本發明涉及核電技術領域，具體而言，涉及一種反應堆冷卻劑抑渦及流量分配裝置及反應堆堆內構件。

背景技術：

為滿足核電站反應堆熱工水力的要求，提升反應堆整體性能，進入堆芯的冷卻劑要求分配均勻，當不滿足均勻性要求時常需要設置流量分配裝置。反應堆壓力容器下腔室空間有限，構件的安裝、檢修比較困難，因而在滿足流量分配的前提下，應盡量簡化結構，提高穩定性和可靠性。國內、外目前運行的核電二代和二代改進型壓水堆，堆芯測量均由壓力容器下封頭引出，在下腔室設置了二次支承結構。在第三代壓水堆堆芯測量由壓力容器上封頭引出，很大程度上簡化了反應堆下腔室結構，但是當冷卻劑從壓力容器入口管嘴流入，且從環形下降腔進入下腔室時，就會應為流道急劇變化且半球型封頭深度較大而在下腔室內產生大量的渦流且流場復雜，導致堆芯入口區域流場產生不均勻性，為滿足進入堆芯的冷卻劑均勻分配的要求，提升反應堆整體性能，需要在反應堆下腔室設置一種流量分配裝置，且要求該裝置流量分配和抑制渦流效果優異。

提供一種能夠比較均勻地分配冷卻劑抑制渦流的反應堆冷卻劑抑渦及流量分配裝置及反應堆堆內構件，這對于核電技術的發展具有比較重要的現實意義。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供了一種反應堆冷卻劑抑渦及流量分配裝置，其能夠比較均勻地分配冷卻劑，并且能較好地抑制渦流的產生。

本發明的另一目的在于提供一種反應堆堆內構件，其采用了上述反應堆冷卻劑抑渦及流量分配裝置，從而可以使得冷卻劑比較均勻地進入到堆芯內，并能抑制渦流的產生。

本發明是這樣實現的：

一種反應堆冷卻劑抑渦及流量分配裝置，用在反應堆壓力容器內對冷卻劑進行流量分配，所述反應堆的堆芯包括圓筒狀的吊籃組件，所述反應堆冷卻劑抑渦及流量分配裝置包括：

環狀構件，所述環狀構件為中空殼體，包括相互平行的大端面和小端面，所述環狀構件上設置有多個通孔，所述大端面與所述吊籃組件連接，

第一殼體，所述第一殼體上設置有多個通孔，所述第一殼體的端面與所述環狀構件的小端面連接，所述第一殼體位于所述環狀構件的外部。

進一步，

所述反應堆冷卻劑抑渦及流量分配裝置還包括第二殼體，所述第二殼體上設置有多個通孔，所述第二殼體的端面與所述環狀構件的小端面連接，所述第二殼體位于所述環狀構件的內部。

進一步，

所述第一殼體為半球型、半橢球型、碟型、圓錐型或圓柱型；所述第二殼體為半球型、半橢球型、碟型、圓錐型或圓柱型。

進一步，

所述第一殼體及所述第二殼體可以為形狀相同的半球型、半橢球型、蝶型、圓錐型或圓柱型，也可以為形狀不相同的半球型、半橢球形、碟型、圓錐型或圓柱型的兩兩相互任意組合，所述第一殼體及所述第二殼體組成的結構可以為對稱的球型、橢球型結構等，或者為非對稱結構。

進一步，

所述環狀構件的殼體形狀為錐形、圓柱形圓柱形、單曲面構成的形狀或多個曲面組合構成的形狀。

進一步，

所述環狀構件為由半球狀殼體切割而成的形狀，并且所述小端面為切割面。

進一步，

所述第一殼體、所述第二殼體上及所述環狀構件上的通孔分布及大小不同或相同。

進一步，

所述環狀構件是設置有加強筋。

進一步，

所述第一殼體通過法蘭與所述環狀構件連接；所述第二殼體通過法蘭與所述環狀構件連接。

一種反應堆堆內構件，所述反應堆堆內構件包括：

壓力容器，所述壓力容器內包括筒體及封頭，所述封頭為半球狀殼體，所述封頭連接于所述筒體的一端，所述封頭朝所述筒體的外部凸出；

堆芯，所述堆芯設置在所述壓力容器內，所述堆芯包括吊籃組件，所述吊籃組件為圓筒狀；

堆芯下支撐板，所述堆芯下支撐板為圓形板狀結構，所述堆芯下支撐板上設置有多個通孔，所述堆芯下支撐板連接于所述吊籃組件的下端；以及

所述的反應堆冷卻劑抑渦及流量分配裝置；

所述堆芯下支撐板與所述吊籃組件的下端連接，所述吊籃組件與所述筒體形成環形空間；

所述冷卻劑抑渦及流量分配裝置對反應堆壓力容器下腔室空間進行分割和填充。

本發明的有益效果是：本發明通過上述設計得到的反應堆冷卻劑抑渦及流量分配裝置及反應堆堆內構件，使用時，冷卻劑通過吊籃組件與壓力容器的筒體之間的環形空間進入到壓力容器中，進而進入到冷卻裝置與封頭之間的下腔室中，部分冷卻劑通過環狀構件上的通孔進入到環狀構件內部，另一部分冷卻劑通過環狀構件下部的第一殼體進入到了第一殼體中，進而進入到環狀構件中混合，最終通過堆芯下支撐板進入到堆芯中。第一殼體對冷卻劑流體進行了有效阻擋，環狀構件對冷卻劑進行了有效地分割，環狀構件和第一殼體共同作用抑制了渦流的產生。并且，環狀構件和第一殼體對冷卻劑進行了分配，從而使得環狀構件內的冷卻劑更接近層流狀態，冷卻劑的溫度更加均勻。當冷卻劑最終進入到堆芯內后，均勻流動的冷卻劑可以更加有效地對堆芯進行冷卻。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施方式的技術方案，下面將對實施方式中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1是本發明實施方式提供的反應堆冷卻劑抑渦及流量分配裝置與反應堆剖視圖；

圖2是本發明實施方式提供的反應堆冷卻劑抑渦及流量分配裝置與反應堆堆內構件裝配示意圖；

圖3是本發明實施方式提供的環狀構件的結構示意圖；

圖4是本發明實施方式提供的圖3的俯視圖；

圖5是本發明實施方式提供的第二殼體的結構示意圖；

圖6是本發明實施方式提供的第一殼體的結構示意圖。

圖標：1-壓力容器下腔室；2-壓力容器；3-環形下降腔；4-吊籃組件；5-堆芯下支撐板；6-環狀構件；61-加強筋；62-環狀構件上端面法蘭；63-第三通孔；64-環狀構件下端面法蘭；7-第二殼體；71-第二通孔；72-第二法蘭；8-第一殼體；81-第一通孔；82-第一法蘭。

具體實施方式

為使本發明實施方式的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施方式中的附圖，對本發明實施方式中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施方式是本發明一部分實施方式，而不是全部的實施方式。基于本發明中的實施方式，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施方式，都屬于本發明保護的范圍。

因此，以下對在附圖中提供的本發明的實施方式的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發明的范圍，而是僅僅表示本發明的選定實施方式。基于本發明中的實施方式，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施方式，都屬于本發明保護的范圍。

在本發明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置關系的術語為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的設備或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。

在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，或者是該發明產品使用時慣常擺放的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

此外，術語“水平”、“豎直”、“懸垂”等術語并不表示要求部件絕對水平或懸垂，而是可以稍微傾斜。如“水平”僅僅是指其方向相對“豎直”而言更加水平，并不是表示該結構一定要完全水平，而是可以稍微傾斜。

在本發明中，除非另有明確的規定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

實施例：

如圖1和圖2，本實施例提供了一種反應堆冷卻劑抑渦及流量分配裝置及反應堆堆內構件，反應堆堆內構件包括壓力容器2、堆芯、堆芯下支撐板5及反應堆冷卻劑抑渦及流量分配裝置。堆芯位于壓力容器2內，堆芯下支撐板5連接于堆芯的下部，反應堆冷卻劑抑渦及流量分配裝置連接于堆芯下支撐板5的下部。

如圖1，壓力容器2內包括筒體及封頭，封頭為半球狀殼體，封頭連接于筒體的一端，封頭朝筒體的外部凸出。堆芯包括吊籃組件4，并且吊籃組件4為圓筒狀，堆芯下支撐板5為圓形板狀結構，并且堆芯下支撐板5上設置有多個通孔。堆芯下支撐板5與吊籃組件4的下端連接，吊籃組件4與筒體形成環形空間。

如圖1和圖2，反應堆冷卻劑抑渦及流量分配裝置包括環狀構件6和第一殼體8，環狀構件6為中空殼體，包括相互平行的大端面和小端面，大端面設置有環狀構件上端面法蘭62，用于與堆芯連接；小端面設置有環狀構件下端面法蘭64，用于與第一殼體8連接。環狀構件6上設置有多個第三通孔63，用于冷卻劑通過。第一殼體8包括一個端面，使得第一殼體8整體上并不封閉，端面上設置有第一法蘭82；第一殼體8上設置有多個供冷卻劑通過的第一通孔81。第一殼體8設置在環狀構件6的外部，使得第一殼體8相對于環狀構件6向外凸出。

進一步，反應堆冷卻劑抑渦及流量分配裝置還包括第二殼體7，第二殼體7與第一殼體8結構相同，第二殼體7上設置有第二通孔71。第二殼體7的端面上設置有第二法蘭72。第二殼體7的端面與環狀構件6的小端面連接，區別在于，第二殼體7設置在環狀構件6的內部。第一殼體8與第二殼體7圍成一個緩沖空間。

進一步，如圖3和圖4，環狀構件6為由半球狀殼體切割而成的形狀，并且切割面與半球狀殼體的大端面平行；即，半球狀的殼體必然包括一個圓環形端面，將半球狀殼體進行切割，并且切割面平行于半球狀殼體的圓環形端面，切割后的形狀即為環狀構件6的形狀。需要說明的是，上述切割方式僅僅是為了便于描述環狀構件6的形狀，并不代表環形構必然是通過切割的方式獲得的。當然，環狀構件也可以為其它形狀，例如可以為錐形、圓柱形或多個曲面構成的形狀。

另外，為了防止環狀構件6變形，環狀構件6上設置有加強筋61。當然，在其它實施例中，可以不設置加強筋，而是采用較厚壁厚材料的環狀構件，以達到在復雜冷卻液流場中保證足夠的強度與剛度。

如圖4和圖5，第一殼體8與第二殼體7均為半球殼體狀，包括圓環狀端面。第一殼體8的圓環狀端面上設置有上法蘭，第一殼體8通過上法蘭與環狀構件6的小端面連接。第二殼體7的圓環狀端面上設置有下法蘭，第二殼體7通過下法蘭與環狀構件6的小端面連接。第一殼體8和第二殼體7共同圍成圓球狀殼體。當然，在其它實施例中，所述第一殼體及所述第二殼體可以為形狀相同的半球型、半橢球型、蝶型、圓錐型或圓柱型，也可以為形狀不相同的半球型、半橢球形、碟型、圓錐型或圓柱型的兩兩相互任意組合，所述第一殼體及所述第二殼體組成的結構可以為對稱的球型、橢球型結構等，或者為非對稱結構。例如，第一殼體為圓錐狀，第二殼體為半球狀；或者第一殼體為圓柱狀，第二殼體為圓錐狀。

本實施例提供的反應堆冷卻劑抑渦及流量分配裝置的工作原理如下：

將反應堆冷卻劑抑渦及流量分配裝置裝配到壓力容器2中后，環狀構件6、第一殼體8及第二殼體7對反應堆壓力容器下腔室1空間進行了有效分割和填充，并對冷卻劑進行攪混和均流。冷卻劑經過環形空間進入壓力容器下腔室1，部分冷卻劑通過環狀構件6的第三通孔63直接進入其所圍區域，另一部分冷卻劑隨著壓力容器2封頭的約束流向封頭底部，在環狀構件6下端設置第一殼體8能使流量分配裝置盡量對壓力容器2球型封頭底部空間進行有效的填充，并且當冷卻劑流經此處時，由于第一殼體8的阻擋，抑制了渦流的產生并有效攪混，并且對冷卻劑進行了初步的分流。通過第一殼體8的第一通孔81進入上下半球型結構所圍成區域的冷卻劑在該區域能進行液體攪混，并且當冷卻劑通過第二殼體7上的第二通孔71后，第二殼體7對冷卻劑進行了二次流量分配；從環狀構件6上的通孔進入堆芯支承板入口處區域的冷卻劑同經第二殼體7上的第二通孔71進入堆芯支承板入口處區域的冷卻劑相互攪混，由于設置了第二殼體7使其對冷卻劑進行了二次攪混與分流。

反應堆冷卻劑抑渦及流量分配裝置與堆芯堆芯下支撐板5一起對進入堆芯冷卻劑進行分流，該構件使冷卻劑在進入堆芯下堆芯下支撐板5入口之前已經進行了兩次攪混和分流，加上堆芯堆芯下支撐板5的分流作用，使冷卻劑在進入堆芯進行換熱之前進行了三次流量分配，則流量分配已經更加均勻，能夠充分滿足堆芯燃料組件對流量均勻化的要求。

與現有技術相比，本發明對冷卻劑進行的流量分配次數更多，對壓力容器下腔室1的空間進行了有效填充，避免了壓力容器下腔室1渦流的產生，且對冷卻劑進行有效的攪混，且該裝置結構與連接形式簡單，提高了結構的可靠性、安裝檢修方便。

需要說明的是，本實施例為較佳實施例，在其它實施例中，第一殼體可以為半橢球型、碟型、圓錐型或圓柱型；第二殼體為也可以為半橢球型、碟型、圓錐型或圓柱型。

另外，在其它實施例中，第一殼體、第二殼體上及環狀構件上的通孔分布及大小不同或相同。且可以根據冷卻劑流場，分別對三個部件上的流水通孔的孔徑和孔在殼體上的分布進行具體布置，以到達更好的冷卻劑攪混和均流作用。例如，環狀構件的第三通孔可以設置的相對較小一些，以環狀構件作為約束使多一些的冷卻劑流入壓力容器下封頭的底部，使第一殼體對液體的攪混作用更強；而第一殼體上的第一通孔可以設置的比第三通孔孔徑大一點，以減小流量的流通阻力，同時起到抑渦和均流的作用；其次，在設置第二殼體上的第二通孔時，可將其孔徑設置的比第一通孔稍微小一點點，以增強其流量均分的作用。并且對于三個部件上的通孔分布均可以分別設置，以調整其殼體上的通孔分布密度；同時，三個部件上的通孔孔徑的設置不限于以上實施例的描述，可以根據冷卻劑流場以及流量均分需求進行合理的設置孔徑大小。

以上所述僅為本發明的優選實施方式而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。