[发明专利]核反应堆流动平稳组件

说明书

本发明涉及一种用于核反应堆的流动平稳组件，该核反应堆包括：容器(2)；位于容器(2)中的壳体(5)；在容器(2)与壳体(5)之间循环的流体，以便然后在其循环方向反转后在壳体(5)中循环；扩散元件(9)，其被配置为限制在壳体(5)中形成旋流并使得在壳体(5)的横截面上的流速分布均匀，还涉及一种扩散元件(9)以及一种在这种反应堆中的流动平稳方法。

技术领域

本发明的领域是核反应堆。

本发明涉及核电站的第二代或第三代压水反应堆的容器中的流动，为此利用循环通过堆芯的传热流体来冷却堆芯。

背景技术

通常，这种系统包括堆芯1，堆芯包括核燃料元件，浸入在循环驱动的传热流体中，以便与所述堆芯进行热交换。

堆芯1通常包含在容器2中，如图1所示，传热流体在容器中循环。

容器2由大致圆柱形外壁3界定，其中容器2的下端由容器底部4封闭。

通常，容器底部4具有大致半球形的形状。

内壳体5位于容器2内部。

内壳体5由下端敞口的大致圆柱形内壁6界定。

内壁6和外壁3限定了注入回路7，注入回路7具有大致环形的横截面。

堆芯1通常位于内壳体5内部。

传热流体通常在注入回路7中从顶部到底部循环，然后在容器底部4转向，以在内壳体5中从底部到顶部循环，与堆芯1进行热交换。

传热流体在容器底部4处的转向导致流速在内壳体5的横截面上的不均匀分布，典型地在中心处的强溢流(平均流速的15％至20％)和在外围处的下溢(数量级与溢流相同)。

堆芯1的入口处的不均匀流动改变了堆芯1的操作。

这种供应上的不均匀性导致所谓的横向流动，这种横向流动逐渐使流速的分布从堆芯1高度的大约四分之一开始变得均匀。

这些横向流由与压力相关的物理平衡引起，但会导致引起燃料棒振动的液压激励。

这种波动与流动转向时遇到的高湍流速度有关，加剧了燃料组件的激励。

于是，使用反应器会由于棒的微动引起的磨损(应理解，微动是指当两个性质相同或不同的表面接触时材料的磨损、变形、氧化、腐蚀、开裂、粘附或其他物理化学、电化学和结构变化的所有物理现象)以及组件的变形而受到损害。

因此，这些供应上的不均匀性导致组件的热工液压和中子行为的退化，机械应力的下降，并且这还会影响组件的收益率和使用寿命。

相对于由流体流动引起的动量而言，燃料组件的轴向保持因此决定了热工液压流速的最大允许值。

流速的最小值与堆芯1的冷却功能有关，为了防止损坏堆芯1，堆芯1的温度必须保持在一定阈值以下。

环形空间出口到容器底部的横截面的过度突变是内壳体5中这些流速不均匀性的主要来源之一。

通常，这些缺点受到操作裕度的限制，操作裕度限制了可接受的流速，并因此限制了与湍流现象相关的应力。

还已知的是使用可以使内壳体5入口处的流动平稳的结构。

然而，目前的结构主要设计为支撑堆芯的内部中子测量系统RIC，并不具有限制与流体转向相关的波动的最佳性能。

发明内容

本发明的第一目的是以最均匀的方式朝向堆芯的入口分配流体。

另一目的是防止旋流结构(通常称为“涡流”)，使得在组件中不会产生流速波动。