一種壓水堆內置蒸汽穩壓系統隔熱裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種壓水堆內置蒸汽穩壓系統隔熱裝置，用于反應堆冷卻劑主系統和穩壓器之間進行隔熱，所述裝置包括：上隔板、下隔板，所述上隔板和所述下隔板設置在所述反應堆壓力容器與所述穩壓器之間，所述上隔板與所述下隔板之間設有隔熱層，所述隔熱層的厚度為第一厚度，其中，所述上隔板上設有N個第一通流孔，所述下隔板與所述上隔板對應設有N個第二通流孔，N個導管，所述導管一端與所述第一通流孔連接，所述導管另一端與所述第二通流孔連接，實現了壓水堆內置蒸汽穩壓系統隔熱裝置結構設計合理，隔熱效果良好，成本較低，且有效避免穩壓器與壓力容器接口主法蘭處的溫差過大現象，保證了主法蘭密封的可靠性的技術效果。
【專利說明】
一種壓水堆內置蒸汽穩壓系統隔熱裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及核動力設備研究領域，尤其涉及一種壓水堆內置蒸汽穩壓系統隔熱裝置。
【背景技術】
[0002]穩壓器是壓水堆核動力裝置和壓水堆核電廠(壓水堆核電站)一回路冷卻劑系統的重要設備，對反應堆的安全運行起重要作用。目前小型壓水堆設計上普遍采用內置穩壓器設計，即將蒸汽穩壓器與反應堆壓力容器頂蓋合為一體，作為反應堆壓力容器的一部分進行設計。
[0003]在內置蒸汽穩壓器的設計中存在以下技術難點:
[0004](I)穩壓器與壓力容器法蘭處的溫度應盡量均勻，以避免由于溫差過大而導致的反應堆壓力容器主法蘭密封的可靠性不良影響；
[0005](2)內置穩壓器向反應堆冷卻劑系統的熱傳導應盡量減小，以保證正常運行過程中穩壓器能夠有效維持飽和狀態。
[0006]目前的設計中，一般是采用研發導熱系數較低且耐輻照性能較好的金屬隔板作為隔熱手段，采用金屬隔板研發成本較高，且采用這類隔板的設計也無法有效避免穩壓器一壓力容器接口主法蘭處的溫差過大問題。
[0007]綜上所述，本申請發明人在實現本申請實施例中實用新型技術方案的過程中，發現上述技術至少存在如下技術問題:
[0008]在現有技術中，由于采用研發導熱系數較低且耐輻照性能較好的金屬隔板作為隔熱手段，而采用金屬隔板研發成本較高，且采用這類隔板的設計也無法有效避免穩壓器一壓力容器接口主法蘭處的溫差過大問題，所以，現有技術中的壓水堆內置蒸汽穩壓系統隔熱裝置存在成本較高，且穩壓器與壓力容器接口主法蘭處的溫差過大的技術問題。
【實用新型內容】
[0009]本實用新型提供了一種壓水堆內置蒸汽穩壓系統隔熱裝置，解決了現有技術中的壓水堆內置蒸汽穩壓系統隔熱裝置存在成本較高，且穩壓器與壓力容器接口主法蘭處的溫差過大的技術問題，實現了壓水堆內置蒸汽穩壓系統隔熱裝置結構設計合理，隔熱效果良好，成本較低，且有效避免穩壓器與壓力容器接口主法蘭處的溫差過大現象的技術效果。
[0010]為解決上述技術問題，本申請實施例提供了一種壓水堆內置蒸汽穩壓系統隔熱裝置，用于反應堆冷卻劑主系統和穩壓器之間進行隔熱，所述裝置包括:
[0011]上隔板、下隔板，所述上隔板和所述下隔板設置在所述反應堆冷卻劑主系統與所述穩壓器之間，所述上隔板與所述下隔板之間設有隔熱層，所述隔熱層的厚度為第一厚度，其中，所述上隔板上設有N個第一通流孔，所述下隔板與所述上隔板對應設有N個第二通流孔，所述N為大于等于I的正整數；
[0012]N個導管，所述導管一端與所述第一通流孔連接，所述導管另一端與所述第二通流孔連接。
[0013]其中，所述上隔板位于所述穩壓器底部，所述下隔板位于所述上隔板下方。
[0014]其中，所述上隔板與所述下隔板均采用不銹鋼制成。
[0015]其中，所述第一通流孔的直徑大于等于所述第二通流孔的直徑，所述第二通孔的直徑等于所述導管的直徑。
[0016]其中，所述第一厚度的值具體為大于等于300mm。
[0017]其中，所述導管具體為波動導管。
[0018]其中，所述導管與所述下隔板采用焊接的方式進行連接。
[0019]其中，所述隔熱層內設有冷卻劑。
[0020]其中，所述導管一端與所述第一通流孔連接，所述導管另一端與所述第二通流孔連接具體為:所述導管底端與反應堆冷卻劑主系統連接，所述導管上端與所述穩壓器電加熱元件底部連接。
[0021]本申請實施例中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優點:
[0022]由于采用了在反應堆冷卻劑主系統和穩壓器之間設置上下隔板，并且在兩個隔板之間設置冷卻層，對反應堆壓力容器和穩壓器進行隔熱，且在上下隔板上均設有流通孔，導管設置在兩個流通孔之間，使得熱量在隔熱水層中盡可能只進行穩態導熱的方式進行傳導，而不進行對流換熱，由于水的導熱系數較之其他金屬材料低得多，因此隔熱水層可有效限制穩壓器向壓力容器側的熱傳導損失，并且由于該隔熱水層中的溫度分布較均勻，靠近主系統側的溫度梯度較小，也可有效避免穩壓器一壓力容器接口主法蘭處的溫差過大現象，以保證主法蘭密封的可靠性，而采用不銹鋼隔板成本較低，所以，有效解決了現有技術中的壓水堆內置蒸汽穩壓系統隔熱裝置存在成本較高，且穩壓器與壓力容器接口主法蘭處的溫差過大的技術問題，進而實現了壓水堆內置蒸汽穩壓系統隔熱裝置結構設計合理，隔熱效果良好，成本較低，且有效避免穩壓器與壓力容器接口主法蘭處的溫差過大現象，保證了主法蘭密封的可靠性的技術效果。
【附圖說明】
[0023]圖1是本申請實施例一中壓水堆內置蒸汽穩壓系統隔熱裝置的結構示意圖；
[0024]圖2是本申請實施例一中導管與上隔板和下隔板連接方式示意圖；
[0025]其中，1-反應堆冷卻劑主系統，2-穩壓器，3-電加熱元件，4-上隔板，5-下隔板，6-反應堆壓力容器筒體段，7-導管，8-隔熱層。
【具體實施方式】
[0026]本實用新型提供了一種壓水堆內置蒸汽穩壓系統隔熱裝置，解決了現有技術中的壓水堆內置蒸汽穩壓系統隔熱裝置存在成本較高，且穩壓器與壓力容器接口主法蘭處的溫差過大的技術問題，實現了壓水堆內置蒸汽穩壓系統隔熱裝置結構設計合理，隔熱效果良好，成本較低，且有效避免穩壓器與壓力容器接口主法蘭處的溫差過大現象的技術效果。
[0027]本申請實施中的技術方案為解決上述技術問題。總體思路如下:
[0028]采用了在反應堆冷卻劑主系統和穩壓器之間設置上下隔板，并且在兩個隔板之間設置冷卻層，對反應堆壓力容器和穩壓器進行隔熱，且在上下隔板上均設有流通孔，導管設置在兩個流通孔之間，使得熱量在隔熱水層中盡可能只進行穩態導熱的方式進行傳導，而不進行對流換熱，由于水的導熱系數較之其他金屬材料低得多，因此隔熱水層可有效限制穩壓器向壓力容器側的熱傳導損失，并且由于該隔熱水層中的溫度分布較均勻，靠近主系統側的溫度梯度較小，也可有效避免穩壓器一壓力容器接口主法蘭處的溫差過大現象，以保證主法蘭密封的可靠性，而采用不銹鋼隔板成本較低，所以，有效解決了現有技術中的壓水堆內置蒸汽穩壓系統隔熱裝置存在成本較高，且穩壓器與壓力容器接口主法蘭處的溫差過大的技術問題，進而實現了壓水堆內置蒸汽穩壓系統隔熱裝置結構設計合理，隔熱效果良好，成本較低，且有效避免穩壓器與壓力容器接口主法蘭處的溫差過大現象，保證了主法蘭密封的可靠性的技術效果。
[0029]為了更好的理解上述技術方案，下面將結合說明書附圖以及具體的實施方式對上述技術方案進行詳細的說明。
[0030]實施例一:
[0031]在實施例一中，提供了一種壓水堆內置蒸汽穩壓系統隔熱裝置，請參考圖1-圖2，用于反應堆冷卻劑主系統I和穩壓器2之間進行隔熱，所述裝置包括:
[0032]上隔板4、下隔板5，所述上隔板4和所述下隔板5設置在所述反應堆冷卻劑主系統I與所述穩壓器2之間，所述上隔板4與所述下隔板5之間設有隔熱層8，所述隔熱層8的厚度為第一厚度，其中，所述上隔板4上設有N個第一通流孔，所述下隔板5與所述上隔板對應設有N個第二通流孔，所述N為大于等于I的正整數；
[0033]N個導管7，所述導管7—端與所述第一通流孔連接，所述導管7另一端與所述第二通流孔連接。
[0034]其中，在本申請實施例中，所述上隔板4位于所述穩壓器2底部，所述下隔板5位于所述上隔板4下方。
[0035]其中，在本申請實施例中，所述上隔板4與所述下隔板5均采用不銹鋼制成。
[0036]其中，在實際應用中，上隔板4上設置有若干通流孔的不銹鋼隔板，布置在內置穩壓器2底部;下隔板4為不銹鋼隔板，置于上隔板下方，其上焊接有與上隔板通流孔相對應的波動導管，使得下隔板以下的流體只能通過波動導管與穩壓器進行介質交換。
[0037]其中，在本申請實施例中，所述第一通流孔的直徑大于等于所述第二通流孔的直徑，所述第二通孔的直徑等于所述導管的直徑。
[0038]其中，在本申請實施例中，所述第一厚度的值具體為大于等于300mm，用以建立足夠厚度的冷卻劑不流動區(死水區)作為隔熱水層，由于水的導熱系數λ僅為0.54W/m*K(在約300°C時)，較之其他金屬材料低得多(約1/30)。因此該隔熱水層可有效限制穩壓器向壓力容器側的熱傳導損失。
[0039]其中，在實際應用中，在內置穩壓器與主系統之間設置彡300mm的流動死水區作為隔熱水層。使得熱量在隔熱水層中盡可能只進行穩態導熱的方式進行傳導，而不進行對流換熱。由于水的導熱系數較之其他金屬材料低得多。因此隔熱水層可有效限制穩壓器向壓力容器側的熱傳導損失。
[0040]另外，由于該隔熱水層中的溫度分布較均勻，靠近主系統側的溫度梯度較小，也可有效避免穩壓器一壓力容器接口主法蘭處的溫差過大現象。以保證主法蘭密封的可靠性。
[0041]其中，在本申請實施例中，所述導管具體為波動導管，該導管連通穩壓器和主回路區域，實現穩壓器與主回路區域的壓力波動傳導。該導管由于在壓力容器內部布置，因此可以采用低壓設計。
[0042]其中，在實際應用中，若干小口徑的連通管道貫穿隔熱水層，管道底部焊接在下隔板開孔處與主系統連通;管道上部穿過上隔板通流孔，直達穩壓器電加熱元件底部，與穩壓器連通。
[0043]其中，在本申請實施例中，所述導管與所述下隔板采用焊接的方式進行連接。
[0044]其中，在本申請實施例中，所述隔熱層內設有冷卻劑。
[0045]其中，在本申請實施例中，所述冷卻劑具體為水。其中，在實際應用中，由于水的導熱系數較之其他金屬材料低得多。因此隔熱水層可有效限制穩壓器向壓力容器側的熱傳導損失。
[0046]其中，在本申請實施例中，所述導管一端與所述第一通流孔連接，所述導管另一端與所述第二通流孔連接具體為:所述導管底端與壓水堆內置蒸汽穩壓主系統連接，所述導管上端與所述穩壓器電加熱元件3底部連接。
[0047]其中，在實際應用中，在內置穩壓器與主系統之間設置上、下兩個隔板，用以隔離出多300mm的隔熱水層，其中上下隔板上均設置若干通流孔，下隔板上設置與之相對應的波動導管穿過通流孔，使得穩壓器與主系統之間的流體介質直接通過波動導管進行流動。由于下隔板以下的冷卻劑流體直接通過波動導管進行波動，因此下部流體的擾動基本不會對隔熱水層產生流動擾動。對于上隔板以上的飽和熱流體，由于其密度較低，也不會通過冷水區域向下流動(密度鎖原理)。因此，隔熱水層中的冷卻劑介質始終保持在一個相對穩定的無流動狀態(流動死區)。
[0048]其中，在實際應用中，穩壓器正常運行時處于飽和溫度狀態，通過其內部蒸汽空間的可壓縮性控制壓力。內置穩壓器下部的主系統運行溫度為欠飽和狀態。系統運行時產生壓力波動通過穩壓器與主系統之間的介質波動進行平衡。該介質波動通過設置在隔熱水層結構上的波動導管進行快速的介質交換，波動流不會對隔熱水層產生流動擾動。對于上隔板以上的飽和熱流體，由于其密度較低，也不會通過冷水區域向下流動(密度鎖原理)。因此，隔熱水層中的冷卻劑介質始終保持在一個相對穩定的無流動狀態(流動死區)。利用水的導熱系數低的物性特點，可有效降低溫度梯度，限制穩壓器中的熱量向主系統流失。
[0049]上述本申請實施例中的技術方案，至少具有如下的技術效果或優點:
[0050]由于采用了在反應堆冷卻劑主系統和穩壓器之間設置上下隔板，并且在兩個隔板之間設置冷卻層，對反應堆壓力容器和穩壓器進行隔熱，且在上下隔板上均設有流通孔，導管設置在兩個流通孔之間，使得熱量在隔熱水層中盡可能只進行穩態導熱的方式進行傳導，而不進行對流換熱，由于水的導熱系數較之其他金屬材料低得多，因此隔熱水層可有效限制穩壓器向壓力容器側的熱傳導損失，并且由于該隔熱水層中的溫度分布較均勻，靠近主系統側的溫度梯度較小，也可有效避免穩壓器一壓力容器接口主法蘭處的溫差過大現象，以保證主法蘭密封的可靠性，而采用不銹鋼隔板成本較低，所以，有效解決了現有技術中的壓水堆內置蒸汽穩壓系統隔熱裝置存在成本較高，且穩壓器與壓力容器接口主法蘭處的溫差過大的技術問題，進而實現了壓水堆內置蒸汽穩壓系統隔熱裝置結構設計合理，隔熱效果良好，成本較低，且有效避免穩壓器與壓力容器接口主法蘭處的溫差過大現象，保證了主法蘭密封的可靠性的技術效果。
[0051]盡管已描述了本實用新型的優選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本實用新型范圍的所有變更和修改。
[0052]顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及其等同技術的范圍之內，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內。
【主權項】
1.一種壓水堆內置蒸汽穩壓系統隔熱裝置，其特征在于，用于反應堆冷卻劑主系統和穩壓器之間進行隔熱，所述裝置包括: 上隔板、下隔板，所述上隔板和所述下隔板設置在所述反應堆冷卻劑主系統與所述穩壓器之間，所述上隔板與所述下隔板之間設有隔熱層，所述隔熱層的厚度為第一厚度，其中，所述上隔板上設有N個第一通流孔，所述下隔板與所述上隔板對應設有N個第二通流孔，所述N為大于等于I的正整數； N個導管，所述導管一端與所述第一通流孔連接，所述導管另一端與所述第二通流孔連接。2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述上隔板位于所述穩壓器底部，所述下隔板位于所述上隔板下方。3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述上隔板與所述下隔板均采用不銹鋼制成。4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一通流孔的直徑大于等于所述第二通流孔的直徑，所述第二通孔的直徑等于所述導管的直徑。5.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一厚度的值具體為大于等于300mm。6.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述導管具體為與隔熱層區域相隔離的波動導管。7.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述導管與所述下隔板采用焊接的方式進行連接。8.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述隔熱層內設有冷卻劑。9.根據權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述冷卻劑具體為水。10.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述導管一端與所述第一通流孔連接，所述導管另一端與所述第二通流孔連接具體為:所述導管底端與所述反應堆冷卻劑主系統連接，所述導管上端與所述穩壓器電加熱元件底部連接。
【文檔編號】G21C1/08GK205609226SQ201620405195
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月6日
【發明人】隋海明, 趙禹, 蔡志云, 余小權, 黃學孔
【申請人】中國核動力研究設計院