非能动堆芯冷却系统承压水箱的固定装置和大型承压水箱的制作方法

本发明属于核电领域，具体涉及一种非能动堆芯冷却系统承压水箱的固定装置以及包含该固定装置的大型承压水箱。

背景技术：

1、为了提高核电厂的安全性、经济性，采用全非能动应急堆芯冷却系统是关键之一，该系统难点在于淹没水源的布置。目前为止，国内、外压水堆核电站中，非能动应急堆芯冷却系统中盛水容器均布置在安全壳内，事故工况下安全壳压力影响较小。

2、然而，由于主回路的三环路设计，导致淹没水源需求量巨大(约5400m3)，考虑到工程可实施性以及受安全壳内空间限制，反应堆厂房上部能考虑的水箱空间有限，非能动应急堆芯冷却系统仍需在壳外寻找更大的注入水源，故考虑将淹没水源布置在反应堆厂房外部，由承压水箱提供。

3、承压水箱在特定事故后不但提供堆芯淹没水源，因其位于安全壳外同时与安全壳内环境联通，某种意义上还需考虑安全壳的部分要求，还应承受特定事故后的工况条件。非能动设备与安全壳内环境联通，所以需要综合考虑安全壳温度、压力的影响以及抗震的要求。

4、另外，为了确保承压水箱的非能动性，其布置的高度有特殊的要求，即需要满足仅依靠重力便能够将冷却水注入冷却回路中的要求。

5、随着厂房高度的升高，相应的楼层反应谱就越大，位于较高厂房内的设备就需要更强的抵御抗震能力。尤其是位置较高、质量较大的承压水箱，既要满足水箱自身的密封性，又要满足水箱的安全性，这类设备对于抗震性能的要求较高。然而，目前的容器类设备还难以达到核电厂的抗震需求。

6、有鉴于此，亟待提出一种非能动堆芯冷却系统承压水箱的固定装置和大型承压水箱。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供非能动堆芯冷却系统承压水箱的固定装置和大型承压水箱，该非能动堆芯冷却系统承压水箱的固定装置具有较高的安全性，能够满足核电厂的大型承压水箱的抗震需求。

2、根据本发明的第一方面的实施例，提供一种非能动堆芯冷却系统承压水箱的固定装置，包括：支撑结构和安装槽。所述支撑结构用于将水箱主体固定于所述安装槽内。所述支撑结构包括上支撑架和下支撑架，所述下支撑架包括多个水平延伸的支撑杆，多个所述支撑杆环绕于所述水箱主体的周围，其一端与所述水箱主体的中部连接，另一端与所述安装槽连接，用于支承所述水箱主体。所述上支撑架包括多个柔性连接件，多个所述柔性连接件环绕于所述水箱主体的上端部的周围，其一端与所述水箱主体连接，另一端与所述安装槽的侧壁连接，使得所述水箱主体与所述安装槽的侧壁之间为柔性连接。

3、优选的，所述柔性连接件包括柔性件和连接杆。所述连接杆的一端与所述水箱主体的上端部固定连接，另一端通过所述柔性件与所述水箱主体柔性连接。

4、优选的，所述柔性件为液压阻尼器。

5、优选的，还包括环形套板，所述环形套板设置为能够贴合于所述水箱主体的上端部的形状，并套设于所述水箱主体的上端部。多个所述柔性连接件的连接杆的一端均与所述环形套板连接，从而通过所述环形套板与所述水箱主体连接。

6、优选的，所述安装槽的竖直方向上的截面呈l形，其中部设有水平的支承面，所述支撑杆安装于所述支承面上。

7、优选的，所述支撑杆由q235hr材料制成。

8、根据本发明第二方面的实施例，提供一种大型承压水箱，包括水箱主体和上述的大型承压水箱的固定装置，所述水箱主体安装于所述非能动堆芯冷却系统承压水箱的固定装置上。

9、优选的，所述水箱主体呈球形。

10、优选的，本大型承压水箱还包括内支撑架，所述内支撑架位于所述水箱主体的内侧。所述内支撑架为框架式结构，其为球形框架，所述水箱主体的内侧壁贴合与所述内支撑架上，并与所述内支撑架固定连接，所述内支撑架用于支撑并加固所述水箱主体。

11、优选的，所述内支撑架包括第一框架和第二框架，所述第一框架环绕于所述第二框架的外侧。所述第一框架包括多个第一环形部和多根竖直设置的弧形梁，多个所述第一环形部水平设置，并沿竖直方向间隔排列，多个所述第一环形部的中心轴线共线。多根所述弧形梁沿所述第一环形部的环向排列，并与多个所述第一环形部固定连接，所述水箱主体的内侧壁贴合于所述弧形梁上，并与所述弧形梁固定连接。所述第二框架包括多个第二环形部和多根沿竖直方向延伸的竖直梁，多个所述第二环形部水平设置，并沿竖直方向间隔排列，多根所述竖直梁沿所述第二环形部的环向排列，并与所述第二环形部固定连接。所述第二环形部位于所述第一环形部的内侧，且两者的中心轴线共线，所述第二环形部与所述第一环形部之间通过水平梁连接。

12、优选的，所述水箱主体由核级022cr19ni10材料制成，所述水箱主体的壁厚为25-30mm。所述内支撑架由q235hr材料制成。

13、优选的，所述水箱主体的内部设有容置腔，所述容置本体的上端开设有进料口，其下端开设有出料口，所述进料口和所述出料口均与所述容置腔连通，所述进料口处设有第一阀门，用于控制物料进入所述容置腔内，所述出料口处设有第二阀门，用于控制物料流出所述容置腔。

14、本发明中的非能动堆芯冷却系统承压水箱的固定装置通过支撑结构将水箱主体安装于安装槽内。其中，支撑结构包括上支撑架和下支撑架。下支撑架用于支承容器结构本体。上支撑架包括多个柔性连接件，水箱主体通过这些柔性连接件与安装槽的侧壁柔性连接。当发生震动时，柔性连接件能够卸去一部分震动载荷，避免水箱主体因冲击应力而导致损坏，从而提高装置的整体抗震能力。因此，本非能动堆芯冷却系统承压水箱的固定装置具有较高的安全性，能够满足核电厂的大型承压水箱的抗震需求。

技术特征：

1.非能动堆芯冷却系统承压水箱的固定装置，其特征在于，包括：支撑结构(3)和安装槽(2)，

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述柔性连接件包括柔性件(301)和连接杆(302)，

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述柔性件(301)为液压阻尼器。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括环形套板(303)，所述环形套板(303)设置为能够贴合于所述水箱主体(1)的上端部的形状，并套设于所述水箱主体(301)的上端部，

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述安装槽(2)的竖直方向上的截面呈l形，其中部设有水平的支承面，所述支撑杆(304)安装于所述支承面上。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述支撑杆(304)由q235hr材料制成。

7.一种大型承压水箱，其特征在于，包括：水箱主体(1)和权利要求1-6中任一项所述的非能动堆芯冷却系统承压水箱的固定装置，

8.根据权利要求7所述的大型承压水箱，其特征在于，所述水箱主体(1)呈球形。

9.根据权利要求8所述的大型承压水箱，其特征在于，还包括内支撑架(4)，所述内支撑架(4)位于所述水箱主体(1)的内侧，

10.根据权利要求9所述的大型承压水箱，其特征在于，所述内支撑架包括第一框架和第二框架，所述第一框架环绕于所述第二框架的外侧，

11.根据权利要求10所述的大型承压水箱，其特征在于，所述水箱主体(1)由核级022cr19ni10材料制成，所述水箱主体(1)的壁厚为25-30mm；

12.根据权利要求9-11中任一项所述的大型承压水箱，其特征在于，所述水箱主体(1)的内部设有容置腔，

技术总结
本发明公开非能动堆芯冷却系统承压水箱的固定装置和大型承压水箱。本固定装置包括支撑结构和安装槽。支撑结构用于将水箱主体固定于安装槽内。支撑结构包括上支撑架和下支撑架，下支撑架包括多个水平延伸的支撑杆，多个支撑杆环绕于水箱主体的周围，其一端与水箱主体的中部连接，另一端与安装槽连接，用于支承水箱主体。上支撑架包括多个柔性连接件，多个柔性连接件环绕于水箱主体的上端部的周围，其一端与水箱主体连接，另一端与安装槽的侧壁连接，使得水箱主体与安装槽的侧壁之间为柔性连接。因此，本固定装置具有较高的安全性，能够满足核电厂的大型承压水箱的抗震需求。

技术研发人员：王跃蓉,梁文元,姚迪,丁磊,吴明,房柯,王晓轩,薛万勋,赵英超,许桐晖,马晓荣,陈鹍,方晓璐,王晓和,赵英昆,张昕予,王振中,沈亮
受保护的技术使用者：中国核电工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13