铅基研究堆CLEAR-1以及加速器驱动嬗变研究装置CIADS，这种设计易导致冷却剂在堆芯正下方区域出现流动停滞，致使液态铅和铅铋与结构材料的腐蚀产物堆积，进而诱发冷却剂凝固，将对堆芯和一回路冷却剂系统的热工安全性能造成影响。

因此，如何提高压力容器的热工安全性，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种下封头，该下封头可以防止堆芯正下方区域出现流动停滞，致使腐蚀产物沉积进而诱发冷却剂凝固的问题，可有效提高热工安全性。本发明的另一目的是提供一种包括上述下封头的铅基快堆压力容器。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种下封头，包括圆盘状下封头主体，所述下封头主体的上表面为凹面，下表面为弧形凸面；所述上表面的中部设有凸起部，所述上表面自周部向所述凸起部设有向下凹陷的弧面。

优选的，所述凸起部的顶部设有尖端。

优选的，所述凸起部呈锥状，所述凸起部的外表面呈向下凹陷的弧面。

优选的，所述上表面沿所述下封头主体的中心轴呈中心对称。

优选的，所述上表面沿所述中心轴的截线包括两个椭圆弧线或者圆弧线。

优选的，所述下表面为部分球面或椭圆球面。

优选的，所述上表面的两段椭圆弧线或者圆弧线的圆心与所述下表面的球面或椭圆球面的球心位于同一水平面。

优选的，所述下封头主体为T91钢下封头主体。

优选的，所述下封头主体为铸造而成的下封头主体。

本发明还提供一种铅基快堆压力容器，包括上述任意一项所述的下封头。