一種69堆芯的一體化模塊式壓水堆制造技術

本實用新型專利技術屬于一體化模塊式壓水堆技術領域，具體涉及一種69堆芯的一體化模塊式壓水堆。穩壓器、多臺模塊式蒸汽發生器、多臺濕繞組主泵、多組控制棒驅動機構全部內置于反應堆壓力容器集成為一體化壓水堆模塊；穩壓器兼作反應堆壓力容器頂蓋，穩壓器內部設置有帶空氣夾層的雙層不銹鋼倒帽形復合結構隔熱板，穩壓器內部周向均勻水平布置有電加熱元件，電加熱元件位于隔熱板上方；多組內置控制棒驅動機構采用模塊式雙層裝配布置于隔熱板下方及堆芯正上方。本實用新型專利技術較好的解決了小型反應堆安全性和經濟性的矛盾，并具有較好的工程可實現性。

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于一體化模塊式壓水堆
，具體涉及一種69堆芯的一體化模塊式壓水堆。
技術介紹
小型堆具有較高的安全性，但一直面臨經濟性難題。近年來，美國能源部及國際原子能機構提出了反應堆模塊化的設計概念，試圖通過模塊化的設計，在獲得高安全性的同時，提高中小型反應堆應用的經濟性。但是，反應堆的尺寸和功率比相對較大，在安全殼形式、非能動系統設施的設置、換料工藝和模塊的組合布置等方面不盡合理，工程可實現性差。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種69堆芯的一體化模塊式壓水堆，較好的解決了小型反應堆安全性和經濟性的矛盾，并具有較好的工程可實現性。為達到上述目的，本技術所采取的技術方案為：一種69堆芯的一體化模塊式壓水堆，穩壓器、多臺模塊式蒸汽發生器、多臺濕繞組主泵、多組控制棒驅動機構全部內置于反應堆壓力容器集成為一體化壓水堆模塊；穩壓器兼作反應堆壓力容器頂蓋，穩壓器內部設置有帶空氣夾層的雙層不銹鋼倒帽形復合結構隔熱板，穩壓器內部周向均勻水平布置有電加熱元件，電加熱元件位于隔熱板上方；多組內置控制棒驅動機構采用模塊式雙層裝配布置于隔熱板下方及堆芯正上方；堆內構件位于控制棒驅動機構外側、反應堆壓力容器內部且隔熱板下方；多臺模塊式蒸汽發生器周向均勻布置在反應堆壓力容器與堆內構件之間的環形空間內；多臺內置濕繞組主泵的蝸殼及葉輪周向臥式均勻布置于反應堆壓力容器內的模塊式蒸汽發生器下方，與濕繞組主泵相連的電機徑向臥式布置于反應堆壓力容器外。所述的堆芯位于控制棒驅動機構正下方，堆芯采用69組活性段高度為2m至2.8m、截面呈17×17方形排列的燃料組件。本技術所取得的有益效果為：本技術從安全性、經濟性兼顧角度，重點解決現有小型堆經濟性的同時，進一步提升小型堆的安全性。將一體化、模塊式兩種先進理念全新融于小型堆的設計。一體化可提高反應堆的固有安全性，模塊式可縮短建設周期，降低造價，提高制造安裝質量。本技術可實現工廠模塊化制造、運輸及安裝，大幅減少現場的施工量，可縮短建設周期，降低造價，提高制造安裝質量，經濟效果十分顯著；本技術消除了傳統核電廠大失水事故、彈棒事故、主泵軸封失水事故等，大幅提高反應堆的固有安全性，理論上可取消場外應急，為核能靠近城鎮建設提供了可能，為提高核能及核動力推進反應堆安全性具有革命性意義；本技術可提供單堆模塊達到200MWe級所需的反應堆功率，較好解決小型堆的規模經濟性。本技術取消傳統核電廠反應堆冷卻劑系統主回路管道及波動管從而消除大失水事故；內置控制棒驅動機構消除彈棒事故；內置濕繞組主泵消除傳統核電廠主泵軸封系統及其潛在的失水事故；大幅度提高反應堆固有安全性，并便于模塊化制造、運輸及安裝。本技術公開的反應堆堆芯采用69組活性段高度為2m至2.8m、截面呈17×17方形排列的燃料組件，可提供單堆模塊達到200MWe級所需的反應堆功率，較好解決小型堆的規模經濟性。本技術使用的內置穩壓器兼作反應堆壓力容器頂蓋，采用帶空氣夾層的雙層不銹鋼倒帽形復合結構隔熱板和周向均勻水平布置電加熱元件，從而消除傳統核電廠反應堆冷卻劑系統穩壓器波動管及其潛在的失水事故。隔熱板隔熱效果好，還可自動適應穩壓器殼體因高溫及內壓而產生的徑向變形。本技術將多臺模塊式蒸汽發生器周向均勻布置在反應堆壓力容器與堆內構件之間的環形空間內，結構緊湊，傳熱效率高，可根據功率需求靈活確定蒸汽發生器的數量。本實用新型將用于反應堆反應性控制的多組內置控制棒驅動機構(CRDM)采用模塊式雙層裝配布置，大幅降低冷卻劑流道阻力，并解決內置CRDM安裝檢修難題。本技術將多臺內置濕繞組主泵的蝸殼及葉輪周向臥式布置于反應堆壓力容器內的蒸汽發生器下方，與主泵相連的電機徑向臥式布置于反應堆壓力容器外，為反應堆冷卻劑強迫循環提供直接的驅動壓頭及所需的冷卻流量，使得冷卻劑循環流道變短、變直，大幅降低一回路流道阻力及冷卻劑強迫循環的運行能耗。附圖說明圖1為本技術的一體化模塊式壓水堆結構示意圖；圖2為本技術的內置穩壓器結構示意圖；圖3為本技術的內置濕繞組主泵結構示意圖；其中，1、反應堆壓力容器；2、穩壓器；3、模塊式蒸汽發生器；4、濕繞組主泵；5、控制棒驅動機構；6、隔熱板；7、電加熱元件；8、堆內構件；9、蝸殼；10、葉輪。具體實施方式下面結合附圖和具體實施例對本技術進行詳細說明。如圖1—圖3所示，本技術所述69堆芯的一體化模塊式壓水堆如下：穩壓器2、多臺模塊式蒸汽發生器3、多臺濕繞組主泵4、多組控制棒驅動機構5全部內置于反應堆壓力容器1集成為一體化壓水堆模塊；穩壓器2兼作反應堆壓力容器1頂蓋，穩壓器2內部設置有帶空氣夾層的雙層不銹鋼倒帽形復合結構隔熱板6，穩壓器2內部周向均勻水平布置有電加熱元件7，電加熱元件7位于隔熱板6上方。多組內置控制棒驅動機構5采用模塊式雙層裝配布置于隔熱板6下方及堆芯11正上方。堆內構件8位于控制棒驅動機構5外側、反應堆壓力容器1內部且隔熱板6下方。多臺模塊式蒸汽發生器3周向均勻布置在反應堆壓力容器1與堆內構件8之間的環形空間內。多臺內置濕繞組主泵4的蝸殼9及葉輪10周向臥式均勻布置于反應堆壓力容器1內的直流模塊式蒸汽發生器3下方，與濕繞組主泵4相連的電機徑向臥式布置于反應堆壓力容器1外。堆芯11位于控制棒驅動機構5正下方，堆芯11采用69組活性段高度為2m至2.8m、截面呈17×17方形排列的燃料組件。本實施例中穩壓器2、16臺模塊式蒸汽發生器3、6臺濕繞組主泵4、61組控制棒驅動機構5全部內置于反應堆壓力容器1集成為一體化反應堆模塊，消除反應堆冷卻劑系統回路管道及大失水事故，便于模塊化制造、運輸及安裝；本實施例反應堆堆芯采用69組活性段高度為2.65m、截面呈17×17方形排列的燃料組件。本實施例中內置穩壓器2的總容積約為20m3，采用帶空氣夾層的雙層不銹鋼倒帽形復合結構隔熱板6和周向均勻水平布置電加熱元件7共60根，消除傳統的波動管。本實施例中16臺模塊式蒸汽發生器3周向均勻布置在反應堆壓力容器1與堆內構件8之間的環形空間內。反應堆壓力容器1內徑約為3600mm。本實施例中61組內置控制棒驅動機構5采用模塊式雙層裝配布置，大幅降低冷卻劑流道阻力，并解決內置控制棒驅動機構安裝檢修難題。本實施例中6臺內置濕繞組主泵4的蝸殼9及葉輪10周向臥式均勻布置本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種69堆芯的一體化模塊式壓水堆，其特征在于：穩壓器(2)、多臺模塊式蒸汽發生器(3)、多臺濕繞組主泵(4)、多組控制棒驅動機構(5)全部內置于反應堆壓力容器(1)集成為一體化壓水堆模塊；穩壓器(2)兼作反應堆壓力容器(1)頂蓋，穩壓器(2)內部設置有帶空氣夾層的雙層不銹鋼倒帽形復合結構隔熱板(6)，穩壓器(2)內部周向均勻水平布置有電加熱元件(7)，電加熱元件(7)位于隔熱板(6)上方；多組內置控制棒驅動機構(5)采用模塊式雙層裝配布置于隔熱板(6)下方及堆芯(11)正上方；堆內構件(8)位于控制棒驅動機構(5)外側、反應堆壓力容器(1)內部且隔熱板(6)下方；多臺模塊式蒸汽發生器(3)周向均勻布置在反應堆壓力容器(1)與堆內構件(8)之間的環形空間內；多臺內置濕繞組主泵(4)的蝸殼(9)及葉輪(10)周向臥式均勻布置于反應堆壓力容器(1)內的模塊式蒸汽發生器(3)下方，與濕繞組主泵(4)相連的電機徑向臥式布置于反應堆壓力容器(1)外。

【技術特征摘要】
1.一種69堆芯的一體化模塊式壓水堆，其特征在于：穩壓器(2)、多臺
模塊式蒸汽發生器(3)、多臺濕繞組主泵(4)、多組控制棒驅動機構(5)全部
內置于反應堆壓力容器(1)集成為一體化壓水堆模塊；穩壓器(2)兼作反應
堆壓力容器(1)頂蓋，穩壓器(2)內部設置有帶空氣夾層的雙層不銹鋼倒帽
形復合結構隔熱板(6)，穩壓器(2)內部周向均勻水平布置有電加熱元件(7)，
電加熱元件(7)位于隔熱板(6)上方；多組內置控制棒驅動機構(5)采用模
塊式雙層裝配布置于隔熱板(6)下方及堆芯(11)正上方；堆內構件(8)位
于控制棒驅動機構(5)外側、反...

【專利技術屬性】
技術研發人員：秦忠，宋丹戎，李慶，許斌，李松，鐘發杰，陳智，曾未，
申請(專利權)人：中國核動力研究設計院，
類型：新型
國別省市：四川;51