[发明专利]一种针对模块式小堆的主蒸汽管线布置结构及布置方法

说明书

本发明公开了一种针对模块式小堆的主蒸汽管线布置结构，包括两条主蒸汽管线和设置于压力容器上的多个蒸汽发生器，其特征在于，所述蒸汽发生器的蒸汽输出端环形均布于压力容器外部；所述两条主蒸汽管线通过多级蒸汽管线连接于多个蒸汽发生器；所述多级蒸汽管线中，每一级的单个管道均设有两个分支管道直至末级管道，末级管道分别连通于多个蒸汽发生器的蒸汽输出端，且每一级中连接于同一个上级管道的两个分支管道均轴对称设置。本发明还公开了一种针对模块式小堆的主蒸汽管线布置方法。本发明一种针对模块式小堆的主蒸汽管线布置结构及布置方法，使通过主蒸汽管线的高温蒸汽在后续管系能够达到流量平衡，并且缓解高温蒸汽所产生的应力。

技术领域

本发明涉及核反应堆工艺设计领域，具体涉及一种针对模块式小堆的主蒸汽管线布置结构及布置方法。

背景技术

在分布式能源即将迎来大发展背景下，小型模块式反应堆因体积小、排放少、价格低、贴近消费侧，其未来前景被业界看好。小堆相比于装机容量在其以上的大、中型核电机组，小堆具有选址灵活，建投投资小，建造周期短、系统设备能在工厂组装和便于运输，且可通过模块化设计建造升级和改善经济性等特点。小堆由于单堆热功率小，正常运行热储能小，停堆后衰变热少，最有利于提高反应堆的固有安全和通过非能动安全设施的应用提高抗自然灾害和外部人为事件威胁的能力，实现高度的安全性。此外，小堆机组负荷跟踪能力强，可兼用于城市供热、工业工艺供热和海水淡化等领域。

国产化模块式小型堆，采用一体化压水堆技术方案，单堆布置。与大堆不同，一体化反应堆压力容器中设置有多台直流式蒸汽发生器用于二次侧产生高温蒸汽，由于设置多台直流式蒸汽发生器，因此其生成高温蒸汽如何在后续管系达到流量平衡，同时克服高温蒸汽所产生的热应力成为了难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是一体化反应堆压力容器中设置有多台直流式蒸汽发生器用于二次侧产生高温蒸汽，由于设置多台直流式蒸汽发生器，因此其生成高温蒸汽如何在后续管系达到流量平衡，同时克服高温蒸汽所产生的热应力成为了难题，目的在于提供一种针对模块式小堆的主蒸汽管线布置结构及布置方法，解决上述问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种针对模块式小堆的主蒸汽管线布置结构，包括两条主蒸汽管线和设置于压力容器上的多个蒸汽发生器，其特征在于，所述蒸汽发生器的蒸汽输出端环形均布于压力容器外部；所述两条主蒸汽管线通过多级蒸汽管线连接于多个蒸汽发生器；所述多级蒸汽管线中，每一级的单个管道均设有两个分支管道直至末级管道，末级管道分别连通于多个蒸汽发生器的蒸汽输出端，且每一级中连接于同一个上级管道的两个分支管道均轴对称设置。

现有技术中，国产化模块式小型堆，采用一体化压水堆技术方案，单堆布置。与大堆不同，一体化反应堆压力容器中设置有多台直流式蒸汽发生器用于二次侧产生高温蒸汽，由于设置多台直流式蒸汽发生器，因此其生成高温蒸汽如何在后续管系达到流量平衡，同时克服高温蒸汽所产生的热应力成为了难题。

本发明应用时，不同于普通锅炉的蒸汽管道，模块式小堆的蒸汽管道内蒸汽压力较大同时热效应明显，所以发明人创造性的采用了这种形式的蒸汽管道。两条主蒸汽管线负责将蒸汽输送出安全壳并进行后续动力输出，而蒸汽发生器用于二次侧产生高温蒸汽；为了后续的蒸汽管线直接的应力平衡，所以将蒸汽发生器的蒸汽输出端环形均布于压力容器外部，蒸汽发生器产生的高温蒸汽由蒸汽输出端向外输出。

在两条主蒸汽管线和蒸汽发生器之间设置有多级蒸汽管线，这里所说的多级蒸汽管线实际上为两条树状蒸汽管线，树状蒸汽管线的根节点为两条主蒸汽管线，树状蒸汽管线的叶节点为蒸汽发生器的蒸汽输出端。每一个树状蒸汽管线的父节点对应两个子节点，以此类推，直至将所有的蒸汽发生器的蒸汽输出端都连接至主蒸汽管线。