华龙一号反应堆压力容器及堆内构件

设备概述

压力容器及其顶盖整体有三个基本作用:一是作为包容反应堆堆芯的容器，起着固定和支撑堆内构件的作用，保证燃料组件按一定的间距在堆芯内的支撑与定位;二是作为反应堆冷却剂系统的一部分，起着承受一回路冷却剂与外部压差的压力边界的作用;三是考虑到中子的外逸，起到对人员的生物防护的作用。考虑到核电厂的寿期以及运行时冷却剂的循环流动，水对设备的腐蚀，设备抗老化和耐辐照，要选用具有高机械强度和在强中子幅照下不易脆化的材料。

设备结构

压力容器

反应堆压力容器是一个总重为418t圆柱形容器，是由顶盖组件和容器组件组成的高压设备。容器法兰和顶盖法兰通过60个主螺栓进行连接紧固，并用内、外两道配置在顶盖法兰密封槽中的自紧式镀银C形密封环密封，防止放射性冷却剂外泄。在两道C形环外侧均设有泄漏检测管，在发现泄漏时发出报警。压力容器各部件与冷却剂接触的内表面均堆焊一层镍基不锈钢，来避免压力容器内表面腐蚀。

顶盖组件主要有上封头、顶盖法兰、堆顶结构支承台等部件组成。在上封头球形拱顶上有74个孔，以供控制棒驱动机构(61个和堆内中子注量率测量通道导向管(12个)通过，顶盖上有1个排气管，它的作用是在冷却剂系统充水时排出压力容器顶部积聚的不凝结气体。上封头外表面焊有12个堆顶结构支承台，其中3个支承台上带有吊耳，用于顶盖吊具的安装和顶盖起吊。

容器组件主要由容器法兰-接管段筒体、筒身、进出口接管和下封头组成。容器法兰接管段筒体通过键槽与下部堆内构件对中销配合、容器法兰上有60个螺纹孔和1个检漏孔，检漏孔用于安装检漏管，便于检测内密封环是否存在泄漏。靠近容器法兰同一水平面上有3个与反应堆冷却剂环路冷段连接进口接管和3个反应堆冷却剂环路热段连接出口接管，接管表面有堆焊层，每个接管上焊接一段短的不锈钢锻件作为安全端，方便现场主管道与压力容器接管焊接，保证异种金属的焊缝质量。冷却剂通过进口接管进入压力容器，并且向下流过堆芯吊篮和容器壁之间的环形空间，在底部转向并朝上流过堆芯到出口接管。压力容器接合面外侧有个法兰，当更换燃料时，它能使一个环形板就位，起到对堆坑的密封作用，防止反应堆水池充水时堆坑进水压力容器内侧下部焊有导向凸缘，使下部堆内构件对中定位。压力容器筒体法兰的水平位置有一个凸台，以悬挂下部堆内构件。压力容器下封头为半球形，下封头上没有贯穿件，消除了因下封头贯穿件泄漏而引起LOCA事故导致堆芯裸露的可能性

压力容器包容堆芯、堆芯支撑结构、控制棒组件、与堆芯及冷却剂循环通道直接相关的所有部件。

压力容器高位排气系统能够有效消除事故过程中或事故后大量积聚在压力容器部的非凝结性气体，避免对机组安全造成的重大威胁该系统与压力容器顶部相连包含正常排气子系统和事故排气子系统两部分，作为严重事故对策的是事故排气子统。事故排气子系统由两个系列组成，事故工况下将压力容器顶部的非凝结性气体放至稳压器卸压箱，并通过稳压器卸压箱最终排放到安全壳内。

堆内构件

堆内构件由上部堆内构件、下部堆内构件、压紧弹簧以及U型嵌入件组成。

上部堆内构件包括:上支承组件、上堆芯板组件上支承柱组件、控制棒导向组件、堆内测量导向结构等。

上支承组件是一块带裙式圆筒的多孔板，支承板法兰上设有流水孔，以便部分m。支承板法兰面上有3个起吊旋入件与4个定位键槽。起吊旋入件与堆内构件吊具连接，用于上部堆内构件的整体吊装;定位键槽通过与下部构仁篮法兰的对中销配合，用于上部构件在堆芯内的径向定位。上堆芯板组件是一块形板，在它的上表面对应每个控制棒导向筒的位置开有定位销孔，用于控制棒导向的准确定位。在对应每个燃料组件对应位置上有流水孔，下表面设有销钉，在地料装载后为燃料组件提供可靠的定位。上堆芯板的边缘开有4个定位键槽，与下件吊篮的上堆芯板导向销配合定位。上支承柱组件把上支承组件与上堆芯板组件连成一个整体，导向简支承板和上栅格板之间的空间构成了堆芯出口冷却剂腔室，支承为中空结构，周边有流水孔，冷却剂可流通。控制棒导向筒组件共有61组导向制棒组件(包括星形架和吸收棒)可在导向筒内上下运动，为控制棒组件提供定位导向。导向筒分上部导向组件和下部导向组件两部分，二者的法兰背靠在一起，用螺钉固定在上堆芯板上，底部定位销插在上支承板的对应定位销孔中。堆芯中子注量车测量探测器组件由燃料组件上方插入燃料组件底部，探测器组件从反应堆压力容器盖上方贯穿件引出，从而取消了堆内构件位于RPV底部的仪表套管，增加了位于上堆内构件的堆内测量导向结构。

下部堆内构件包括:吊篮组件、下堆芯板组件、堆芯支承柱组件、围板成形板组件、热屏蔽板组件、辐照样品架组件、二次支承及流量分配组件和辐照样品孔塞等反应堆运行期间，吊篮引导冷却剂从压力容器进口接管沿着下降段进入下腔室，冷却剂转向后向上流经堆芯下支撑板进入堆芯区域下部堆内构件通过吊篮法兰悬在压力容器法兰的凸肩上。吊篮法兰上设有3个起吊旋入件，其与堆内构件吊具连接用于下部堆内构件的整体吊装。下堆芯板设有4个径向支撑键，径向支撑键与压力容器上的U型嵌入件相配合，用于限制下部堆内构件的转动或平移运动，同时也作为下部堆内构件安装就位到压力容器的导向装置。

在堆芯吊篮和堆芯之间，装有围板和固定在吊篮上的成形板。围板包围着堆芯，确定了燃料组件的矩阵边界，防止反应堆冷却剂绕过堆芯而旁路，围板从堆芯下格板一直延伸到燃料组件上部，引导冷却剂流过堆芯;成形板则为围板提供横向支撑堆芯吊篮为压力容器壁提供对堆芯快中子的防护，而借助热屏蔽板可在辐照最大区域(距压力容器壁最近堆芯四角)加强这种防护热屏蔽板是四组不锈钢板，固定在靠近堆芯四角(即45°、135°、225°和315°)的吊篮外壁上，用于屏蔽由堆芯射出来的中子和y射线，以减小反应堆压力容器的辐照损伤为测试压力容器材料受辐射后机械性能的变化，确保容器不会脆性断裂，在其中3块热屏蔽板(45°、225°和315°)的外侧各装有一个辐照样品架，每个样品架有两个孔道可放置2支辐照样品监督管，管内装有反应堆材料和焊接材料的试样，样品可借助特殊工具通过吊篮法兰上相应的孔道取出。二次支承由能量吸收器、支撑柱和一块轮廓与压力容器下封头几何形状致的底板所组成，它的作用是考虑在堆芯吊篮法兰断裂时，限制堆内构件向下位移，以防止控制棒束组件与对应燃料组件中的导向管不对中而阻碍反应堆紧急停堆。压紧弹簧位于上支承法兰和吊篮法兰之间，通过反应堆压力容器主螺栓为堆内构件提供足够的预紧压力。