壓水堆核電廠堆內構件設計準則簡介

備案信息

備案號：2112-1998

本標準規(guī)定了壓水堆核電廠反應堆堆內構件（以下簡稱“堆內構件”）材料、設計、制造和試驗等方面的基本要求。本標準適用于壓水堆核電廠反應堆堆內構件的設計和制造。

功能

①可靠地支承、壓緊和準確地定位燃料組件及其相關組件；②為控制棒提升和下降提供導向，在事故工況下保證控制組件快速插入堆芯；③提供冷卻劑流道，引導冷卻劑進入堆芯，限制旁通流量和減少泄漏量；④合理分配進入堆芯的冷卻劑流量；⑤降低反應堆壓力容器內表面所遭受的快中子注量；⑥為堆芯測量(包括溫度測量和中子注量率測量)部件提供支承和導向；⑦支承和固定反應堆壓力容器材料輻照監(jiān)督裝置。

設計要求

堆內構件設計要滿足堆芯核設計、熱工水力、力學性能和變形等準則的要求。按反應堆設計參數(shù)確定堆芯幾何形狀，實現(xiàn)燃料組件及其相關組件的合理布置，使占總流量90%以上的冷卻劑進入堆芯，并在堆芯中具有合理的流量分布，避免滯流區(qū)和產(chǎn)生強烈的流致振動。對堆內構件中所有的螺釘、螺母、定位銷等連接件，均需采取可靠的防松措施。在堆外設置松動件監(jiān)測系統(tǒng)，以便隨時監(jiān)測堆內構件中的連接件是否松動或脫落。結構設計必須做到：在裝換料和反應堆壓力容器內表面在役檢查時，能進行整體吊裝，并能實現(xiàn)遠距離安全吊裝。堆內構件的對中裝配，應滿足控制棒驅動線的對中要求?？刂瓢魧蚪M件應在冷、熱態(tài)驅動線靜、動水試驗中驗證其可行性和可靠性。堆內構件主體材料為奧氏體不銹鋼，部分材料為鎳基合金。

堆芯上部支承構件

由壓緊板、支承筒、導向筒、堆芯上板、熱電偶接線柱和壓緊彈性環(huán)等構成。支承筒上端與壓緊板、下端與堆芯上板構成剛性結構。導向筒是使控制棒插入堆芯的導向組件，其上部由一定數(shù)量的具有與控制組件相同形狀的開孔法蘭和方筒組成。下部由若干根C形管和雙孔管通過法蘭焊接在一起。上下兩部分由中間法蘭連接成整體。堆芯上板上設有燃料組件定位銷和為導向筒定位的銷孔。在吊籃法蘭與壓緊板之間裝有Z形壓緊彈性環(huán)。當壓力容器頂蓋螺栓擰緊后，壓緊彈性環(huán)受到壓縮，以壓緊吊籃法蘭，同時通過堆芯上部支承構件，將堆芯中所有的燃料組件壓緊，并補償熱態(tài)時熱膨脹引起的軸向差值。

堆芯下部支承構件

由吊籃、圍板、下柵格組件和堆芯下部輔助支承構成。吊籃上法蘭置于反應堆壓力容器內支承臺肩上，承受堆芯的全部重量，并通過四個均布的定位鍵與壓力容器筒體、頂蓋及上部支承構件定位，保證反應堆驅動線孔系的對中。吊籃筒體上配有出水接管與壓力容器的出水管密封環(huán)匹配，利用壓力容器和吊籃不同材料的熱膨脹差而達到熱態(tài)密封。下柵格組件由吊籃底板、流量分配板、堆芯下板和支承柱組成。在堆芯下板上設有燃料組件準確定位用的定位銷和一定數(shù)量的中子注量率測量管的孔道。在堆芯的外圍用不銹鋼板構成的曲折形圍板，通過與其環(huán)向連接的輻板裝于吊籃筒體內壁，將整個堆芯圍住，以保證大部分反應堆冷卻劑通過堆芯。吊籃筒體壁、圍板和所有徑向的水隙都用來減弱中子對反應堆壓力容器的輻照損傷。在吊籃底部還設有輔助支承(亦稱防斷支承)，吊籃跌落時，可依靠該輔助支承的緩沖器吸收吊籃跌落時的沖擊能量，避免反應堆壓力容器受損，且可使控制棒仍保持在堆芯部位，不致于引入過大的反應性。

堆芯測量支承結構

由堆內中子注量率測量、堆芯溫度測量的支承和導向結構組成。探測器一般從反應堆壓力容器頂蓋上進入堆芯或從反應堆壓力容器底部進入堆芯。如果中子注量率探測器由底部進入堆芯，則探測器穿過反應堆壓力容器下封頭接管進入堆內，經(jīng)過輔助支承中的注量率測量導管和下柵格組件上的支承柱導管，最終進入燃料組件的注量率測量導向管中。堆內溫度測量用的熱電偶，由堆芯上部支承構件的熱電偶接線柱引出至壓緊頂板上匯集成幾束，然后穿過反應堆壓力容器頂蓋上的溫度測量管座引向堆外，直至二次儀表。

林紹萱、張明、梁葉佳。