[发明专利]在上方内部结构中具有导流器的核反应堆无效

专利信息
申请号: 87103198.1 申请日: 1987-04-01
公开(公告)号: CN1010138B 公开(公告)日: 1990-10-24
发明(设计)人: 雅克·伯雅;吉·德斯方台尼;阿兰·尤兹 申请(专利权)人: 法拉玛通合股公司
主分类号: G21C15/22 分类号: G21C15/22
代理公司: 中国国际贸易促进委员会专利代理部 代理人: 王彦斌
地址: 法国*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 上方 内部结构 具有 导流 核反应堆
【说明书】:

本发明涉及具有抗压容器型式,以一种加压液体冷却的核反应堆。该容器在堆芯的上方具有,基本上在同一水平面的入口管和出口管。该堆内部结构中,装有一个外壳,它支撑堆芯,并且与容器一起限定冷却剂往下流动的通道,使冷却剂从入口管流向,位于堆芯下面的空间。一个处在上方的内部结构,它限定向上流出堆芯的冷却剂,流向出口管的通道。

图1是目前压水堆中,广泛使用的内部结构简单示意图。该反应堆装有,一个由盖子12封闭的容器10,以便限定包括反应堆芯部在内的加压体积。堆芯是由燃料组件14构成,图上示出其中两个组件,它们并排竖直地放着。反应堆的堆芯,靠呈篮筐状的下部结构所支撑。该下部结构,包括:底板16,也称作“芯部支撑板”;一个柱形筒体18,以及一个压在容器内凸舌上的法兰20。在呈多角形截面的堆芯四周与筒体18之间,插有一个分隔结构21。在堆芯上方的内部结构,则包括一个上方堆芯板22,它刚好在堆芯的上面,以定位堆芯组件14,并固定堆芯组件的位置。

上部内部结构还包括,一个支撑板24,在图示的实例中,它通过可控捧束导流管26,与板22相连。在其他情况中,板22和24通过垫片结合在一起。支撑板24固定在容器上,如图所示,板24和法兰20,夹紧在容器10和盖子12之间。

捧束导流管26,位于燃料组件14的上方,燃料组件受可控捧束的控制(图上看不见),靠穿过轴套28的轴,可上下移动,该轴套穿过盖子。

下部内部装置,控制通过入口管30,进到容器的加压水,使其往下流、流入容器10和筒体18之间的环形空间。加压水流到板16下面的空间,经由底板中的开口32,流入燃料组件14中,向上流过堆芯(堆芯是在分隔结构21的径向里面),再经过上方的堆芯板22,而后到达上方内部结构。当控制捧束提起时,捧束导流管保护它们,以克服由于离开堆芯的水流引起的力。该水流最初竖直向上,之后偏转到上方内部结构中,并通过出口喷嘴34离开筒体18。该喷嘴是与容器出口管36,放置在一条直线上。出口喷嘴34安装在出口管36上,使得留有缝隙,而在反应堆冷却时,以便把下部内部结构,插入容器,或从容器中取出。在反应堆运行温度下,在碳钢制作的容器10和不锈钢制作的筒体18之间,不同的热膨胀封闭了该缝隙,使绕过堆芯的流量、减到很低值。

堆芯中加压水向上流动,加在燃料组件上的举力、被上方堆芯板22所承受,它再把它们传给与盖子12对接的支撑板24。

以上所描述的安排是众所周知的,而且广泛使用着。其缺点在于捧束导流管26,特别是那些邻近出口喷嘴34的捧束导流管,实际上在它们整个长度上,都受到径向偏转的、加压水流的影响,受到很大的力。横向流动,可能引起捧束导流管的振动,而这种经过导流器网路的横向流动是伴有高压损失的。

当使用大量的捧束和导流管26时,并且在燃料组件分布间距很密时,上述的缺点、变得更严重了。为了更好地利用裂变材料、未来的反应堆,除了这种控制捧束以外,将具备有其它功能的捧束,例如改变中子能谱。打算以具有比较严密的燃料捧陈列的三角形模式,代替目前的方形组件。此种代替,多半是要进一步增加所需捧束导流管的数目。

为了消弱上述缺点,不同的解决方案、都可能被注视,同时可使用几种不同的途径。一种可能的途径是,在筒体18和捧束导流管之间,放置一个打了孔的围筒,水流流向该围筒与装有喷嘴的外壳之间的环形空间,然后水流分布在所有孔之中。在此种导流器之间,降低了水流的最大速率。此种安排、增加了容器的直径(Ep125,325)。另外,如果在主回路中,出现了中断、则该流体由围筒中的开孔限流时,所产生的压力损失,将反抗平衡压力,而增加了机械应力。

另一个可能的途径是,使流体在那些捧束导流器所占据的区域中,流速方向是竖直的。对图1安排的不同改进,可以得到此种结果。第一个解决方案(美国专利3366546号)是,在捧束导流装置周围,放置一个围筒、此围筒仅在其上部有孔,而这种安排又要增加容器的直径。一个进一步解决方案在于,把容器的出口管放在入口管之上,并在两套管子之间,放置一个园柱形的环,该环把壳体连接到容器上。此外,出口管可以在导流器的水平面之上,使得水流的偏转、发生在导流器的上方。此种安排就要把反应堆的容器拉长。此外,又在主循环的热支路破裂时(也就是与出口管相连的支路),就更加难于利用注射,经入口管送来的水,而“淹没”堆芯,这是由于动力源的大量损失所致。

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