本實用新型涉及核電領域，更具體地說，涉及一種緊湊型壓水反應堆。

背景技術：

核電作為清潔能源，已經被廣泛的建設應用。在傳統的核電站中，如壓水堆核電站，通常包括壓力容器、蒸汽發生器、主泵、穩壓器等主設備。在現有技術中，由于核電站的建設場地充足、規模較大，壓力容器、蒸汽發生器、主泵之間通常都是通過長管道進行連接，設備進、出口均需設置連接管嘴。整個設備布置的間距較大，管道較長，所以設備占用空間較大。

在核電站運行過程中，需要由主管道來實現主冷卻劑在核蒸汽供應系統中的循環流動。它是構成反應堆一回路循環流道的重要組成部分。一回路主冷卻劑通過主管道、壓力容器、蒸汽發生器、主泵等構成的封閉環路形成穩定流暢的流道，持續帶走堆芯熱量，并將熱量傳遞給二次側水產生需要的熱蒸汽。

然而，隨著用電的分散需求的增加，大型核電站的建設逐漸的被限制，慢慢的需要更多的小型化核電站。在小型化核電站中，由于小型化的限制，各主設備之間如果仍使用主管道、連接管嘴的結構進行連接，勢必造成尺寸過大，無法適用需求。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題在于，提供一種改進的緊湊型壓水反應堆。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種緊湊型壓水反應堆，包括主泵、蒸汽發生器、壓力容器；所述壓力容器包括加熱流道以及連通所述加熱流道的回流流道；所述蒸汽發生器包括換熱流道；所述主泵包括進流流道以及加壓輸出流道；所述蒸汽發生器內設有與所述換熱流道隔絕的第一連通通道；

所述緊湊型壓水反應堆還包括連通所述蒸汽發生器和壓力容器的第一雙層套管結構、以及連通所述主泵和蒸汽發生器的第二雙層套管結構；

所述第一雙層套管結構包括相互隔離的第一通道、第二通道；所述第二雙層套管結構包括相互隔離的第三通道、第四通道；

所述加熱流道、第一通道、換熱流道、第四通道、進流流道、加壓輸出流道、第三通道、第一連通通道、第二通道和回流流道依次連通，形成工質的循環回路。

優選地，所述第一雙層套管結構包括第一內管和套設在所述第一內管外的第一外管，所述第一內管內形成所述第一通道、所述第一內管外壁面和所述第一外管內壁面間形成所述第二通道；

所述第二雙層套管結構包括第二內管和套設在所述第二內管外的第二外管，所述第二內管內形成所述第三通道，所述第二內管外壁面和所述第二外管內壁面間形成所述第四通道。

優選地，所述第一外管包括第一管段、第二管段，所述第一管段設置在所述蒸汽發生器上，所述第二管段設置在所述壓力容器上，所述第一管段、第二管段拼接后連接，且拼接的端面密封；

所述第二外管包括第五管段、第六管段，所述第五管段設置在所述主泵上，所述第六管段設置在所述蒸汽發生器上，所述第五管段、第六管段拼接后連接，且拼接的端面密封。

優選地，所述第一管段、第六管段與所述蒸汽發生器為一體結構，所述第二管段與所述壓力容器為一體結構，所述第五管段與所述主泵為一體結構。

優選地，所述第一內管包括分別由所述第一外管的兩端插入到所述第一外管內拼接的第三管段、第四管段，所述第三管段、第四管段兩相對的端部之間插接后密封配合；

所述第二內管包括分別由所述第二外管的兩端插入到所述第二外管內拼接的第七管段、第八管段，所述第七管段、第八管段兩相對的端部之間插接后密封配合。

優選地，所述第一外管的內壁上設有第一定位部，所述第三管段、第四管段的外壁面上設有與所述第一定位部對應卡合實現側向定位的第一插接部；

第二外管的內壁上設有第二定位部，所述第七管段、第八管段的外壁面上設有與所述第二定位部對應卡合實現側向定位的第二插接部。

優選地，所述第三管段、第八管段與所述蒸汽發生器固定連接；

所述第四管段與所述壓力容器可拆卸連接，所述第七管段與主泵可拆卸連接。

本實用新型還構造一種緊湊型壓水反應堆，包括主泵、蒸汽發生器、壓力容器，所述壓力容器包括加熱流道以及連通所述加熱流道的回流流道；所述蒸汽發生器包括換熱流道；所述主泵包括進流流道以及加壓輸出流道；所述壓力容器內設有與所述加熱流道、回流流道隔絕的第二連通通道；

所述緊湊型壓水反應堆還包括連通所述蒸汽發生器和壓力容器的第一雙層套管結構、以及連通所述主泵和壓力容器的第二雙層套管結構；

所述第一雙層套管結構包括相互隔離的第一通道、第二通道；所述第二雙層套管結構包括相互隔離的第三通道、第四通道；

所述換熱流道、第二通道、第二連通通道、第三通道、進流流道、加壓輸出流道、第四通道、回流流道、加熱流道、第一通道和依次連通，形成工質的循環回路。

優選地，所述第一雙層套管結構包括第一內管和套設在所述第一內管外的第一外管，所述第一內管內形成所述第一通道、所述第一內管外壁面和所述第一外管內壁面間形成所述第二通道；

所述第二雙層套管結構包括第二內管和套設在所述第二內管外的第二外管，所述第二內管內形成所述第三通道，所述第二內管外壁面和所述第二外管內壁面間形成所述第四通道。

優選地，所述第一外管包括第一管段、第二管段，所述第一管段設置在所述壓力容器上，所述第二管段設置在所述蒸汽發生器上，所述第一管段、第二管段拼接后連接，且拼接的端面密封；

所述第二外管包括第五管段、第六管段，所述第五管段設置在所述主泵上，所述第六管段設置在所述壓力容器上，所述第五管段、第六管段拼接后連接，且拼接的端面密封。

優選地，所述第一管段、第六管段與所述壓力容器為一體結構，所述第二管段與所述蒸汽發生器為一體結構，所述第五管段與所述主泵為一體結構。

優選地，所述第一內管包括分別由所述第一外管的兩端插入到所述第一外管內拼接的第三管段、第四管段，所述第三管段、第四管段兩相對的端部之間插接后密封配合；

所述第二內管包括分別由所述第二外管的兩端插入到所述第二外管內拼接的第七管段、第八管段，所述第七管段、第八管段兩相對的端部之間插接后密封配合。

優選地，所述第一外管的內壁上設有第一定位部，所述第三管段、第四管段的外壁面上設有與所述第一定位部對應卡合實現側向定位的第一插接部；

第二外管的內壁上設有第二定位部，所述第七管段、第八管段的外壁面上設有與所述第二定位部對應卡合實現側向定位的第二插接部。

優選地，所述第三管段、第八管段與所述壓力容器固定連接；

所述第四管段與所述蒸汽發生器可拆卸連接，所述第七管段與主泵可拆卸連接。

實施本實用新型的緊湊型壓水反應堆，具有以下有益效果：本實用新型緊湊型壓水反應堆的主泵、蒸汽發生器、壓力容器各主設備之間采用雙層套管結構，減少了各個主設備之間的距離，使小型堆結構更加緊湊，便于整體支撐的設計。同時，大幅縮短了一回路系統的主管道長度，降低了主冷卻劑在一回路系統循環過程中的熱損失，也使整個一回路系統更加緊湊。進一步地，采用雙層套管結構的反應堆可實現整體起吊安裝，相對大堆分設備分別就位并最后焊接的模式更加高效快捷。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中：

圖1是本實用新型實施例中的緊湊型壓水反應堆的結構示意圖；

圖2是圖1中的第一雙層套管結構與蒸汽發生器、壓力容器的連接結構示意圖；

圖3是圖2中的第二雙層套管結構與主泵、蒸汽發生器的連接結構示意圖；

圖4是本實用新型實施例中的緊湊型壓水反應堆的回路內冷卻劑的流通示意圖；

圖5是本實用新型另一實施例中的緊湊型壓水反應堆的主泵、壓力容器、蒸汽發生器依次連接時的回路內冷卻劑的流通示意圖。

具體實施方式

為了對本實用新型的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖詳細說明本實用新型的具體實施方式。

如圖1所示，本實用新型一個優選實施例中緊湊型壓水反應堆包括主泵1、蒸汽發生器2、壓力容器3，也可分別為蒸汽發生器2、壓力容器3。壓力容器 3包括加熱流道31以及連通加熱流道31的回流流道32；蒸汽發生器2包括換熱流道21；主泵1包括進流流道11以及加壓輸出流道12；蒸汽發生器2內設有與換熱流道21隔絕的第一連通通道23。

緊湊型壓水反應堆還包括連通蒸汽發生器2和壓力容器3的第一雙層套管結構4、連通主泵1和蒸汽發生器2的第二雙層套管結構5；第一雙層套管結構4包括相互隔離的第一通道A、第二通道B；第二雙層套管結構5包括相互隔離的第三通道C、第四通道D。

加熱流道31、第一通道A、換熱流道21、第四通道D、進流流道11、加壓輸出流道12、第三通道C、第一連通通道23、第二通道B和回流流道32依次連通，形成工質的循環回路，在主泵1提供冷卻劑循環動力時，讓冷卻劑沿循環回路循環流通。

核反應堆的各主設備之間采用雙層套管結構，減少了各個主設備之間的距離，使小型堆結構更加緊湊，便于整體支撐的設計。同時，大幅縮短了一回路系統的主管道長度，降低了主冷卻劑在一回路系統循環過程中的熱損失，也使整個一回路系統更加緊湊。進一步地，采用雙層套管結構的反應堆可實現整體起吊安裝，相對大堆分設備分別就位并最后焊接的模式更加高效快捷。

如圖2所示，第一雙層套管結構4包括第一內管41和套設在第一內管41 外的第一外管42，第一內管41內形成第一通道A、第一內管41外壁面和第一外管42內壁面間形成第二通道B。

如圖3所示，第二雙層套管結構5包括第二內管51和套設在第二內管51 外的第二外管52，第二內管51內形成第三通道C，第二內管51外壁面和第二外管52內壁面間形成第四通道D。

第一外管42、第二外管52分別套設在第一內管41、第二內管51外，第一內管41、第二內管51內的流體的溫度通常高于第二通道B、第四通道D內的流體溫度，容易出現破裂事故。在第一內管41、第二內管51發生管道破裂的情況下，第一外管42、第二外管52可作為第二道防護，避免帶有放射性物質的冷卻劑等流到反應堆外，消除了主管道的大破口事故的可能性，提高了安全性。

如圖2所示，在一些實施例中，第一外管42包括第一管段421、第二管段422，第一管段421設置在蒸汽發生器2上，第二管段422設置在壓力容器 3上，第一管段421、第二管段422拼接后連接，且拼接的端面密封。蒸汽發生器2、壓力容器3上分別設有與第一管段421、第二管段422對應的開孔。

優選地，第一管段421、第二管段422分別與蒸汽發生器2、壓力容器3 為一體結構，進一步地，第一管段421、第二管段422分別由蒸汽發生器2、壓力容器3上開孔位置的管嘴形成，可以減少蒸汽發生器2、壓力容器3上的開孔數量，大大降低設備加工制作難度，便于加工制造和開孔補強設計，減小制造周期。同時，也減少了第一外管42的環焊縫數量，也避免了傳統壓水堆中主管道安全端焊接的難題，改善了焊縫的機械性能，從而減少了現場安裝工作量，可以實現工廠預制反應堆模塊，然后將反應堆整體運輸到廠址處，直接吊裝，減少了現場裝配流程及費用，降低了投資成本。

第一內管41包括分別由第一外管42的兩端插入到第一外管42內拼接的第三管段411、第四管段412，第三管段411、第四管段412兩相對的端部之間插接后密封配合。第一外管42的內壁上設有第一定位部423，第三管段411、第四管段412的外壁面上設有與第一定位部423對應卡合實現側向定位的第一插接部413，在第三管段411、第四管段412插入后保證不會產生側向移動。

第一內管41分段設置，可以讓第三管段411、第四管段412從兩端安裝到第一外管42內，且第三管段411、第四管段412通過可拆結構與第一外管 42或相鄰設備內的構件相連，便于拆裝檢修。進一步地，第三管段411、第四管段412兩相對的端部之間設有相互密封的密封機構，避免拼接位置出現泄漏。

第三管段411的內端面與第四管段412的內端面之間留有間隙，以允許第一內管41在軸向方向的變形，消除熱應力。當第一外管42材質的熱線膨脹率比第三管段411、第四管段412的小時，在第三管段411、第四管段412安裝完畢后，端面接頭處存在一個安裝間隙，可以滿足管道一定溫度下第一內管 41相對于第一外管42產生額外的軸向膨脹，間隙的大小可根據應用場合任意調節。

同理，當第一外管42材質的熱線膨脹率比第三管段411、第四管段412 的大時，還可以在安裝完畢后完全壓緊，讓端面接頭處的間隙為零。在一定溫度下，第三管段411、第四管段412之間可以產生間隙，滿足第一內管41相對于第一外管42產生額外的軸向收縮。以上兩種情況下消除管道熱應力，具有熱補償作用，可實現第一內管41發生一定軸向熱膨脹位移的工況下能消除額外熱應力，有效消除了端部連接法蘭應力過大的問題，保證密封結構功能性。

利用第三管段411、第四管段412插接配合的結構方式，在便于第三管段 411、第四管段412拆裝的同時，還可在插接位置上設置多種密封結構形式，實現插接位置的密封，插接位置的密封結構也便于更換，利于電站后期的運行維護。

如圖3所示，進一步地，第二外管52包括第五管段521、第六管段522，第五管段521設置在主泵1上，第六管段522設置在蒸汽發生器2上，第五管段521、第六管段522拼接后連接，且拼接的端面密封。主泵1和蒸汽發生器 2上分別設有與第五管段521、第六管段522對應的開孔。

優選地，第五管段521、第六管段522分別與主泵1、蒸汽發生器2為一體結構，進一步地，第五管段521、第六管段522分別有主泵1、壓力容器3 上開孔位置的管嘴形成，可以減少主泵1、蒸汽發生器2上的開孔數量，大大降低設備加工制作難度，便于加工制造和開孔補強設計，減小制造周期。同時，也減少了第二外管52的環焊縫數量，也避免了傳統壓水堆中主管道安全端焊接的難題，改善了焊縫的機械性能，從而減少了現場安裝工作量，可以實現工廠預制反應堆模塊，然后將反應堆整體運輸到廠址處，直接吊裝，減少了現場裝配流程及費用，降低了投資成本。

第二內管51包括分別由第二外管52的兩端插入到第二外管52內拼接的第七管段511、第八管段512，第七管段511、第八管段512兩相對的端部之間插接后密封配合。第二外管52的內壁上設有第二定位部523，第七管段511、第八管段512的外壁面上設有與第二定位部523對應卡合實現側向定位的第二插接部513，在第七管段511、第八管段512插入后不會產生側向移動。

第二內管51分段設置，可以讓第七管段511、第八管段512從兩端安裝到第二外管52內，且第七管段511、第八管段512通過可拆結構與第二外管 52或相鄰設備內的構件相連，便于拆裝檢修。進一步地，第七管段511、第八管段512兩相對的端部之間設有相互密封的密封機構，避免拼接位置出現泄漏。第七管段511與主泵1可拆卸連接。第八管段512與蒸汽發生器2固定連接

第七管段511的內端面與第八管段512的內端面之間留有間隙，以允許第二內管51在軸向方向的變形，消除熱應力。當第二外管52材質的熱線膨脹率比第七管段511、第八管段512的小時，在第七管段511、第八管段512安裝完畢后，端面接頭處存在一個安裝間隙，可以滿足管道一定溫度下第二內管 51相對于第二外管52產生額外的軸向膨脹，間隙的大小可根據應用場合任意調節。

同理，當第二外管52材質的熱線膨脹率比第七管段511、第八管段512 的大時，還可以在安裝完畢后完全壓緊，讓端面接頭處的間隙為零。在一定溫度下，第七管段511、第八管段512之間可以產生間隙，滿足第二內管51相對于第二外管52產生額外的軸向收縮。以上兩種情況下消除管道熱應力，具有熱補償作用，可實現第二內管51發生一定軸向熱膨脹位移的工況下能消除額外熱應力，有效消除了端部連接法蘭應力過大的問題，保證密封結構功能性。

利用第七管段511、第八管段512插接配合的結構方式，在便于第七管段 511、第八管段512拆裝的同時，還可在插接位置上設置多種密封結構形式，實現插接位置的密封，插接位置的密封結構也便于更換，利于電站后期的運行維護。

優選地，由于蒸汽發生器2內有大量的管束，為了避免在拆裝第一內管 41或第二內管51過程中反復吊起管束，與蒸汽發生器2對應的第一內管41、第二內管51的管段在從蒸汽發生器2對應的容腔內安裝到對應的第一外管 42、第二外管52內，并與蒸汽發生器2對應的腔室采用焊接等方式固定安裝，在后續檢修過程中不對與蒸汽發生器2對應的管段拆裝。當然，與蒸汽發生器 2對應的第一內管41、第二內管51的管段也可與蒸汽發生器2可拆卸連接。

結合圖1、圖4所示，在一些實施例中，對應的，第三管段411、第八管段512分別由蒸汽發生器2內插入第一內管41、第二內管51，并與蒸汽發生器2固定連接，第四管段412、第七管段511分別由壓力容器3、主泵1內插入第一外管42、第二外管52，并分別與壓力容器3、主泵1連接。優選地，第四管段412、第七管段511分別與壓力容器3、主泵1可拆卸連接，便于檢修維護。

在緊湊型壓水反應堆工作時，主泵1使冷卻劑由第一連通通道23進入到壓力容器3，先由上向下經回流流道32流經反射層和熱屏后達到下堆腔，再向上流動經過加熱流道31的堆芯加熱后帶走堆芯的熱量通過第一雙層套管結構4的第一通道A進入到蒸汽發生器2，先向上再向下流過換熱流道21，將熱量傳遞給蒸汽發生器2內流動的二回路水，二回路水被加熱為過熱蒸汽，換熱后的反應堆冷卻劑通過第二雙層套管結構5的第四通道D進入主泵1，經主泵 1加壓后再通過第二雙層套管結構5的第三通道C、第一連通通道23以及第一雙層套管結構4的第一通道A返回壓力容器3，實現持續穩定將堆芯熱量帶出至蒸汽發生器2的功能。

如圖5所示，在其他實施例中，緊湊型壓水反應堆的主泵1、蒸汽發生器2和壓力容器3的連接方式為，第一雙層套管結構4連通蒸汽發生器2和壓力容器3、以及第二雙層套管結構5連通主泵1和壓力容器3，第一雙層套管結構4、第二雙層套管結構5的結構可以與上一實施例中的結構相同。進一步地，壓力容器3內設有與加熱流道31、回流流道32隔絕的第二連通通道33。

換熱流道21、第二通道B、第二連通通道33、第三通道C、進流流道11、加壓輸出流道12、第四通道D、回流流道32、加熱流道31、第一通道A和依次連通，形成工質的循環回路。

在緊湊型壓水反應堆工作時，主泵1使冷卻劑由第二雙層套管結構5的第四通道D進入到壓力容器3，先由上向下經回流流道32流經反射層和熱屏后達到下堆腔，再向上流動經過加熱流道31的堆芯加熱后帶走堆芯的熱量通過第一雙層套管結構4的第一通道A進入到蒸汽發生器2，先向上再向下流過換熱流道21，將熱量傳遞給蒸汽發生器2內流動的二回路水，二回路水被加熱為過熱蒸汽，換熱后的反應堆冷卻劑通過第一雙層套管結構4的第二通道B、壓力容器3的第二連通通道33以及第二雙層套管結構5的第三通道C返回主泵1，再由主泵1加壓后由第二雙層套管結構5的第四通道D進入到壓力容器 3，實現持續穩定將堆芯熱量帶出至蒸汽發生器2的功能。

緊湊型緊湊型壓水反應堆可搭載不同平臺，應用于陸上或海上多種場景，適應多種環境要求。如緊湊型緊湊型壓水反應堆可放置在船體平臺運至海洋特定位置，為海上資源開采平臺提供熱電水聯供；可運至海島附近，為海島提供生活所需能源；也可以放置在陸上核電站廠址內，為偏遠地區或有冬季供暖需求的地區提供電、熱等能源供應。

可以理解地，上述各技術特征可以任意組合使用而不受限制。

以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內。