[实用新型]超临界水冷堆堆芯流体出口热套管结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种核反应堆堆内构件，具体是一种核反应堆堆芯流体出口热套管结构，尤其适用于堆芯流体出口温度较高的堆型，如超临界水冷堆。

背景技术

目前的压水型核电反应堆，其工作温度和工作压力较低（温度一般小于300℃、压力一般小于20MPa），堆芯流体出口管嘴结构采用了热胀式出口密封方案（见附图1）来实现出口流体的密封。该密封结构的基本原理是利用堆内构件材料与压力容器材料线膨胀系数不同，在温度变化时，引起二者的热胀差，实现吊篮出口管嘴与压力容器出口凸台在冷态下间隙配合、热态下贴合密封。

由于上述设计利用的是材料间的线胀系数差，因此，在反应堆实际运行中，不能实现完全的密封，出口接管处始终存在一定漏流量。对于传统压水型反应堆而言，由于运行环境并不苛刻，漏流的出口冷却剂温度低于压力容器的设计温度，因此，只要漏流量在热工水力及安全分析允许的范围内，均可以被接受。而作为第四代反应堆堆型之一的超临界水冷堆，与压水型反应堆相比，其工作温度、工作压力均有较大差异，超临界水冷堆出口流体状态在其临界点（374℃，22.1MPa）之上，在实际的超临界水冷堆设计方案中，出口冷却剂的温度往往在500℃以上，远高于压水型反应堆的出口流体温度。因此，在超临界水冷堆运行环境下如继续采用现有压水堆的热胀式出口密封方案，出口接管处产生的高温漏流将与压力容器内部直接接触，不能满足堆芯热工水力及安全要求。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的缺陷，提供了一种适用于超临界水冷堆运行环境的、能够实现超临界态出口流体从反应堆内的导出、实现堆芯出口流体的良好密封，防止出口冷却剂与反应堆压力容器内壁直接接触的堆芯流体出口热套管结构。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

超临界水冷堆堆芯流体出口热套管结构，包括热套管、堆内密封环，热套管一端开口，堆内密封环安装在热套管开口端外表面上，热套管另一端封闭。堆内密封环的设置保证了热套管开口端与反应堆吊篮之间良好的密封，防止出现漏流现象导致高温流体与反应堆压力容器内壁直接接触。

所述的热套管靠近封闭侧的管壁上设有与压力容器出口接管对应的流体出口。开口的设置与压力容器出口接管相对应，能够实现超临界态出口流体从反应堆内的导出，出口流体经此流出，进入主管道。

在所述的热套管在开口端与流体出口之间的外壁上还设有挡环，挡环上安装有出口段密封环。热套管外壁上的挡环与压力容器出口段上设置的挡环相对应，出口段密封环设置在两挡环之间，实现了良好密封，避免出口流体与压力容器内壁直接接触，确保出口冷却剂与压力容器内壁的隔离。

所述的热套管的封闭端上还连接有推紧机构。推紧机构的设置实现超临界水冷堆出口热套管结构与堆内构件的推进、分离与复装。

所述的热套管为圆管状。

说明书附图

图1  超临界水冷堆堆芯流体出口热套管结构示意图

附图说明

在图中：1-热套管，2-堆内密封环，3-出口段密封环，4-吊篮筒体，5-压紧筒体，6-容器出口段，7-压力容器，8-推紧机构，9-流体出口

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式，就本实用新型提供的一种超临界水冷堆堆芯流体出口热套管结构进行进一步的介绍：

如附图1所示，超临界水冷堆堆芯流体出口热套管结构，包括热套管1、堆内密封环2，热套管1一端开口，开口端沿径向推入，穿过反应堆压力容器内吊篮筒体4上的开孔，与压紧筒体5上的开孔配合，堆内密封环2安装在热套管开口端外表面、与压紧筒体5配合的接触面上，由此实现热套管开口端与压紧筒体5之间的密封，从而实现堆芯流体在流出压紧筒体5、流入热套管1时的密封。

所述的热套管1另一端封闭，在所述的热套管1靠近封闭侧的管壁上设有与压力容器出口接管对应的流体出口9，流体出口9的设置与压力容器7出口接管相对应，能够实现超临界态出口流体从反应堆内的导出，出口流体经此流出，进入主管道。

在所述的热套管1在开口端与流体出口9之间的外壁上还设有挡环，挡环上安装有出口段密封环3。热套管1外壁上的挡环与压力容器出口段6上设置的挡环相对应，出口段密封环3设置在两挡环之间，实现了良好密封，避免堆芯流体经过热套管1自流体出口9流出时，在流体出口9处产生漏流，高温漏流体回流与压力容器7内壁直接接触，从而危及反应堆安全性。