本發(fā)明屬于一體化模塊式壓水堆技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種69堆芯的一體化模塊式壓水堆。

背景技術(shù)：

小型堆具有較高的安全性，但一直面臨經(jīng)濟(jì)性難題。近年來，美國能源部及國際原子能機(jī)構(gòu)提出了反應(yīng)堆模塊化的設(shè)計(jì)概念，試圖通過模塊化的設(shè)計(jì)，在獲得高安全性的同時(shí)，提高中小型反應(yīng)堆應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性。但是，反應(yīng)堆的尺寸和功率比相對(duì)較大，在安全殼形式、非能動(dòng)系統(tǒng)設(shè)施的設(shè)置、換料工藝和模塊的組合布置等方面不盡合理，工程可實(shí)現(xiàn)性差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種69堆芯的一體化模塊式壓水堆，較好的解決了小型反應(yīng)堆安全性和經(jīng)濟(jì)性的矛盾，并具有較好的工程可實(shí)現(xiàn)性。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為：

一種69堆芯的一體化模塊式壓水堆，穩(wěn)壓器、多臺(tái)模塊式蒸汽發(fā)生器、多臺(tái)濕繞組主泵、多組控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)全部內(nèi)置于反應(yīng)堆壓力容器集成為一體化壓水堆模塊；穩(wěn)壓器兼作反應(yīng)堆壓力容器頂蓋，穩(wěn)壓器內(nèi)部設(shè)置有帶空氣夾層的雙層不銹鋼倒帽形復(fù)合結(jié)構(gòu)隔熱板，穩(wěn)壓器內(nèi)部周向均勻水平布置有電加熱元件，電加熱元件位于隔熱板上方；多組內(nèi)置控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用模塊式雙層裝配布置于隔熱板下方及堆芯正上方；堆內(nèi)構(gòu)件位于控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)外側(cè)、反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)部且隔熱板下方；多臺(tái)模塊式蒸汽發(fā)生器周向均勻布置在反應(yīng)堆壓力容器與堆內(nèi)構(gòu)件之間的環(huán)形空間內(nèi)；多臺(tái)內(nèi)置濕繞組主泵的蝸殼及葉輪 周向臥式均勻布置于反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)的模塊式蒸汽發(fā)生器下方，與濕繞組主泵相連的電機(jī)徑向臥式布置于反應(yīng)堆壓力容器外。

所述的堆芯位于控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)正下方，堆芯采用69組活性段高度為2m至2.8m、截面呈17×17方形排列的燃料組件。

本發(fā)明所取得的有益效果為：

本發(fā)明從安全性、經(jīng)濟(jì)性兼顧角度，重點(diǎn)解決現(xiàn)有小型堆經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)，進(jìn)一步提升小型堆的安全性。將一體化、模塊式兩種先進(jìn)理念全新融于小型堆的設(shè)計(jì)。一體化可提高反應(yīng)堆的固有安全性，模塊式可縮短建設(shè)周期，降低造價(jià)，提高制造安裝質(zhì)量。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)工廠模塊化制造、運(yùn)輸及安裝，大幅減少現(xiàn)場的施工量，可縮短建設(shè)周期，降低造價(jià)，提高制造安裝質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)效果十分顯著；本發(fā)明消除了傳統(tǒng)核電廠大失水事故、彈棒事故、主泵軸封失水事故等，大幅提高反應(yīng)堆的固有安全性，理論上可取消場外應(yīng)急，為核能靠近城鎮(zhèn)建設(shè)提供了可能，為提高核能及核動(dòng)力推進(jìn)反應(yīng)堆安全性具有革命性意義；本發(fā)明可提供單堆模塊達(dá)到200MWe級(jí)所需的反應(yīng)堆功率，較好解決小型堆的規(guī)模經(jīng)濟(jì)性。

本發(fā)明取消傳統(tǒng)核電廠反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)主回路管道及波動(dòng)管從而消除大失水事故；內(nèi)置控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)消除彈棒事故；內(nèi)置濕繞組主泵消除傳統(tǒng)核電廠主泵軸封系統(tǒng)及其潛在的失水事故；大幅度提高反應(yīng)堆固有安全性，并便于模塊化制造、運(yùn)輸及安裝。本發(fā)明公開的反應(yīng)堆堆芯采用69組活性段高度為2m至2.8m、截面呈17×17方形排列的燃料組件，可提供單堆模塊達(dá)到200MWe級(jí)所需的反應(yīng)堆功率，較好解決小型堆的規(guī)模經(jīng)濟(jì)性。本發(fā)明使用的內(nèi)置穩(wěn)壓器兼作反應(yīng)堆壓力容器頂蓋，采用帶空氣夾層的雙層不銹鋼倒帽形復(fù)合結(jié)構(gòu)隔熱板和周向均勻水平布置電加熱元件，從而消除傳統(tǒng)核電廠反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)穩(wěn) 壓器波動(dòng)管及其潛在的失水事故。隔熱板隔熱效果好，還可自動(dòng)適應(yīng)穩(wěn)壓器殼體因高溫及內(nèi)壓而產(chǎn)生的徑向變形。本發(fā)明將多臺(tái)模塊式蒸汽發(fā)生器周向均勻布置在反應(yīng)堆壓力容器與堆內(nèi)構(gòu)件之間的環(huán)形空間內(nèi)，結(jié)構(gòu)緊湊，傳熱效率高，可根據(jù)功率需求靈活確定蒸汽發(fā)生器的數(shù)量。本發(fā)明將用于反應(yīng)堆反應(yīng)性控制的多組內(nèi)置控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(CRDM)采用模塊式雙層裝配布置，大幅降低冷卻劑流道阻力，并解決內(nèi)置CRDM安裝檢修難題。本發(fā)明將多臺(tái)內(nèi)置濕繞組主泵的蝸殼及葉輪周向臥式布置于反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)的蒸汽發(fā)生器下方，與主泵相連的電機(jī)徑向臥式布置于反應(yīng)堆壓力容器外，為反應(yīng)堆冷卻劑強(qiáng)迫循環(huán)提供直接的驅(qū)動(dòng)壓頭及所需的冷卻流量，使得冷卻劑循環(huán)流道變短、變直，大幅降低一回路流道阻力及冷卻劑強(qiáng)迫循環(huán)的運(yùn)行能耗。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一體化模塊式壓水堆結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的內(nèi)置穩(wěn)壓器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的內(nèi)置濕繞組主泵結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1、反應(yīng)堆壓力容器；2、穩(wěn)壓器；3、模塊式蒸汽發(fā)生器；4、濕繞組主泵；5、控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；6、隔熱板；7、電加熱元件；8、堆內(nèi)構(gòu)件；9、蝸殼；10、葉輪。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

如圖1—圖3所示，本發(fā)明所述69堆芯的一體化模塊式壓水堆如下：穩(wěn)壓器2、多臺(tái)模塊式蒸汽發(fā)生器3、多臺(tái)濕繞組主泵4、多組控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5全部內(nèi)置于反應(yīng)堆壓力容器1集成為一體化壓水堆模塊；穩(wěn)壓器2兼作反應(yīng)堆壓力容器1頂蓋，穩(wěn)壓器2內(nèi)部設(shè)置有帶空氣夾層的雙層不銹鋼倒帽形復(fù)合結(jié)構(gòu) 隔熱板6，穩(wěn)壓器2內(nèi)部周向均勻水平布置有電加熱元件7，電加熱元件7位于隔熱板6上方。多組內(nèi)置控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5采用模塊式雙層裝配布置于隔熱板6下方及堆芯11正上方。堆內(nèi)構(gòu)件8位于控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5外側(cè)、反應(yīng)堆壓力容器1內(nèi)部且隔熱板6下方。多臺(tái)模塊式蒸汽發(fā)生器3周向均勻布置在反應(yīng)堆壓力容器1與堆內(nèi)構(gòu)件8之間的環(huán)形空間內(nèi)。多臺(tái)內(nèi)置濕繞組主泵4的蝸殼9及葉輪10周向臥式均勻布置于反應(yīng)堆壓力容器1內(nèi)的直流模塊式蒸汽發(fā)生器3下方，與濕繞組主泵4相連的電機(jī)徑向臥式布置于反應(yīng)堆壓力容器1外。堆芯11位于控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5正下方，堆芯11采用69組活性段高度為2m至2.8m、截面呈17×17方形排列的燃料組件。

本實(shí)施例中穩(wěn)壓器2、16臺(tái)模塊式蒸汽發(fā)生器3、6臺(tái)濕繞組主泵4、61組控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5全部內(nèi)置于反應(yīng)堆壓力容器1集成為一體化反應(yīng)堆模塊，消除反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)回路管道及大失水事故，便于模塊化制造、運(yùn)輸及安裝；

本實(shí)施例反應(yīng)堆堆芯采用69組活性段高度為2.65m、截面呈17×17方形排列的燃料組件。

本實(shí)施例中內(nèi)置穩(wěn)壓器2的總?cè)莘e約為20m³，采用帶空氣夾層的雙層不銹鋼倒帽形復(fù)合結(jié)構(gòu)隔熱板6和周向均勻水平布置電加熱元件7共60根，消除傳統(tǒng)的波動(dòng)管。

本實(shí)施例中16臺(tái)模塊式蒸汽發(fā)生器3周向均勻布置在反應(yīng)堆壓力容器1與堆內(nèi)構(gòu)件8之間的環(huán)形空間內(nèi)。反應(yīng)堆壓力容器1內(nèi)徑約為3600mm。

本實(shí)施例中61組內(nèi)置控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5采用模塊式雙層裝配布置，大幅降低冷卻劑流道阻力，并解決內(nèi)置控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝檢修難題。

本實(shí)施例中6臺(tái)內(nèi)置濕繞組主泵4的蝸殼9及葉輪10周向臥式均勻布置于反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)的蒸汽發(fā)生器下方，使得冷卻劑循環(huán)回路變短、變直，大幅 降低一回路流道阻力及冷卻劑強(qiáng)迫循環(huán)的運(yùn)行能耗。單臺(tái)主泵流量約為2622m³/h。