設(shè)備概述

壓力容器及其頂蓋整體有三個(gè)基本作用:一是作為包容反應(yīng)堆堆芯的容器，起著固定和支撐堆內(nèi)構(gòu)件的作用，保證燃料組件按一定的間距在堆芯內(nèi)的支撐與定位;二是作為反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的一部分，起著承受一回路冷卻劑與外部壓差的壓力邊界的作用;三是考慮到中子的外逸，起到對(duì)人員的生物防護(hù)的作用。考慮到核電廠的壽期以及運(yùn)行時(shí)冷卻劑的循環(huán)流動(dòng)，水對(duì)設(shè)備的腐蝕，設(shè)備抗老化和耐輻照，要選用具有高機(jī)械強(qiáng)度和在強(qiáng)中子幅照下不易脆化的材料。

設(shè)備結(jié)構(gòu)

壓力容器

反應(yīng)堆壓力容器是一個(gè)總重為418t圓柱形容器，是由頂蓋組件和容器組件組成的高壓設(shè)備。容器法蘭和頂蓋法蘭通過(guò)60個(gè)主螺栓進(jìn)行連接緊固，并用內(nèi)、外兩道配置在頂蓋法蘭密封槽中的自緊式鍍銀C形密封環(huán)密封，防止放射性冷卻劑外泄。在兩道C形環(huán)外側(cè)均設(shè)有泄漏檢測(cè)管，在發(fā)現(xiàn)泄漏時(shí)發(fā)出報(bào)警。壓力容器各部件與冷卻劑接觸的內(nèi)表面均堆焊一層鎳基不銹鋼，來(lái)避免壓力容器內(nèi)表面腐蝕。

頂蓋組件主要有上封頭、頂蓋法蘭、堆頂結(jié)構(gòu)支承臺(tái)等部件組成。在上封頭球形拱頂上有74個(gè)孔，以供控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(61個(gè)和堆內(nèi)中子注量率測(cè)量通道導(dǎo)向管(12個(gè))通過(guò)，頂蓋上有1個(gè)排氣管，它的作用是在冷卻劑系統(tǒng)充水時(shí)排出壓力容器頂部積聚的不凝結(jié)氣體。上封頭外表面焊有12個(gè)堆頂結(jié)構(gòu)支承臺(tái)，其中3個(gè)支承臺(tái)上帶有吊耳，用于頂蓋吊具的安裝和頂蓋起吊。

容器組件主要由容器法蘭-接管段筒體、筒身、進(jìn)出口接管和下封頭組成。容器法蘭接管段筒體通過(guò)鍵槽與下部堆內(nèi)構(gòu)件對(duì)中銷(xiāo)配合、容器法蘭上有60個(gè)螺紋孔和1個(gè)檢漏孔，檢漏孔用于安裝檢漏管，便于檢測(cè)內(nèi)密封環(huán)是否存在泄漏。靠近容器法蘭同一水平面上有3個(gè)與反應(yīng)堆冷卻劑環(huán)路冷段連接進(jìn)口接管和3個(gè)反應(yīng)堆冷卻劑環(huán)路熱段連接出口接管，接管表面有堆焊層，每個(gè)接管上焊接一段短的不銹鋼鍛件作為安全端，方便現(xiàn)場(chǎng)主管道與壓力容器接管焊接，保證異種金屬的焊縫質(zhì)量。冷卻劑通過(guò)進(jìn)口接管進(jìn)入壓力容器，并且向下流過(guò)堆芯吊籃和容器壁之間的環(huán)形空間，在底部轉(zhuǎn)向并朝上流過(guò)堆芯到出口接管。壓力容器接合面外側(cè)有個(gè)法蘭，當(dāng)更換燃料時(shí)，它能使一個(gè)環(huán)形板就位，起到對(duì)堆坑的密封作用，防止反應(yīng)堆水池充水時(shí)堆坑進(jìn)水壓力容器內(nèi)側(cè)下部焊有導(dǎo)向凸緣，使下部堆內(nèi)構(gòu)件對(duì)中定位。壓力容器筒體法蘭的水平位置有一個(gè)凸臺(tái)，以懸掛下部堆內(nèi)構(gòu)件。壓力容器下封頭為半球形，下封頭上沒(méi)有貫穿件，消除了因下封頭貫穿件泄漏而引起LOCA事故導(dǎo)致堆芯裸露的可能性

壓力容器包容堆芯、堆芯支撐結(jié)構(gòu)、控制棒組件、與堆芯及冷卻劑循環(huán)通道直接相關(guān)的所有部件。

壓力容器高位排氣系統(tǒng)能夠有效消除事故過(guò)程中或事故后大量積聚在壓力容器部的非凝結(jié)性氣體，避免對(duì)機(jī)組安全造成的重大威脅該系統(tǒng)與壓力容器頂部相連包含正常排氣子系統(tǒng)和事故排氣子系統(tǒng)兩部分，作為嚴(yán)重事故對(duì)策的是事故排氣子統(tǒng)。事故排氣子系統(tǒng)由兩個(gè)系列組成，事故工況下將壓力容器頂部的非凝結(jié)性氣體放至穩(wěn)壓器卸壓箱，并通過(guò)穩(wěn)壓器卸壓箱最終排放到安全殼內(nèi)。

堆內(nèi)構(gòu)件

堆內(nèi)構(gòu)件由上部堆內(nèi)構(gòu)件、下部堆內(nèi)構(gòu)件、壓緊彈簧以及U型嵌入件組成。

上部堆內(nèi)構(gòu)件包括:上支承組件、上堆芯板組件上支承柱組件、控制棒導(dǎo)向組件、堆內(nèi)測(cè)量導(dǎo)向結(jié)構(gòu)等。

上支承組件是一塊帶裙式圓筒的多孔板，支承板法蘭上設(shè)有流水孔，以便部分m。支承板法蘭面上有3個(gè)起吊旋入件與4個(gè)定位鍵槽。起吊旋入件與堆內(nèi)構(gòu)件吊具連接，用于上部堆內(nèi)構(gòu)件的整體吊裝;定位鍵槽通過(guò)與下部構(gòu)仁籃法蘭的對(duì)中銷(xiāo)配合，用于上部構(gòu)件在堆芯內(nèi)的徑向定位。上堆芯板組件是一塊形板，在它的上表面對(duì)應(yīng)每個(gè)控制棒導(dǎo)向筒的位置開(kāi)有定位銷(xiāo)孔，用于控制棒導(dǎo)向的準(zhǔn)確定位。在對(duì)應(yīng)每個(gè)燃料組件對(duì)應(yīng)位置上有流水孔，下表面設(shè)有銷(xiāo)釘，在地料裝載后為燃料組件提供可靠的定位。上堆芯板的邊緣開(kāi)有4個(gè)定位鍵槽，與下件吊籃的上堆芯板導(dǎo)向銷(xiāo)配合定位。上支承柱組件把上支承組件與上堆芯板組件連成一個(gè)整體，導(dǎo)向簡(jiǎn)支承板和上柵格板之間的空間構(gòu)成了堆芯出口冷卻劑腔室，支承為中空結(jié)構(gòu)，周邊有流水孔，冷卻劑可流通。控制棒導(dǎo)向筒組件共有61組導(dǎo)向制棒組件(包括星形架和吸收棒)可在導(dǎo)向筒內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)，為控制棒組件提供定位導(dǎo)向。導(dǎo)向筒分上部導(dǎo)向組件和下部導(dǎo)向組件兩部分，二者的法蘭背靠在一起，用螺釘固定在上堆芯板上，底部定位銷(xiāo)插在上支承板的對(duì)應(yīng)定位銷(xiāo)孔中。堆芯中子注量車(chē)測(cè)量探測(cè)器組件由燃料組件上方插入燃料組件底部，探測(cè)器組件從反應(yīng)堆壓力容器蓋上方貫穿件引出，從而取消了堆內(nèi)構(gòu)件位于RPV底部的儀表套管，增加了位于上堆內(nèi)構(gòu)件的堆內(nèi)測(cè)量導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。

下部堆內(nèi)構(gòu)件包括:吊籃組件、下堆芯板組件、堆芯支承柱組件、圍板成形板組件、熱屏蔽板組件、輻照樣品架組件、二次支承及流量分配組件和輻照樣品孔塞等反應(yīng)堆運(yùn)行期間，吊籃引導(dǎo)冷卻劑從壓力容器進(jìn)口接管沿著下降段進(jìn)入下腔室，冷卻劑轉(zhuǎn)向后向上流經(jīng)堆芯下支撐板進(jìn)入堆芯區(qū)域下部堆內(nèi)構(gòu)件通過(guò)吊籃法蘭懸在壓力容器法蘭的凸肩上。吊籃法蘭上設(shè)有3個(gè)起吊旋入件，其與堆內(nèi)構(gòu)件吊具連接用于下部堆內(nèi)構(gòu)件的整體吊裝。下堆芯板設(shè)有4個(gè)徑向支撐鍵，徑向支撐鍵與壓力容器上的U型嵌入件相配合，用于限制下部堆內(nèi)構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)或平移運(yùn)動(dòng)，同時(shí)也作為下部堆內(nèi)構(gòu)件安裝就位到壓力容器的導(dǎo)向裝置。

在堆芯吊籃和堆芯之間，裝有圍板和固定在吊籃上的成形板。圍板包圍著堆芯，確定了燃料組件的矩陣邊界，防止反應(yīng)堆冷卻劑繞過(guò)堆芯而旁路，圍板從堆芯下格板一直延伸到燃料組件上部，引導(dǎo)冷卻劑流過(guò)堆芯;成形板則為圍板提供橫向支撐堆芯吊籃為壓力容器壁提供對(duì)堆芯快中子的防護(hù)，而借助熱屏蔽板可在輻照最大區(qū)域(距壓力容器壁最近堆芯四角)加強(qiáng)這種防護(hù)熱屏蔽板是四組不銹鋼板，固定在靠近堆芯四角(即45°、135°、225°和315°)的吊籃外壁上，用于屏蔽由堆芯射出來(lái)的中子和y射線，以減小反應(yīng)堆壓力容器的輻照損傷為測(cè)試壓力容器材料受輻射后機(jī)械性能的變化，確保容器不會(huì)脆性斷裂，在其中3塊熱屏蔽板(45°、225°和315°)的外側(cè)各裝有一個(gè)輻照樣品架，每個(gè)樣品架有兩個(gè)孔道可放置2支輻照樣品監(jiān)督管，管內(nèi)裝有反應(yīng)堆材料和焊接材料的試樣，樣品可借助特殊工具通過(guò)吊籃法蘭上相應(yīng)的孔道取出。二次支承由能量吸收器、支撐柱和一塊輪廓與壓力容器下封頭幾何形狀致的底板所組成，它的作用是考慮在堆芯吊籃法蘭斷裂時(shí)，限制堆內(nèi)構(gòu)件向下位移，以防止控制棒束組件與對(duì)應(yīng)燃料組件中的導(dǎo)向管不對(duì)中而阻礙反應(yīng)堆緊急停堆。壓緊彈簧位于上支承法蘭和吊籃法蘭之間，通過(guò)反應(yīng)堆壓力容器主螺栓為堆內(nèi)構(gòu)件提供足夠的預(yù)緊壓力。