一种压水堆内置蒸汽稳压系统隔热装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种压水堆内置蒸汽稳压系统隔热装置，用于反应堆冷却剂主系统和稳压器之间进行隔热，所述装置包括：上隔板、下隔板，所述上隔板和所述下隔板设置在所述反应堆压力容器与所述稳压器之间，所述上隔板与所述下隔板之间设有隔热层，所述隔热层的厚度为第一厚度，其中，所述上隔板上设有N个第一通流孔，所述下隔板与所述上隔板对应设有N个第二通流孔，N个导管，所述导管一端与所述第一通流孔连接，所述导管另一端与所述第二通流孔连接，实现了压水堆内置蒸汽稳压系统隔热装置结构设计合理，隔热效果良好，成本较低，且有效避免稳压器与压力容器接口主法兰处的温差过大现象，保证了主法兰密封的可靠性的技术效果。
【专利说明】
一种压水堆内置蒸汽稳压系统隔热装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及核动力设备研究领域，尤其涉及一种压水堆内置蒸汽稳压系统隔热装置。
【背景技术】
[0002]稳压器是压水堆核动力装置和压水堆核电厂(压水堆核电站)一回路冷却剂系统的重要设备，对反应堆的安全运行起重要作用。目前小型压水堆设计上普遍采用内置稳压器设计，即将蒸汽稳压器与反应堆压力容器顶盖合为一体，作为反应堆压力容器的一部分进行设计。
[0003]在内置蒸汽稳压器的设计中存在以下技术难点:
[0004](I)稳压器与压力容器法兰处的温度应尽量均匀，以避免由于温差过大而导致的反应堆压力容器主法兰密封的可靠性不良影响；
[0005](2)内置稳压器向反应堆冷却剂系统的热传导应尽量减小，以保证正常运行过程中稳压器能够有效维持饱和状态。
[0006]目前的设计中，一般是采用研发导热系数较低且耐辐照性能较好的金属隔板作为隔热手段，采用金属隔板研发成本较高，且采用这类隔板的设计也无法有效避免稳压器一压力容器接口主法兰处的温差过大问题。
[0007]综上所述，本申请发明人在实现本申请实施例中实用新型技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题:
[0008]在现有技术中，由于采用研发导热系数较低且耐辐照性能较好的金属隔板作为隔热手段，而采用金属隔板研发成本较高，且采用这类隔板的设计也无法有效避免稳压器一压力容器接口主法兰处的温差过大问题，所以，现有技术中的压水堆内置蒸汽稳压系统隔热装置存在成本较高，且稳压器与压力容器接口主法兰处的温差过大的技术问题。
【实用新型内容】
[0009]本实用新型提供了一种压水堆内置蒸汽稳压系统隔热装置，解决了现有技术中的压水堆内置蒸汽稳压系统隔热装置存在成本较高，且稳压器与压力容器接口主法兰处的温差过大的技术问题，实现了压水堆内置蒸汽稳压系统隔热装置结构设计合理，隔热效果良好，成本较低，且有效避免稳压器与压力容器接口主法兰处的温差过大现象的技术效果。
[0010]为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种压水堆内置蒸汽稳压系统隔热装置，用于反应堆冷却剂主系统和稳压器之间进行隔热，所述装置包括:
[0011]上隔板、下隔板，所述上隔板和所述下隔板设置在所述反应堆冷却剂主系统与所述稳压器之间，所述上隔板与所述下隔板之间设有隔热层，所述隔热层的厚度为第一厚度，其中，所述上隔板上设有N个第一通流孔，所述下隔板与所述上隔板对应设有N个第二通流孔，所述N为大于等于I的正整数；
[0012]N个导管，所述导管一端与所述第一通流孔连接，所述导管另一端与所述第二通流孔连接。
[0013]其中，所述上隔板位于所述稳压器底部，所述下隔板位于所述上隔板下方。
[0014]其中，所述上隔板与所述下隔板均采用不锈钢制成。
[0015]其中，所述第一通流孔的直径大于等于所述第二通流孔的直径，所述第二通孔的直径等于所述导管的直径。
[0016]其中，所述第一厚度的值具体为大于等于300mm。
[0017]其中，所述导管具体为波动导管。
[0018]其中，所述导管与所述下隔板采用焊接的方式进行连接。
[0019]其中，所述隔热层内设有冷却剂。
[0020]其中，所述导管一端与所述第一通流孔连接，所述导管另一端与所述第二通流孔连接具体为:所述导管底端与反应堆冷却剂主系统连接，所述导管上端与所述稳压器电加热元件底部连接。
[0021]本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点:
[0022]由于采用了在反应堆冷却剂主系统和稳压器之间设置上下隔板，并且在两个隔板之间设置冷却层，对反应堆压力容器和稳压器进行隔热，且在上下隔板上均设有流通孔，导管设置在两个流通孔之间，使得热量在隔热水层中尽可能只进行稳态导热的方式进行传导，而不进行对流换热，由于水的导热系数较之其他金属材料低得多，因此隔热水层可有效限制稳压器向压力容器侧的热传导损失，并且由于该隔热水层中的温度分布较均匀，靠近主系统侧的温度梯度较小，也可有效避免稳压器一压力容器接口主法兰处的温差过大现象，以保证主法兰密封的可靠性，而采用不锈钢隔板成本较低，所以，有效解决了现有技术中的压水堆内置蒸汽稳压系统隔热装置存在成本较高，且稳压器与压力容器接口主法兰处的温差过大的技术问题，进而实现了压水堆内置蒸汽稳压系统隔热装置结构设计合理，隔热效果良好，成本较低，且有效避免稳压器与压力容器接口主法兰处的温差过大现象，保证了主法兰密封的可靠性的技术效果。
【附图说明】
[0023]图1是本申请实施例一中压水堆内置蒸汽稳压系统隔热装置的结构示意图；
[0024]图2是本申请实施例一中导管与上隔板和下隔板连接方式示意图；
[0025]其中，1-反应堆冷却剂主系统，2-稳压器，3-电加热元件，4-上隔板，5-下隔板，6-反应堆压力容器筒体段，7-导管，8-隔热层。
【具体实施方式】
[0026]本实用新型提供了一种压水堆内置蒸汽稳压系统隔热装置，解决了现有技术中的压水堆内置蒸汽稳压系统隔热装置存在成本较高，且稳压器与压力容器接口主法兰处的温差过大的技术问题，实现了压水堆内置蒸汽稳压系统隔热装置结构设计合理，隔热效果良好，成本较低，且有效避免稳压器与压力容器接口主法兰处的温差过大现象的技术效果。
[0027]本申请实施中的技术方案为解决上述技术问题。总体思路如下:
[0028]采用了在反应堆冷却剂主系统和稳压器之间设置上下隔板，并且在两个隔板之间设置冷却层，对反应堆压力容器和稳压器进行隔热，且在上下隔板上均设有流通孔，导管设置在两个流通孔之间，使得热量在隔热水层中尽可能只进行稳态导热的方式进行传导，而不进行对流换热，由于水的导热系数较之其他金属材料低得多，因此隔热水层可有效限制稳压器向压力容器侧的热传导损失，并且由于该隔热水层中的温度分布较均匀，靠近主系统侧的温度梯度较小，也可有效避免稳压器一压力容器接口主法兰处的温差过大现象，以保证主法兰密封的可靠性，而采用不锈钢隔板成本较低，所以，有效解决了现有技术中的压水堆内置蒸汽稳压系统隔热装置存在成本较高，且稳压器与压力容器接口主法兰处的温差过大的技术问题，进而实现了压水堆内置蒸汽稳压系统隔热装置结构设计合理，隔热效果良好，成本较低，且有效避免稳压器与压力容器接口主法兰处的温差过大现象，保证了主法兰密封的可靠性的技术效果。
[0029]为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
[0030]实施例一:
[0031]在实施例一中，提供了一种压水堆内置蒸汽稳压系统隔热装置，请参考图1-图2，用于反应堆冷却剂主系统I和稳压器2之间进行隔热，所述装置包括:
[0032]上隔板4、下隔板5，所述上隔板4和所述下隔板5设置在所述反应堆冷却剂主系统I与所述稳压器2之间，所述上隔板4与所述下隔板5之间设有隔热层8，所述隔热层8的厚度为第一厚度，其中，所述上隔板4上设有N个第一通流孔，所述下隔板5与所述上隔板对应设有N个第二通流孔，所述N为大于等于I的正整数；
[0033]N个导管7，所述导管7—端与所述第一通流孔连接，所述导管7另一端与所述第二通流孔连接。
[0034]其中，在本申请实施例中，所述上隔板4位于所述稳压器2底部，所述下隔板5位于所述上隔板4下方。
[0035]其中，在本申请实施例中，所述上隔板4与所述下隔板5均采用不锈钢制成。
[0036]其中，在实际应用中，上隔板4上设置有若干通流孔的不锈钢隔板，布置在内置稳压器2底部;下隔板4为不锈钢隔板，置于上隔板下方，其上焊接有与上隔板通流孔相对应的波动导管，使得下隔板以下的流体只能通过波动导管与稳压器进行介质交换。
[0037]其中，在本申请实施例中，所述第一通流孔的直径大于等于所述第二通流孔的直径，所述第二通孔的直径等于所述导管的直径。
[0038]其中，在本申请实施例中，所述第一厚度的值具体为大于等于300mm，用以建立足够厚度的冷却剂不流动区(死水区)作为隔热水层，由于水的导热系数λ仅为0.54W/m*K(在约300°C时)，较之其他金属材料低得多(约1/30)。因此该隔热水层可有效限制稳压器向压力容器侧的热传导损失。
[0039]其中，在实际应用中，在内置稳压器与主系统之间设置彡300mm的流动死水区作为隔热水层。使得热量在隔热水层中尽可能只进行稳态导热的方式进行传导，而不进行对流换热。由于水的导热系数较之其他金属材料低得多。因此隔热水层可有效限制稳压器向压力容器侧的热传导损失。
[0040]另外，由于该隔热水层中的温度分布较均匀，靠近主系统侧的温度梯度较小，也可有效避免稳压器一压力容器接口主法兰处的温差过大现象。以保证主法兰密封的可靠性。
[0041]其中，在本申请实施例中，所述导管具体为波动导管，该导管连通稳压器和主回路区域，实现稳压器与主回路区域的压力波动传导。该导管由于在压力容器内部布置，因此可以采用低压设计。
[0042]其中，在实际应用中，若干小口径的连通管道贯穿隔热水层，管道底部焊接在下隔板开孔处与主系统连通;管道上部穿过上隔板通流孔，直达稳压器电加热元件底部，与稳压器连通。
[0043]其中，在本申请实施例中，所述导管与所述下隔板采用焊接的方式进行连接。
[0044]其中，在本申请实施例中，所述隔热层内设有冷却剂。
[0045]其中，在本申请实施例中，所述冷却剂具体为水。其中，在实际应用中，由于水的导热系数较之其他金属材料低得多。因此隔热水层可有效限制稳压器向压力容器侧的热传导损失。
[0046]其中，在本申请实施例中，所述导管一端与所述第一通流孔连接，所述导管另一端与所述第二通流孔连接具体为:所述导管底端与压水堆内置蒸汽稳压主系统连接，所述导管上端与所述稳压器电加热元件3底部连接。
[0047]其中，在实际应用中，在内置稳压器与主系统之间设置上、下两个隔板，用以隔离出多300mm的隔热水层，其中上下隔板上均设置若干通流孔，下隔板上设置与之相对应的波动导管穿过通流孔，使得稳压器与主系统之间的流体介质直接通过波动导管进行流动。由于下隔板以下的冷却剂流体直接通过波动导管进行波动，因此下部流体的扰动基本不会对隔热水层产生流动扰动。对于上隔板以上的饱和热流体，由于其密度较低，也不会通过冷水区域向下流动(密度锁原理)。因此，隔热水层中的冷却剂介质始终保持在一个相对稳定的无流动状态(流动死区)。
[0048]其中，在实际应用中，稳压器正常运行时处于饱和温度状态，通过其内部蒸汽空间的可压缩性控制压力。内置稳压器下部的主系统运行温度为欠饱和状态。系统运行时产生压力波动通过稳压器与主系统之间的介质波动进行平衡。该介质波动通过设置在隔热水层结构上的波动导管进行快速的介质交换，波动流不会对隔热水层产生流动扰动。对于上隔板以上的饱和热流体，由于其密度较低，也不会通过冷水区域向下流动(密度锁原理)。因此，隔热水层中的冷却剂介质始终保持在一个相对稳定的无流动状态(流动死区)。利用水的导热系数低的物性特点，可有效降低温度梯度，限制稳压器中的热量向主系统流失。
[0049]上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点:
[0050]由于采用了在反应堆冷却剂主系统和稳压器之间设置上下隔板，并且在两个隔板之间设置冷却层，对反应堆压力容器和稳压器进行隔热，且在上下隔板上均设有流通孔，导管设置在两个流通孔之间，使得热量在隔热水层中尽可能只进行稳态导热的方式进行传导，而不进行对流换热，由于水的导热系数较之其他金属材料低得多，因此隔热水层可有效限制稳压器向压力容器侧的热传导损失，并且由于该隔热水层中的温度分布较均匀，靠近主系统侧的温度梯度较小，也可有效避免稳压器一压力容器接口主法兰处的温差过大现象，以保证主法兰密封的可靠性，而采用不锈钢隔板成本较低，所以，有效解决了现有技术中的压水堆内置蒸汽稳压系统隔热装置存在成本较高，且稳压器与压力容器接口主法兰处的温差过大的技术问题，进而实现了压水堆内置蒸汽稳压系统隔热装置结构设计合理，隔热效果良好，成本较低，且有效避免稳压器与压力容器接口主法兰处的温差过大现象，保证了主法兰密封的可靠性的技术效果。
[0051]尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。
[0052]显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种压水堆内置蒸汽稳压系统隔热装置，其特征在于，用于反应堆冷却剂主系统和稳压器之间进行隔热，所述装置包括: 上隔板、下隔板，所述上隔板和所述下隔板设置在所述反应堆冷却剂主系统与所述稳压器之间，所述上隔板与所述下隔板之间设有隔热层，所述隔热层的厚度为第一厚度，其中，所述上隔板上设有N个第一通流孔，所述下隔板与所述上隔板对应设有N个第二通流孔，所述N为大于等于I的正整数； N个导管，所述导管一端与所述第一通流孔连接，所述导管另一端与所述第二通流孔连接。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述上隔板位于所述稳压器底部，所述下隔板位于所述上隔板下方。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述上隔板与所述下隔板均采用不锈钢制成。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一通流孔的直径大于等于所述第二通流孔的直径，所述第二通孔的直径等于所述导管的直径。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一厚度的值具体为大于等于300mm。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述导管具体为与隔热层区域相隔离的波动导管。7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述导管与所述下隔板采用焊接的方式进行连接。8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述隔热层内设有冷却剂。9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述冷却剂具体为水。10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述导管一端与所述第一通流孔连接，所述导管另一端与所述第二通流孔连接具体为:所述导管底端与所述反应堆冷却剂主系统连接，所述导管上端与所述稳压器电加热元件底部连接。
【文档编号】G21C1/08GK205609226SQ201620405195
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月6日
【发明人】隋海明, 赵禹, 蔡志云, 余小权, 黄学孔
【申请人】中国核动力研究设计院