[发明专利]一种堆叠型流量分配装置及分配结构

说明书

本发明公开了一种堆叠型流量分配装置及分配结构，分配装置包括压力容器、堆芯下支承板和吊篮组件，吊篮组件安装在堆芯下支承板上，吊篮组件和压力容器之间形成下降腔，所述压力容器内在堆芯下支承板下方形成下腔室，还包括堆叠型流量分配板，堆叠型流量分配板上设置有若干流量分配孔，流量分配孔在竖直方向贯穿堆叠型流量分配板，流量分配孔包括上部的直孔和下部的锥孔，锥孔的上锥圆直径直接大于下锥圆直径，堆叠型流量分配板中心的锥孔沿着径向向外至堆叠型流量分配板外侧的锥孔的上锥圆直径和下锥圆直径均呈逐渐增大的趋势。本发明解决了现有反应堆堆内构件导致堆芯入口流量分配不均且结构复杂的问题。

技术领域

本发明涉及核反应堆堆内构件技术领域，具体涉及一种堆叠型流量分配装置及分配结构。

背景技术

为满足反应堆热工水力的要求，提升反应堆整体性能，进入堆芯的冷却剂要求分配均匀，当不满足均匀性要求时常需要设置流量分配装置。反应堆下腔室空间有限，构件的安装、检修比较困难，因而在满足流量分配的前提下，应尽量简化结构，提高稳定性和可靠性。国内、外目前运行的核电二代和二代改进型反应堆，堆芯测量均由压力容器下封头引出，在下腔室设置了二次支承结构。第三代反应堆堆芯测量由压力容器上封头引出，在很大程度上简化了反应堆下腔室结构。二代改进型反应堆没有设置流量分配结构，反应堆下腔室结构及流场都比较复杂，流致振动影响了结构的稳定性。第三代压水堆有的保留了二次支承结构，设置了涡流抑制板组件以实现了冷却剂流量的初次分配，其下腔室结构仍然较为复杂，二次支承结构需要现场安装，安装检修都比较困难。

涡流抑制板组件虽然能够在一定程度上缓解堆芯入口冷却剂分配不均匀的问题，但是堆芯入口冷却剂的均匀性仍然较差，且二次支承结构和涡流抑制板组件结构复杂，为了实现提高堆芯入口冷却剂分配均匀性的问题，需要额外再增加了流量分配结构，会导致结构更为复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种堆叠型流量分配装置及分配结构，解决现有反应堆堆内构件导致堆芯入口流量分配不均且结构复杂的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种堆叠型流量分配装置，包括压力容器、堆芯下支承板和吊篮组件，所述堆芯下支承板和吊篮组件置于压力容器内，所述吊篮组件安装在堆芯下支承板上，所述吊篮组件和压力容器之间形成环形的下降腔，所述压力容器内在堆芯下支承板下方形成下腔室，所述堆芯下支承板上设置有若干均匀布置的通孔，还包括堆叠型流量分配板，所述堆叠型流量分配板安装在下腔室内堆芯下支承板下方，所述堆叠型流量分配板上设置有若干与堆芯下支承板上通孔配合的流量分配孔，所述流量分配孔在竖直方向贯穿堆叠型流量分配板，所述流量分配孔包括上部的直孔和下部的锥孔，所述锥孔的上锥圆直径大于下锥圆直径，所述堆叠型流量分配板中心的锥孔沿着径向向外至堆叠型流量分配板外侧的锥孔的上锥圆直径和下锥圆直径均呈逐渐增大的趋势。

申请人在长期试验中发现，导致堆芯入口流量分配不均的原因主要有以下两点：

1）、根据反应堆的结构特点和堆内冷却剂流动的特性，堆芯入口流量分布呈现中心高边缘低的趋势，该趋势的原因为由于冷却剂惯性，冷却剂具有沿反应堆压力容器底部下腔室的内壁面下降、并向下腔室中央流动的趋势，冷却剂流动的这种趋势导致冷却剂流量在堆芯入口的中间部位的分布多于堆芯入口周边部分。

2）、此外，冷却剂从环形下降腔进入下腔室时，流道尺寸发生急剧的变化，因此在下腔室产生大量涡流，产生的涡流一方面使能耗增大，导致流量进一步分布不均匀另一方面涡流脱落导致螺栓等零部件振动，使零部件有松动脱落的潜在危险。

涡流抑制板组件虽然能够在一定程度上缓解堆芯入口冷却剂分配不均匀的问题，但是堆芯入口冷却剂的均匀性仍然较差，且二次支承结构和涡流抑制板组件结构复杂，为了实现提高堆芯入口冷却剂分配均匀性的问题，需要额外再增加了流量分配结构，会导致结构更为复杂。