用于池式核反应堆的流量均分管道组件的制作方法

本发明的实施例涉及核工程技术领域，特别涉及一种用于池式核反应堆的流量均分管道组件。

背景技术：

池式核反应堆是一种利用深水层的静压力的常压核反应堆，其将反应堆本体置于反应堆水池内，反应堆水池内的流体与反应堆本体进行换热，换热后的流体由流出管道导出至反应堆水池外的一回路系统，从而将反应堆本体产生的热量传递至一回路系统，能够保证反应堆本体的固有安全性，同时能够有效利用所述热量。

在现有技术中，流体一般从安装至反应堆水池侧壁的流入管道进入反应堆水池内，并且所述流入管道设置为单根直管道。由于流入管道内的流体温度低于反应堆水池内的流体温度，由此导致反应堆水池内靠近流入管道一侧的流体温度较低，而远离流入管道一侧的流体温度较高，从而使得沿不同方向与反应堆本体进行换热的流体存在温度差异，进一步导致反应堆本体内部的温度分布不均匀，这样会对反应堆本体热量均匀导出产生一定影响，同时还可能影响到反应堆本体的工作性能和安全性。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种用于池式核反应堆的流量均分管道组件，以保证反应堆水池内的流体温度均匀分布。

根据本发明的一个方面，提出了一种用于池式核反应堆的流量均分管道组件，包括：流入管道；连接至所述流入管道的流量分配单元，所述流量分配单元设于容置有反应堆本体的反应堆水池内；连接至所述流体分配单元的多个分流管道，所述多个分流管道设置为沿多个方向延伸，以将流体引导至所述反应堆水池内沿周向的多个位置；以及流出管道，设置为将与所述反应堆本体换热后的流体导出至所述反应堆水池外。

根据一些实施方式，所述流量分配单元设于所述反应堆水池底部靠近中心的位置，所述多个分流管道形成中心对称结构。

根据一些实施方式，所述多个分流管道将流体引导至靠近所述反应堆水池侧壁的多个位置。

根据一些实施方式，各分流管道的管口连接一个或多个分流部件，所述多个分流部件依次连接。

根据一些实施方式，所述流入管道包括安装至所述反应堆水池的侧壁的第一部分以及安装至所述反应堆水池的底部的第二部分，所述流量均分管道组件包括用于安装所述流入管道的安装部件。

根据一些实施方式，所述流量均分管道组件还包括泵，设置为驱动反应堆水池内的流体从位于反应堆本体的上部的第一入口进入所述反应堆本体，并且所述流出管道安装至位于所述反应堆本体的下部的第一出口。

根据一些实施方式，所述流量均分管道组件的流入管道和流出管道连接至反应堆水池外的一回路系统，形成管道回路。

根据一些实施方式，所述反应堆水池的侧壁设置第二入口和第二出口，所述流入管道安装至所述第二入口，所述流出管道安装至所述第二出口。

在根据本发明的实施例的用于池式核反应堆的流量均分管道组件中，通过设置流量分配单元以及沿多个方向延伸的多个分流管道，可以将流体引导至反应堆水池内沿周向的多个位置，由此使得反应堆水池内的流体温度沿周向均匀分布，从而使得沿不同方向与反应堆本体进行换热的流体温度趋于一致，使得反应堆本体的热量可以均匀导出，同时能够保证池式核反应堆良好的工作性能和安全性。

附图说明

通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。

图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的池式核反应堆的内部主视图；

图2示出了图1的池式核反应堆的内部俯视图；

图3示出了根据本发明的一个示例性实施例的用于池式核反应堆的流量均分管道组件的多个分流管道的示意图；以及

图4示出了图3的流量均分管道组件的流入管道和流量分配单元的示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。

在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。

图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的池式核反应堆200的内部主视图，图2示出了图1的池式核反应堆200的内部俯视图。如图1和2所示，池式核反应堆200包括：反应堆本体7；设置为容置反应堆本体7的反应堆水池6；以及用于池式核反应堆200的流量均分管道组件100。

流量均分管道组件100包括：流入管道1；连接至流入管道1的流量分配单元2，流量分配单元2设于容置有反应堆本体7的反应堆水池6内；连接至流体分配单元2的多个分流管道3，多个分流管道3设置为沿多个方向延伸，以将流体引导至反应堆水池6内沿周向的多个位置；以及流出管道4，设置为将与反应堆本体7换热后的流体导出至反应堆水池6外。在根据本发明的实施例的用于池式核反应堆的流量均分管道组件100中，通过设置流量分配单元2以及沿多个方向延伸的多个分流管道3，可以将流体引导至反应堆水池6内沿周向的多个位置，由此使得反应堆水池6内的流体温度沿周向均匀分布，从而使得沿不同方向与反应堆本体7进行换热的流体温度趋于一致，使得反应堆本体7的热量可以均匀导出，同时能够保证池式核反应堆200良好的工作性能和安全性。

反应堆本体7可以包括堆芯、堆内构件和控制棒驱动机构等部件，链式裂变反应在堆芯处发生，并产生大量热量。反应堆水池6可以为具有空腔的立体结构，包括顶部、底部和侧壁，反应堆水池6例如可以为空心圆柱结构。反应堆本体7可以通过承载部件73设置于反应堆水池6的底部。反应堆本体7可以位于反应堆水池6内流体的液面h以下。流体可以包括能够流动以进行换热的物质，例如，所述流体可以包括水。

参照图1，反应堆本体7的上部设置第一入口71以供流体流入；反应堆本体7的下部设置第一出口72，流出管道4安装至第一出口72。反应堆水池6内的流体从第一入口71进入反应堆本体7内，吸收堆芯产生的热量，并从第一出口72流出以带走所述热量，从而实现与反应堆本体7的换热。反应堆水池6的侧壁设置第二入口61和第二出口62，流入管道1安装至第二入口61，流出管道4安装至第二出口62。第二入口61和第二出口62可以设于反应堆水池6的同一侧壁，也可以设于反应堆水池6的不同侧壁，例如，设于反应堆水池6的两相邻侧壁或者两相对侧壁。在本发明的实施例中，第二入口61的高度高于第二出口62的高度。当然，在其他实施例中，第二入口61的高度也可以等于或者低于第二出口62的高度。流入管道1可以通过例如焊接、粘接或者设置紧固件等方式固定于第二入口61，以保证流体平稳流入反应堆水池6内。类似地，流出管道4也可以固定于第二出口62，以保证流体平稳流出反应堆水池6外。

参照图2，流量分配单元2可以设于反应堆水池6底部靠近中心的位置，多个分流管道3可以形成中心对称结构。在一个实施例中，多个分流管道3可以从反应堆水池6底部靠近中心的位置沿不同方向延伸，相邻分流管道3之间的夹角相同，并且各分流管道3的延伸长度相同。例如，分流管道3的数量可以为六个，分流管道3两两之间形成60°的夹角。多个分流管道3可以将流体引导至以反应堆水池6底部中心为圆心的同一圆周上的多个位置处。通过将多个分流管道3设置为中心对称结构，可以保证流体流经各分流管道3所受阻力完全相同，从而使得沿多个位置进入反应堆水池6的流体流量一致，由此反应堆水池6内的流体沿周向的温度分布更为均匀。

在一个实施例中，多个分流管道3可以将流体引导至靠近反应堆水池6的侧壁的多个位置，即分流管道3的延伸长度近似于反应堆水池6的底部中心到侧壁的距离。对于反应堆水池6为圆柱体的情况，分流管道3的延伸长度近似于反应堆水池6的底面半径。在其他实施例中，分流管道3的延伸长度也可以做出其他选择。

图3示出了根据本发明的一个示例性实施例的用于池式核反应堆的流量均分管道组件100的多个分流管道3的示意图。如图3所示，各分流管道3的管口可以连接一个或多个分流部件31，多个分流部件31可以依次连接。分流管道3与分流部件31之间、多个分流部件31之间可以通过焊接的方式连接在一起。通过设置分流部件31，一方面能够加快流体的流入速度，另一方面可以增加流体的流入位置的数量，使得多个流入位置沿周向的布置更为密集，进一步提高流体温度分布的均匀性。分流部件31可以包括三通管件，其具有一个进口和两个出口，用于改变流体流动方向。对于设置多个三通管件的情况，可以在一个三通管件的两个出口分别连接另外的三通管件，由此将分流管道3的管口扩展为多个管口。在一些实施例中，各分流管道3连接的分流部件31的数量、规格和设置方式相互一致，由此保证流体流经各分流管道3和各分流部件31所受阻力完全相同，使得从各管口流出的流体流量一致，从而流体能够沿周向均匀进入反应堆水池6内。

图4示出了图3的流量均分管道组件100的流入管道1和流量分配单元2的示意图，参照图3和图4，流量分配单元2可以为截面为圆形的对称结构，例如可以为圆柱形、球形或圆锥形等。流量分配单元2的侧壁可以沿周向均匀设置多个分流管道3，各分流管道3可以与流量分配单元2焊接在一起。在一个实施例中，可以在流量分配单元2的侧壁沿周向均匀设置多个连接管，再将各分流管道3分别连接至各连接管。流量分配单元2与多个连接管之间、多个连接管与多个分流管道3之间可以通过焊接的方式连接在一起。流入管道1可以连接至流量分配单元2的顶部，流入管道1可以与流量分配单元2焊接在一起。

参照图1和图4，流入管道1可以包括安装至反应堆水池6的侧壁的第一部分11以及安装至反应堆水池6的底部的第二部分12，流量均分管道组件100可以包括用于安装流入管道1的安装部件5。第一部分11可以平行于反应堆水池6的侧壁，第二部分12可以平行于反应堆水池6的底部，第一部分11和第二部分12相互垂直。在其他实施例中，流入管道1也可以只包括平行于反应堆水池6的底部的第二部分12，此时第二入口61在反应堆水池6的侧壁上设于靠近底部的位置，流入管道1无需在反应堆水池6的侧壁上延伸。

安装部件5可以将第一部分11支撑并固定于反应堆水池6的侧壁，并将第二部分12支撑并固定于反应堆水池6的底部。安装部件5的数量可以为多个，并间隔排列。通过设置多个安装部件5，可以将流入管道1固定于反应堆水池6，保证流体在流入管道1内平稳流动。类似地，流出管道4也可以通过安装部件5支撑并固定于反应堆水池6的侧壁上，以保证流体在流出管道4内平稳流动。

流量均分管道组件100还可以包括泵，所述泵设置为驱动反应堆水池6内的流体从位于反应堆本体7的上部的第一入口71进入反应堆本体7，并且流出管道4安装至位于反应堆本体7的下部的第一出口72。根据图1的箭头所示，多个分流管道3将流体引导至反应堆水池6的底部，流体从底部开始积聚，在泵的驱动作用下，反应堆水池6内的流体可以从不同方向进入反应堆本体7的第一入口71，并在换热后从第一出口72进入流出管道4，经流出管道4流出至反应堆水池6外。反应堆本体7可以设于反应堆水池6底部靠近中心的位置。由于反应堆水池6内的流体温度沿周向均匀分布，并且反应堆本体7靠近反应堆水池6的底部中心设置，因此从不同方向进入第一入口71的流体温度一致，从而反应堆本体7内部的温度分布均匀，能够实现均匀换热。

在本发明的实施例中，流量均分管道组件100的流入管道1和流出管道4可以连接至反应堆水池6外的一回路系统，形成管道回路。流出管道4内温度升高的流体可以在一回路中与二回路进行换热，以将温度降低至初始温度，具有初始温度的流体进一步从流入管道1进入反应堆水池6，从而对流体进行循环利用，同时将热量经一回路系统传递至其他系统，用于进一步的供热等用途。

下面简要介绍利用本发明的流量均分管道组件100实现反应堆水池6内的流体均匀进入反应堆本体7并完成均匀换热的过程。

将具有初始温度的流体送入流入管道1，流体沿流入管道1流动至流量分配单元2；流体被分配至多个分流管道3，并在多个分流管道3内同时流动，到达反应堆水池6底部沿周向的多个位置；在泵的驱动作用下，流体从多个方向向上运动至反应堆本体7的第一入口71处，并从第一入口71进入反应堆本体7内进行均匀换热；换热后的流体从反应堆本体7的第一出口72流出，进入流出管道4，并经流出管道4流至反应堆水池6外，从而将热量传递至反应堆水池6外。

虽然结合附图对本发明进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本发明的实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本发明的一种限制。为了清楚地示出各个部件的细节，附图中的各个部件并不是按比例绘制的，所以附图中的各个部件的比例也不应作为一种限制。

虽然本发明总体构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本发明总体构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。