[发明专利]一种反应堆压力容器下封头

说明书

技术领域

本发明涉及压水堆核电厂核反应堆设计技术领域，具体涉及一种反应堆压力容器下封头。

背景技术

反应堆压力容器是压水堆核电厂一回路系统中的一个重要设备，是承压密封边界，主要用于容纳反应堆堆芯，支承和定位堆内构件以及密封高温、高压的一回路冷却剂，通过与堆内构件和导流围板配合引导冷却剂流向，并维持堆芯区周围冷却剂容量，同时亦起着一定的辐射屏蔽作用。下封头与堆内构件下部形成的入口流通面积直接影响下腔室流道入口流速。

反应堆压力容器在堆芯顶部以下的位置没有贯穿孔，降低了容器泄漏导致失水事故(LOCA)的风险。在堆芯熔化的严重超设计基准事故发生时，下封头可使得熔融堆芯滞留在反应堆压力容器内(IVR)，并利用反应堆压力容器外表面的水进行冷却。

冷却剂自反应堆压力容器进口管进入由压力容器与堆内构件形成的环腔，进而流入下腔室时，流速的增加将会引起吊篮振动加强，同时对流量的分配产生不利影响，通过设计反应堆压力容器下封头可优化环腔。

发明内容

本发明的目的在于提供一种满足反应堆压力容器内（IVR）的设计要求的反应堆压力容器下封头。

实现本发明目的的技术方案：一种反应堆压力容器下封头，其所述的反应堆压力容器下封头为一体式锻制而成的半球碗状结构，在反应堆压力容器下封头内壁上部对称设置四个堆芯支承凸台；设定反应堆压力容器筒体外径为C1、筒体内径为C2；设定反应堆压力容器下封头球的内径为SR2、壁厚为T1；则反应堆压力容器下封头球的外径SR1=0.5C1=SR2+T1。

如上所述的一种反应堆压力容器下封头，其所述的反应堆压力容器下封头的半球结构与反应堆压力容器筒体接合处，通过内壁、外壁两处分别设置倒圆进行圆滑过渡，倒圆的大小保证该处壁厚的情况下实现最大值。

如上所述的一种反应堆压力容器下封头，其所述反应堆压力容器下封头一体锻制成型，包括4个方向上的堆芯支承凸台，堆芯支承凸台上焊接堆芯支承块，用来支承堆内构件，并实现压力容器与堆内构件的下部对中。

如上所述的一种反应堆压力容器下封头，其反应堆下封头的上部直段结构与反应堆压力容器筒体的内外径一致，该处直段结构外侧长度大于内侧长度约15%，该处直段结构与下封头球冠间通过倒圆圆滑过渡，与堆内构件间形成下腔室入口通道，并保证下腔室入口通道满足设计流速要求。

本发明的效果在于：本发明所述的反应堆压力容器下封头，为使下腔室流道入口流速降低至合理范围，减小对吊篮激振振幅的影响，扩大下腔室入口流通面积；下封头敏感部位应考虑更多的设计补强裕量，满足熔融堆芯滞留的要求；下封头为一体式锻制而成，较分体式下封头的设计，减少了一条主焊缝，降低反应堆压力容器在役检测的难度。冷却剂及下腔室入口通道进入下腔室后，通过流量分配装置进行分流，下腔室入口流道改良后，吊篮振幅减少约4.8%，流速降低至7.7m/s，IVR计算结果降低至0.75，应力分析评定下封头设计裕量增大。

附图说明

图1为反应堆压力容器及堆内构件示意图；

图2为反应堆压力容器下封头结构示意图。

图中：1.压力容器；2.下腔室入口通道；3.堆内构件；4.反应堆压力容器下封头；5.堆芯支承块；6.堆芯支承凸台。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明所述的一种反应堆压力容器下封头作进一步描述。

如图1和图2所示，本发明所述的一种反应堆压力容器下封头，其反应堆压力容器下封头4为一体式锻制而成的半球碗状结构，在反应堆压力容器下封头4内壁上部4个方向上对称设置四个堆芯支承凸台6，堆芯支承凸台6上焊接4对堆芯支承块5，用来支承堆内构件3，并实现压力容器1与堆内构件3的下部对中。

设定反应堆压力容器1的筒体外径为C1、筒体内径为C2；

设定反应堆压力容器下封头4球的内径为SR2、壁厚为T1；

则反应堆压力容器下封头4球的外径SR1=0.5C1=SR2+T1。

反应堆压力容器下封头4的半球结构与反应堆压力容器筒体1接合处，通过内壁、外壁两处分别设置倒圆进行圆滑过渡，倒圆的大小保证该处壁厚在满足上述公式尺寸关系的情况下实现最大值。

反应堆下封头4的上部直段结构与反应堆压力容器筒体1的内外径一致，该处直段结构外侧长度大于内侧长度约15%，该处直段结构与下封头球冠间通过上述倒圆圆滑过渡，与堆内构件3间形成下腔室入口通道2，并保证下腔室入口通道2满足设计流速要求。

如图1所示，冷却剂在反应堆内的流向通常是这样的，冷却剂通过压力容器1上两到四个的圆形进口接管进入反应堆，沿着由压力容器1与堆内构件3形成的环腔，进而通过环腔的下腔室入口通道2，进入反应堆的下腔室。下腔室流通面积直接影响冷却剂入口流速，扩大下腔室入口流通面积，能直接有效地降低流速，减小对吊篮激振振幅的影响。