一種適用於倒插式驅動線的堆外試驗承壓容器的製作方法

2023-10-17 05:32:49

本發明涉及反應堆控制技術領域，具體涉及一種適用於倒插式驅動線的堆外試驗承壓容器。

背景技術：

控制棒驅動機構是反應堆控制系統和保護系統的執行機構，是核動力裝置反應堆的關鍵設備之一，通過它帶動控制棒組件在堆芯內上下移動，實現對反應堆反應性的控制，完成反應堆的啟動、功率調節、功率維持、停堆和事故狀態下的安全停堆等，它的性能好壞直接影響反應堆的安全。對於新研製或改進的控制棒驅動線，為了保證反應堆的性能及設計壽命滿足核安全法規及設計要求，必須開展控制棒驅動線驗證試驗，考驗驅動線的運行壽命，為驅動線設計定型和安全評定提供必須的試驗依據。

驅動線試驗容器結構有多種實現方法，例如中國發明專利201310748050.3提供了一種壓水堆驅動線冷態試驗裝置，用於進行模擬控制棒組件落棒特性試驗等試驗。該發明是針對原型堆設計，控制棒驅動線布置於反應堆頂部，而大部分試驗堆及生產堆的控制棒驅動機構布置於反應堆底部，因而該發明無法用於上述堆型的控制棒驅動機構的試驗。又如中國發明專利201310454835.X提供的一種核電廠控制棒驅動線冷態試驗裝置和試驗方法，該裝置主要由承壓筒體、導向組件、燃料組件、控制棒組件和驅動機構等組成；該裝置仍然採用驅動機構承壓容器頂部安裝的方式，對於結構完全不同的承壓容器底部安裝驅動機構的方式而言，並不適用。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是：現有驅動機構承壓容器頂部安裝驅動線的方式不適用於大部分試驗堆及生產堆的控制棒驅動機構布置的問題，目的在於提供一種適用於倒插式驅動線的堆外試驗承壓容器，使其符合大部分試驗堆及生產堆的控制棒驅動機構布置的問題。

本發明通過下述技術方案實現：

一種適用於倒插式驅動線的堆外試驗承壓容器，包括承壓容器本體，以及設置在承壓容器本體底端且用於控制棒驅動線倒插入承壓容器本體內的偏心管座組件。

反應堆控制棒驅動線一般由運動部件和支承導向部件構成。運動部件包括控制棒驅動機構(簡稱CRDM)的絲槓部件、可拆接頭組件、控制棒組件，支承導向部件包括CRDM的耐壓殼部件、轉子部件、彈簧部件以及導向組件、燃料組件中導向管。反應堆壓力容器頂蓋組件、壓緊組件、吊籃組件分別對CRDM、導向組件、燃料組件起支承和定位作用，燃料組件則為導向管提供定位和固定，壓力容器筒體組件為吊籃組件和壓緊組件提供支承和定位。

本發明通過上述結構的設置，即可有效適用於大部分試驗堆及生產堆的控制棒驅動機構的布置，符合試驗需求。

由於現有常規的控制棒驅動線均是布置於反應堆壓力試驗承壓容器的頂部，考慮到中國工程試驗堆的輻照需求，如果設計將控制棒驅動線倒插式布置於反應堆壓力容器底部，會導致驅動線堆外試驗承壓容器較以往驅動線承壓容器的結構如導向組件、定位及支撐結構等完全不同，承壓容器需要為試驗本體提供承壓邊界，並且試驗件、內部構件都需要安裝在該承壓容器內。因此，設計出適用於倒插式驅動線的堆外試驗承壓容器具有很大的難度。

因而，本發明優化了承壓容器本體的結構，本發明中所述承壓容器本體包括從上至下順次連接的一節以上的筒體組件，承壓容器本體上設置頂部進口接管和側向出口接管；相鄰兩節筒體組件之間通過法蘭組件連接；所述偏心管座組件安裝在最下方的筒體組件上。

進一步，所述筒體組件的數量為五節，分別為筒體組件I、筒體組件II、筒體組件III、筒體組件IV和筒體組件V，所述頂部進口接管位於筒體組件I上，側向出口接管位於筒體組件IV上。

由於驅動機構承壓容器頂部安裝模擬的反應堆堆型的介質流動方向、模擬的主管道(流入、流出)與堆芯接口的位置等等重要模擬參數完全不同。並且，驅動線的控制棒組件、連接用的堆內構件及驅動機構運行部件均需要安裝於承壓容器本體內。因而，通過本發明中承壓容器本體採用分段式結構的設置，其不僅僅能解決模擬試驗件長短可變的問題，而且還能滿足安裝方式不同的承壓容器底部安裝試驗件的試驗需求，效果十分顯著。

更進一步地，所述法蘭組件包括設置在上節的筒體組件下方的下法蘭，設置在下節的筒體組件上方的上法蘭，設置在上法蘭上的密封槽，安裝在密封槽內的O形圈，以及設置在下法蘭與上法蘭用於保證相鄰兩節筒體組件的同軸度的定位銷孔。

根據倒插式驅動線安裝原理及特性，本發明設計了適用於各式倒插式驅動線底部安裝的分段式承壓容器本體，承壓容器本體的各段之間採用法蘭組件和螺栓連接，密封面硬配合且設有O形圈，保證實現水平度的同時封閉容器。相連段的筒體組件之間的同軸度通過配置的定位銷孔嚴格控制。因而通過上述結構的優化設置，實現了分段的承壓容器本體密封的同時，保證了承壓容器本體的水平度及同軸度，效果更加顯著。

進一步，所述偏心管座組件包括通過螺栓安裝在承壓容器本體底端的定位座，安裝在定位座上可旋轉的偏心管座，設置在偏心管座上的腰形孔，穿過腰形孔且用於限制偏心管座旋轉範圍的螺栓，設置在偏心管座上且用於限定旋轉位置的定位銷釘。

更進一步地，所述螺栓穿過腰形孔固定在定位座上，該偏心管座上還設置有定位銷孔，該定位銷釘穿過定位銷孔固定在定位座上。

通過上述的優化設置，通過旋轉偏心管座實現與承壓容器本體的錯對中關係，並且通過定位銷釘的設置可實現試驗不同錯對中值的要求，因而，偏心管座與承壓容器本體之間可實現錯對中值可調節的目的，進而滿足堆外試驗的錯對中範圍的覆蓋。

本發明與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果：

1、本發明可有效適用於大部分試驗堆及生產堆的控制棒驅動機構的布置，符合試驗需求；

2、本發明中承壓容器本體採用分段式結構的設置，其不僅僅能解決模擬試驗件長短可變的問題，而且還能滿足安裝方式不同的承壓容器底部安裝試驗件的試驗需求，效果十分顯著；

3、本發明可實現偏心管座與承壓容器本體之間錯對中值可調節的目的，進而滿足堆外試驗的錯對中範圍的覆蓋；

4、本發明設計合理，成本較低，使用方便，適用性強。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，並不構成對本發明實施例的限定。在附圖中：

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為本發明中偏心管座組件位置處的結構示意圖。

圖3為倒插式控制棒驅動線的安裝於本發明後的結構示意圖。

附圖中標記及對應的零部件名稱：

1-承壓容器本體，2-偏心管座組件，3-控制棒組件，4-堆內構件，5-驅動機構；

11-筒體組件I，12-筒體組件II，13-筒體組件III，14-筒體組件IV，15-筒體組件V；

21-定位座，22-偏心管座，23-螺栓，24-定位銷釘。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本發明作進一步的詳細說明，本發明的示意性實施方式及其說明僅用於解釋本發明，並不作為對本發明的限定。

實施例

一種適用於倒插式驅動線的堆外試驗承壓容器，包括承壓容器本體1，以及設置在承壓容器本體1底端且用於控制棒驅動線倒插入承壓容器本體1內的偏心管座組件2。

本實施例中，所述承壓容器本體1包括從上至下順次連接筒體組件I、筒體組件II、筒體組件III、筒體組件IV和筒體組件V，所述頂部進口接管位於筒體組件I上，側向出口接管位於筒體組件IV上，如圖1所示。試驗時，工作介質從筒體組件I的頂部進口接管流入承壓容器本體內，經過導向管從位於筒體組件IV的側向出口接管流出。

相鄰兩節筒體組件之間通過法蘭組件連接，該法蘭組件包括設置在上節的筒體組件下方的下法蘭，設置在下節的筒體組件上方的上法蘭，設置在上法蘭上的密封槽，安裝在密封槽內的O形圈，以及設置在下法蘭與上法蘭用於保證相鄰兩節筒體組件的同軸度的定位銷孔。

本實施例中該偏心管座組件2包括通過螺栓安裝在承壓容器本體1底端的定位座21，安裝在定位座21上可旋轉的偏心管座22，設置在偏心管座22上的腰形孔，穿過腰形孔且用於限制偏心管座22旋轉範圍的螺栓23，設置在偏心管座22上且用於限定旋轉位置的定位銷釘24，如圖2所示。本實施例中進行錯中對位時，使偏心管座22在腰形孔範圍內旋轉，在旋轉到特定錯對中點後通過打入定位銷釘24進行定位，隨後擰緊定位座21與偏心管座22的螺栓23得以固定；所述腰形孔圍繞偏心管座22一周設置。

本實施例中該驅動線的控制棒組件3、連接用的堆內構件4及驅動機構5的運行部件均安裝於承壓容器本體1內，僅驅動機構的電機裸露於承壓容器底部，具體連接關係如圖3所示。本發明裝置的具體安裝方式如下：

1、用螺栓和定位銷釘將帶對中靶標的偏心管座組件與筒體組件V連接：

2、在筒體組件V的四周設置斜鐵，將筒體組件V就位於試驗臺架上；

3、筒體組件V調水平，要求筒體組件V的法蘭上表面水平度；

4、將模擬柵格板、模擬緩衝板安裝於筒體組件IV上，並將筒體組件IV安裝於筒體組件V上；

5、通過筒體組件V下部塞片法微調筒體組件IV的法蘭上表面水平；

6、將光學測微準直儀就位，調整水平及對靶標中心；

7、依次對焦偏心管座靶標、模擬柵格板靶標及模擬緩衝板靶標，根據讀數偏差情況，通過筒體組件V下部塞片法微調；

8、對中滿足要求後，點焊筒體組件V的法蘭使其與試驗臺架固定牢靠，拆開筒體組件IV，取出模擬柵格板及模擬緩衝板中的靶標，取出偏心管座靶標即可。

以上所述的具體實施方式，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施方式而已，並不用於限定本發明的保護範圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。