理论教育 压水堆本体结构及堆芯组件的控制方法

压水堆本体结构及堆芯组件的控制方法

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:压水堆本体包括堆芯、堆内构件、压力容器和控制棒驱动机构,其结构如图7-3所示。图7-3压水堆本体结构1.堆芯堆芯由燃料组件、控制组件、可燃毒物组件及中子源组件等组成。堆芯测量支撑结构由堆内中子注量率测量、堆芯温度测量的支撑和导向结构组成。压水堆核电厂的控制棒驱动机构普遍采用磁力提升式驱动机构,其结构如图7-7所示。

压水堆本体结构及堆芯组件的控制方法

压水堆本体包括堆芯、堆内构件、压力容器控制棒驱动机构,其结构如图7-3所示。

图7-3 压水堆本体结构

1.堆芯

堆芯由燃料组件、控制组件、可燃毒物组件及中子源组件等组成。

燃料组件由燃料元件、定位格架和组件骨架等部件组成。图7-4为大亚湾核电厂的燃料组件及元件的结构图。燃料元件是产生核裂变并释放热量的部件。定位格架是使燃料元件分隔和定位的重要构件。它是采用镍基合金或锆合金条带、镍基合金弹簧夹的双金属定位格架。格架对燃料元件既有一定夹紧力又允许燃料元件轴向自由膨胀。燃料组件骨架由24根控制棒导向管、1根中子注量测量管与上下管座焊接而成。骨架结构使264根细长的燃料元件形成一个整体,承受整个组件的重量和控制棒下落时的冲击力,并保证控制棒运动的畅通。

大约1/3的燃料组件的控制棒导向管是为控制棒组件占据的。控制棒组件分两类:一类由24根带吸收剂的棒束组成,称为黑棒束组件;另一类灰棒束组件。吸收能力强的黑棒组件用作安全棒,灰棒作为调节棒使用。

可燃毒物棒由装在不锈钢包壳管中的含硼玻璃管组成,用于抵消新堆芯第一次装料大部分过剩后备反应性。

中子源组件包括初级中子源组件和次级中子源组件,用于提高反应堆启动时的中子注量率水平,以使源量程核测仪器能可靠地测出中子注量率水平,从而保证反应堆安全启动。

2.堆内构件

堆内构件包括堆芯上部支撑构件、堆芯下部支撑构件、堆芯测量支撑结构。

堆芯上部支撑是由一个堆芯上栅格板、堆芯上部支撑筒、导向管支撑板和控制棒束导向管等组成的组合件,其作用是为燃料组件提供上部的定位,并为控制棒组件提供导向,其结构如图7-5所示。

堆芯下部支撑构件由吊篮、围板、下栅格组件和堆芯下部辅助支撑构成,其结构如图7-6所示。

堆芯测量支撑结构由堆内中子注量率测量、堆芯温度测量的支撑和导向结构组成。

图7-4 大亚湾核电厂的燃料组件和燃料元件(www.daowen.com)

图7-5 堆芯上部支撑结构

1—导向管支撑板;2—压紧弹簧;3—堆芯上栅格板;4—堆芯围板;5—导向管;6、7、8—支撑柱;9—定位销;10—吊篮;11—热屏;12—出口接管;13—吊篮支撑凸台

图7-6 堆芯下部支撑结构

3.反应堆压力容器

反应堆压力容器的作用是容纳和支撑堆芯及堆内构件;为冷却剂管道提供连接条件,以保证堆芯冷却;同时为控制棒驱动机构及堆内测量提供安装接管座和管嘴。

图7-7 磁力提升式控制棒传动机构

1、6、13、19—磁通环;2—提升线圈;3、7—抓钩线圈;4、14—衔铁复位弹簧;5、9—抓钩拉杆;8—抓钩复位弹簧;10—驱动轴;11—抓钩;12—衔铁;15—抓钩极;16—移动抓钩衔铁;17—移动抓钩;18—提升衔铁;20—提升极;21—导管

反应堆压力容器由圆柱形筒身及带有法兰的球形顶盖组成。筒身与顶盖用螺栓连接,并用金属O形环密封,同时设有监漏系统。

反应堆压力容器本体材料属低碳钢,与冷却剂接触表面堆焊一层5mm厚的不锈钢。

4.控制棒驱动机构

控制棒驱动机构是反应堆的重要动作部件,通过它的动作带动控制棒组件在堆芯内上下抽插,以实现反应堆的启动、功率调节、停堆和事故情况下的安全控制。

压水堆核电厂的控制棒驱动机构普遍采用磁力提升式驱动机构,其结构如图7-7所示。它一般由五个部件组成:磁轭部件、耐压壳部件、内部部件、驱动轴部件及位置指示器部件。

控制棒驱动机构安装在反应堆压力容器顶盖管座上,通过耐压壳部件的密封壳与压力容器管座螺纹连接,并用Ω形密封焊接,装拆时用专用的Ω形密封切割机、焊接机进行自动切割和焊接。运行期间机构外部用空气冷却,耐压壳部件内充满一回路高温高压水,驱动机构的驱动轴在密封水内上下运动。

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