本發(fā)明涉及核電技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種反應(yīng)堆冷卻劑抑渦及流量分配裝置及反應(yīng)堆堆內(nèi)構(gòu)件。

背景技術(shù)：

為滿足核電站反應(yīng)堆熱工水力的要求，提升反應(yīng)堆整體性能，進(jìn)入堆芯的冷卻劑要求分配均勻，當(dāng)不滿足均勻性要求時(shí)常需要設(shè)置流量分配裝置。反應(yīng)堆壓力容器下腔室空間有限，構(gòu)件的安裝、檢修比較困難，因而在滿足流量分配的前提下，應(yīng)盡量簡化結(jié)構(gòu)，提高穩(wěn)定性和可靠性。國內(nèi)、外目前運(yùn)行的核電二代和二代改進(jìn)型壓水堆，堆芯測量均由壓力容器下封頭引出，在下腔室設(shè)置了二次支承結(jié)構(gòu)。在第三代壓水堆堆芯測量由壓力容器上封頭引出，很大程度上簡化了反應(yīng)堆下腔室結(jié)構(gòu)，但是當(dāng)冷卻劑從壓力容器入口管嘴流入，且從環(huán)形下降腔進(jìn)入下腔室時(shí)，就會(huì)應(yīng)為流道急劇變化且半球型封頭深度較大而在下腔室內(nèi)產(chǎn)生大量的渦流且流場復(fù)雜，導(dǎo)致堆芯入口區(qū)域流場產(chǎn)生不均勻性，為滿足進(jìn)入堆芯的冷卻劑均勻分配的要求，提升反應(yīng)堆整體性能，需要在反應(yīng)堆下腔室設(shè)置一種流量分配裝置，且要求該裝置流量分配和抑制渦流效果優(yōu)異。

提供一種能夠比較均勻地分配冷卻劑抑制渦流的反應(yīng)堆冷卻劑抑渦及流量分配裝置及反應(yīng)堆堆內(nèi)構(gòu)件，這對(duì)于核電技術(shù)的發(fā)展具有比較重要的現(xiàn)實(shí)意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供了一種反應(yīng)堆冷卻劑抑渦及流量分配裝置，其能夠比較均勻地分配冷卻劑，并且能較好地抑制渦流的產(chǎn)生。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種反應(yīng)堆堆內(nèi)構(gòu)件，其采用了上述反應(yīng)堆冷卻劑抑渦及流量分配裝置，從而可以使得冷卻劑比較均勻地進(jìn)入到堆芯內(nèi)，并能抑制渦流的產(chǎn)生。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種反應(yīng)堆冷卻劑抑渦及流量分配裝置，用在反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)對(duì)冷卻劑進(jìn)行流量分配，所述反應(yīng)堆的堆芯包括圓筒狀的吊籃組件，所述反應(yīng)堆冷卻劑抑渦及流量分配裝置包括：

環(huán)狀構(gòu)件，所述環(huán)狀構(gòu)件為中空殼體，包括相互平行的大端面和小端面，所述環(huán)狀構(gòu)件上設(shè)置有多個(gè)通孔，所述大端面與所述吊籃組件連接，

第一殼體，所述第一殼體上設(shè)置有多個(gè)通孔，所述第一殼體的端面與所述環(huán)狀構(gòu)件的小端面連接，所述第一殼體位于所述環(huán)狀構(gòu)件的外部。

進(jìn)一步，

所述反應(yīng)堆冷卻劑抑渦及流量分配裝置還包括第二殼體，所述第二殼體上設(shè)置有多個(gè)通孔，所述第二殼體的端面與所述環(huán)狀構(gòu)件的小端面連接，所述第二殼體位于所述環(huán)狀構(gòu)件的內(nèi)部。

進(jìn)一步，

所述第一殼體為半球型、半橢球型、碟型、圓錐型或圓柱型；所述第二殼體為半球型、半橢球型、碟型、圓錐型或圓柱型。

進(jìn)一步，

所述第一殼體及所述第二殼體可以為形狀相同的半球型、半橢球型、蝶型、圓錐型或圓柱型，也可以為形狀不相同的半球型、半橢球形、碟型、圓錐型或圓柱型的兩兩相互任意組合，所述第一殼體及所述第二殼體組成的結(jié)構(gòu)可以為對(duì)稱的球型、橢球型結(jié)構(gòu)等，或者為非對(duì)稱結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步，

所述環(huán)狀構(gòu)件的殼體形狀為錐形、圓柱形圓柱形、單曲面構(gòu)成的形狀或多個(gè)曲面組合構(gòu)成的形狀。

進(jìn)一步，

所述環(huán)狀構(gòu)件為由半球狀殼體切割而成的形狀，并且所述小端面為切割面。

進(jìn)一步，

所述第一殼體、所述第二殼體上及所述環(huán)狀構(gòu)件上的通孔分布及大小不同或相同。

進(jìn)一步，

所述環(huán)狀構(gòu)件是設(shè)置有加強(qiáng)筋。

進(jìn)一步，

所述第一殼體通過法蘭與所述環(huán)狀構(gòu)件連接；所述第二殼體通過法蘭與所述環(huán)狀構(gòu)件連接。

一種反應(yīng)堆堆內(nèi)構(gòu)件，所述反應(yīng)堆堆內(nèi)構(gòu)件包括：

壓力容器，所述壓力容器內(nèi)包括筒體及封頭，所述封頭為半球狀殼體，所述封頭連接于所述筒體的一端，所述封頭朝所述筒體的外部凸出；

堆芯，所述堆芯設(shè)置在所述壓力容器內(nèi)，所述堆芯包括吊籃組件，所述吊籃組件為圓筒狀；

堆芯下支撐板，所述堆芯下支撐板為圓形板狀結(jié)構(gòu)，所述堆芯下支撐板上設(shè)置有多個(gè)通孔，所述堆芯下支撐板連接于所述吊籃組件的下端；以及

所述的反應(yīng)堆冷卻劑抑渦及流量分配裝置；

所述堆芯下支撐板與所述吊籃組件的下端連接，所述吊籃組件與所述筒體形成環(huán)形空間；

所述冷卻劑抑渦及流量分配裝置對(duì)反應(yīng)堆壓力容器下腔室空間進(jìn)行分割和填充。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過上述設(shè)計(jì)得到的反應(yīng)堆冷卻劑抑渦及流量分配裝置及反應(yīng)堆堆內(nèi)構(gòu)件，使用時(shí)，冷卻劑通過吊籃組件與壓力容器的筒體之間的環(huán)形空間進(jìn)入到壓力容器中，進(jìn)而進(jìn)入到冷卻裝置與封頭之間的下腔室中，部分冷卻劑通過環(huán)狀構(gòu)件上的通孔進(jìn)入到環(huán)狀構(gòu)件內(nèi)部，另一部分冷卻劑通過環(huán)狀構(gòu)件下部的第一殼體進(jìn)入到了第一殼體中，進(jìn)而進(jìn)入到環(huán)狀構(gòu)件中混合，最終通過堆芯下支撐板進(jìn)入到堆芯中。第一殼體對(duì)冷卻劑流體進(jìn)行了有效阻擋，環(huán)狀構(gòu)件對(duì)冷卻劑進(jìn)行了有效地分割，環(huán)狀構(gòu)件和第一殼體共同作用抑制了渦流的產(chǎn)生。并且，環(huán)狀構(gòu)件和第一殼體對(duì)冷卻劑進(jìn)行了分配，從而使得環(huán)狀構(gòu)件內(nèi)的冷卻劑更接近層流狀態(tài)，冷卻劑的溫度更加均勻。當(dāng)冷卻劑最終進(jìn)入到堆芯內(nèi)后，均勻流動(dòng)的冷卻劑可以更加有效地對(duì)堆芯進(jìn)行冷卻。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施方式的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施方式中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1是本發(fā)明實(shí)施方式提供的反應(yīng)堆冷卻劑抑渦及流量分配裝置與反應(yīng)堆剖視圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施方式提供的反應(yīng)堆冷卻劑抑渦及流量分配裝置與反應(yīng)堆堆內(nèi)構(gòu)件裝配示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施方式提供的環(huán)狀構(gòu)件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施方式提供的圖3的俯視圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施方式提供的第二殼體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明實(shí)施方式提供的第一殼體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖標(biāo)：1-壓力容器下腔室；2-壓力容器；3-環(huán)形下降腔；4-吊籃組件；5-堆芯下支撐板；6-環(huán)狀構(gòu)件；61-加強(qiáng)筋；62-環(huán)狀構(gòu)件上端面法蘭；63-第三通孔；64-環(huán)狀構(gòu)件下端面法蘭；7-第二殼體；71-第二通孔；72-第二法蘭；8-第一殼體；81-第一通孔；82-第一法蘭。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施方式的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施方式中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施方式是本發(fā)明一部分實(shí)施方式，而不是全部的實(shí)施方式。基于本發(fā)明中的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施方式，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

因此，以下對(duì)在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施方式的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施方式。基于本發(fā)明中的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施方式，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置關(guān)系的術(shù)語為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的設(shè)備或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該發(fā)明產(chǎn)品使用時(shí)慣常擺放的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

此外，術(shù)語“水平”、“豎直”、“懸垂”等術(shù)語并不表示要求部件絕對(duì)水平或懸垂，而是可以稍微傾斜。如“水平”僅僅是指其方向相對(duì)“豎直”而言更加水平，并不是表示該結(jié)構(gòu)一定要完全水平，而是可以稍微傾斜。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

實(shí)施例：

如圖1和圖2，本實(shí)施例提供了一種反應(yīng)堆冷卻劑抑渦及流量分配裝置及反應(yīng)堆堆內(nèi)構(gòu)件，反應(yīng)堆堆內(nèi)構(gòu)件包括壓力容器2、堆芯、堆芯下支撐板5及反應(yīng)堆冷卻劑抑渦及流量分配裝置。堆芯位于壓力容器2內(nèi)，堆芯下支撐板5連接于堆芯的下部，反應(yīng)堆冷卻劑抑渦及流量分配裝置連接于堆芯下支撐板5的下部。

如圖1，壓力容器2內(nèi)包括筒體及封頭，封頭為半球狀殼體，封頭連接于筒體的一端，封頭朝筒體的外部凸出。堆芯包括吊籃組件4，并且吊籃組件4為圓筒狀，堆芯下支撐板5為圓形板狀結(jié)構(gòu)，并且堆芯下支撐板5上設(shè)置有多個(gè)通孔。堆芯下支撐板5與吊籃組件4的下端連接，吊籃組件4與筒體形成環(huán)形空間。

如圖1和圖2，反應(yīng)堆冷卻劑抑渦及流量分配裝置包括環(huán)狀構(gòu)件6和第一殼體8，環(huán)狀構(gòu)件6為中空殼體，包括相互平行的大端面和小端面，大端面設(shè)置有環(huán)狀構(gòu)件上端面法蘭62，用于與堆芯連接；小端面設(shè)置有環(huán)狀構(gòu)件下端面法蘭64，用于與第一殼體8連接。環(huán)狀構(gòu)件6上設(shè)置有多個(gè)第三通孔63，用于冷卻劑通過。第一殼體8包括一個(gè)端面，使得第一殼體8整體上并不封閉，端面上設(shè)置有第一法蘭82；第一殼體8上設(shè)置有多個(gè)供冷卻劑通過的第一通孔81。第一殼體8設(shè)置在環(huán)狀構(gòu)件6的外部，使得第一殼體8相對(duì)于環(huán)狀構(gòu)件6向外凸出。

進(jìn)一步，反應(yīng)堆冷卻劑抑渦及流量分配裝置還包括第二殼體7，第二殼體7與第一殼體8結(jié)構(gòu)相同，第二殼體7上設(shè)置有第二通孔71。第二殼體7的端面上設(shè)置有第二法蘭72。第二殼體7的端面與環(huán)狀構(gòu)件6的小端面連接，區(qū)別在于，第二殼體7設(shè)置在環(huán)狀構(gòu)件6的內(nèi)部。第一殼體8與第二殼體7圍成一個(gè)緩沖空間。

進(jìn)一步，如圖3和圖4，環(huán)狀構(gòu)件6為由半球狀殼體切割而成的形狀，并且切割面與半球狀殼體的大端面平行；即，半球狀的殼體必然包括一個(gè)圓環(huán)形端面，將半球狀殼體進(jìn)行切割，并且切割面平行于半球狀殼體的圓環(huán)形端面，切割后的形狀即為環(huán)狀構(gòu)件6的形狀。需要說明的是，上述切割方式僅僅是為了便于描述環(huán)狀構(gòu)件6的形狀，并不代表環(huán)形構(gòu)必然是通過切割的方式獲得的。當(dāng)然，環(huán)狀構(gòu)件也可以為其它形狀，例如可以為錐形、圓柱形或多個(gè)曲面構(gòu)成的形狀。

另外，為了防止環(huán)狀構(gòu)件6變形，環(huán)狀構(gòu)件6上設(shè)置有加強(qiáng)筋61。當(dāng)然，在其它實(shí)施例中，可以不設(shè)置加強(qiáng)筋，而是采用較厚壁厚材料的環(huán)狀構(gòu)件，以達(dá)到在復(fù)雜冷卻液流場中保證足夠的強(qiáng)度與剛度。

如圖4和圖5，第一殼體8與第二殼體7均為半球殼體狀，包括圓環(huán)狀端面。第一殼體8的圓環(huán)狀端面上設(shè)置有上法蘭，第一殼體8通過上法蘭與環(huán)狀構(gòu)件6的小端面連接。第二殼體7的圓環(huán)狀端面上設(shè)置有下法蘭，第二殼體7通過下法蘭與環(huán)狀構(gòu)件6的小端面連接。第一殼體8和第二殼體7共同圍成圓球狀殼體。當(dāng)然，在其它實(shí)施例中，所述第一殼體及所述第二殼體可以為形狀相同的半球型、半橢球型、蝶型、圓錐型或圓柱型，也可以為形狀不相同的半球型、半橢球形、碟型、圓錐型或圓柱型的兩兩相互任意組合，所述第一殼體及所述第二殼體組成的結(jié)構(gòu)可以為對(duì)稱的球型、橢球型結(jié)構(gòu)等，或者為非對(duì)稱結(jié)構(gòu)。例如，第一殼體為圓錐狀，第二殼體為半球狀；或者第一殼體為圓柱狀，第二殼體為圓錐狀。

本實(shí)施例提供的反應(yīng)堆冷卻劑抑渦及流量分配裝置的工作原理如下：

將反應(yīng)堆冷卻劑抑渦及流量分配裝置裝配到壓力容器2中后，環(huán)狀構(gòu)件6、第一殼體8及第二殼體7對(duì)反應(yīng)堆壓力容器下腔室1空間進(jìn)行了有效分割和填充，并對(duì)冷卻劑進(jìn)行攪混和均流。冷卻劑經(jīng)過環(huán)形空間進(jìn)入壓力容器下腔室1，部分冷卻劑通過環(huán)狀構(gòu)件6的第三通孔63直接進(jìn)入其所圍區(qū)域，另一部分冷卻劑隨著壓力容器2封頭的約束流向封頭底部，在環(huán)狀構(gòu)件6下端設(shè)置第一殼體8能使流量分配裝置盡量對(duì)壓力容器2球型封頭底部空間進(jìn)行有效的填充，并且當(dāng)冷卻劑流經(jīng)此處時(shí)，由于第一殼體8的阻擋，抑制了渦流的產(chǎn)生并有效攪混，并且對(duì)冷卻劑進(jìn)行了初步的分流。通過第一殼體8的第一通孔81進(jìn)入上下半球型結(jié)構(gòu)所圍成區(qū)域的冷卻劑在該區(qū)域能進(jìn)行液體攪混，并且當(dāng)冷卻劑通過第二殼體7上的第二通孔71后，第二殼體7對(duì)冷卻劑進(jìn)行了二次流量分配；從環(huán)狀構(gòu)件6上的通孔進(jìn)入堆芯支承板入口處區(qū)域的冷卻劑同經(jīng)第二殼體7上的第二通孔71進(jìn)入堆芯支承板入口處區(qū)域的冷卻劑相互攪混，由于設(shè)置了第二殼體7使其對(duì)冷卻劑進(jìn)行了二次攪混與分流。

反應(yīng)堆冷卻劑抑渦及流量分配裝置與堆芯堆芯下支撐板5一起對(duì)進(jìn)入堆芯冷卻劑進(jìn)行分流，該構(gòu)件使冷卻劑在進(jìn)入堆芯下堆芯下支撐板5入口之前已經(jīng)進(jìn)行了兩次攪混和分流，加上堆芯堆芯下支撐板5的分流作用，使冷卻劑在進(jìn)入堆芯進(jìn)行換熱之前進(jìn)行了三次流量分配，則流量分配已經(jīng)更加均勻，能夠充分滿足堆芯燃料組件對(duì)流量均勻化的要求。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明對(duì)冷卻劑進(jìn)行的流量分配次數(shù)更多，對(duì)壓力容器下腔室1的空間進(jìn)行了有效填充，避免了壓力容器下腔室1渦流的產(chǎn)生，且對(duì)冷卻劑進(jìn)行有效的攪混，且該裝置結(jié)構(gòu)與連接形式簡單，提高了結(jié)構(gòu)的可靠性、安裝檢修方便。

需要說明的是，本實(shí)施例為較佳實(shí)施例，在其它實(shí)施例中，第一殼體可以為半橢球型、碟型、圓錐型或圓柱型；第二殼體為也可以為半橢球型、碟型、圓錐型或圓柱型。

另外，在其它實(shí)施例中，第一殼體、第二殼體上及環(huán)狀構(gòu)件上的通孔分布及大小不同或相同。且可以根據(jù)冷卻劑流場，分別對(duì)三個(gè)部件上的流水通孔的孔徑和孔在殼體上的分布進(jìn)行具體布置，以到達(dá)更好的冷卻劑攪混和均流作用。例如，環(huán)狀構(gòu)件的第三通孔可以設(shè)置的相對(duì)較小一些，以環(huán)狀構(gòu)件作為約束使多一些的冷卻劑流入壓力容器下封頭的底部，使第一殼體對(duì)液體的攪混作用更強(qiáng)；而第一殼體上的第一通孔可以設(shè)置的比第三通孔孔徑大一點(diǎn)，以減小流量的流通阻力，同時(shí)起到抑渦和均流的作用；其次，在設(shè)置第二殼體上的第二通孔時(shí)，可將其孔徑設(shè)置的比第一通孔稍微小一點(diǎn)點(diǎn)，以增強(qiáng)其流量均分的作用。并且對(duì)于三個(gè)部件上的通孔分布均可以分別設(shè)置，以調(diào)整其殼體上的通孔分布密度；同時(shí)，三個(gè)部件上的通孔孔徑的設(shè)置不限于以上實(shí)施例的描述，可以根據(jù)冷卻劑流場以及流量均分需求進(jìn)行合理的設(shè)置孔徑大小。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。