蒸汽發(fā)生器水室封頭結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及壓水堆核電站蒸汽發(fā)生器領(lǐng)域，尤其涉及一種采用套管進行連接的立式自然循環(huán)蒸汽發(fā)生器的水室封頭結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]核電的使用是人類在能源利用史上的一個重大突破，利用原子核的裂變反應，能夠產(chǎn)生其他所有傳統(tǒng)化石能源所無法比擬的高能量輸出，并且這些高能量輸出往往只需要耗費少量的核燃料，這種低投入高產(chǎn)出的特性，使得人類日益重視對核能的利用，并不斷加大在核能領(lǐng)域的研宄開發(fā)，時至今日，核能已成為世界上許多國家的重要能源組成部分。
[0003]在壓水堆核電站中，蒸汽發(fā)生器是核島內(nèi)的三大設備之一，是連接一回路系統(tǒng)、二回路系統(tǒng)的樞紐。其中，一回路系統(tǒng)至少包括反應堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器及連接于兩者之間的主管道熱段、主管道冷段，主管道冷段還設有主泵。反應堆堆芯因核燃料裂變產(chǎn)生的巨大熱能加熱給水，高溫高壓的給水把反應堆堆芯產(chǎn)生的熱能帶出反應堆壓力容器并進入蒸汽發(fā)生器，當給水通過蒸汽發(fā)生器時，通過數(shù)以千計的傳熱管把熱量傳給管外的二回路給水，釋放熱量后的給水又被主泵送回反應堆壓力容器，給水不斷地在密閉的一回路內(nèi)循環(huán)。
[0004]根據(jù)產(chǎn)生蒸汽的品質(zhì)，蒸汽發(fā)生器分為自然循環(huán)蒸汽發(fā)生器及直流蒸汽發(fā)生器。目前普遍采用的立式自然循環(huán)蒸汽發(fā)生器是通過較長的主管道與堆芯壓力容器、主泵相連接，連接于壓力容器、主泵與蒸汽發(fā)生器之間的主管道占據(jù)了較大空間，因此反應堆主設備之間的布局不夠緊湊，不利于海上應用等空間受限的布置場合，且存在主管道破裂的風險。
[0005]另外，為與主管道連接，蒸汽發(fā)生器的下封頭上開設有兩個主管道接口 ；且下封頭上還開設兩個人孔，以便工作人員進入水室對相關(guān)結(jié)構(gòu)進行檢查、維護。這樣一來，下封頭上一般至少要開設四個尺寸相對較大的孔，下封頭上的開孔數(shù)目較多，使下封頭的應力復雜，且下封頭的強度被大大削弱，對下封頭鑄造材料的力學性能要求很高，同時增加了封頭厚度。
[0006]因此，有必要提供一種結(jié)構(gòu)簡單、開口數(shù)量少、能夠使反應堆各主設備之間的布局緊湊的蒸汽發(fā)生器水室封頭結(jié)構(gòu)，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、開口數(shù)量少、能夠使反應堆各主設備之間的布局緊湊的蒸汽發(fā)生器水室封頭結(jié)構(gòu)。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案為:提供一種蒸汽發(fā)生器水室封頭結(jié)構(gòu)，其包括第一內(nèi)套管、第二內(nèi)套管及設于下封頭與管板之間的腔室，所述腔室被分隔成熱水腔室及冷水腔室，所述第一內(nèi)套管、所述第二內(nèi)套管分別套設于所述下封頭并分別密封地連通所述熱水腔室、所述冷水腔室。
[0009]較佳地，所述下封頭與所述管板之間設有一直筒體段，所述直筒體段內(nèi)設有一封頭隔板，所述腔室設于所述封頭隔板與所述管板之間，且所述第一內(nèi)套管、所述第二內(nèi)套管分別套設于所述直筒體段。
[0010]較佳地，所述腔室內(nèi)具有沿蒸汽發(fā)生器的高度方向設置的隔板，所述隔板將所述腔室分隔成所述熱水腔室及所述冷水腔室。
[0011]較佳地，所述熱水腔室、所述冷水腔室的底部分別凸設有第一內(nèi)套管接口、第二內(nèi)套管接口，所述第一內(nèi)套管、所述第二內(nèi)套管分別與所述第一內(nèi)套管接口、所述第二內(nèi)套管接口密封連接。
[0012]較佳地，所述第一內(nèi)套管接口、所述第二內(nèi)套管接口均凸伸于所述下封頭內(nèi)。
[0013]較佳地，所述第一內(nèi)套管與所述第一內(nèi)套管接口之間、所述第二內(nèi)套管與所述第二內(nèi)套管接口之間均通過迷宮或密封環(huán)密封連接。
[0014]較佳地，所述直筒體段的位于所述封頭隔板下方的位置處分別設有第一外管嘴及第二外管嘴，所述第一內(nèi)套管套設于所述第一外管嘴內(nèi)，所述第二內(nèi)套管套設于所述第二外管嘴內(nèi)。
[0015]較佳地，所述第一內(nèi)套與所述第一外管嘴之間、所述第二內(nèi)套管與所述第二外管嘴之間均呈偏心設置。
[0016]較佳地，所述第一內(nèi)套管、所述第二內(nèi)套管還分別通過卡固件與所述封頭隔板固定連接。
[0017]較佳地，所述卡固件包括環(huán)形卡箍及從所述環(huán)形卡箍上凸伸形成的固定支架，所述固定支架固定于所述封頭隔板，所述環(huán)形卡箍卡設于所述第一內(nèi)套管或所述第二內(nèi)套管外。
[0018]較佳地，所述第一內(nèi)套管、所述第二內(nèi)套管均呈L型。
[0019]較佳地，所述直筒體段開設有人孔，所述下封頭的底部開設有疏水孔。
[0020]較佳地，所述直筒體段上對應于所述熱水腔室、所述冷水腔室的位置處分別開設有檢修孔。
[0021]較佳地，所述下封頭呈球形或橢圓形。
[0022]較佳地，所述管板上固定有分別與所述熱水腔室、所述冷水腔室相連通的呈倒U型的換熱管。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本實用新型的蒸汽發(fā)生器水室封頭結(jié)構(gòu)，通過第一內(nèi)套管、第二內(nèi)套管及熱水腔室、冷水腔室的設置，使壓力容器、蒸汽發(fā)生器等主設備之間通過管嘴對焊連接，從而消除連接主設備之間的主管道，克服現(xiàn)有技術(shù)中主設備之間通過主管道連接時需占用較大空間的弊端，節(jié)省空間，更適用于海上應用等空間受限的布置場合，同時也降低了失水事故風險。同時減少下封頭上的開孔數(shù)量，使得下封頭上的應力分布更均衡，改善了應力狀況，因而可以減小下封頭的壁厚，從而有效降低其制造難度。再者，腔體的設置使得通過腔體或檢修孔便能夠?qū)崿F(xiàn)對換熱管的無損檢測以及堵管操作，具有良好的維修可達性。且該水室封頭結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單，容易實現(xiàn)第一內(nèi)套管、第二內(nèi)套管的裝拆，為主泵的檢修提供了便利。
【附圖說明】
[0024]圖1是本實用新型蒸汽發(fā)生器水室封頭結(jié)構(gòu)一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖2是圖1的部分放大示意圖。
[0026]圖3是圖1中卡固件的放大示意圖。
[0027]圖4是圖1中蒸汽發(fā)生器水室封頭結(jié)構(gòu)的使用狀態(tài)示意圖。
[0028]圖5是本實用新型蒸汽發(fā)生器水室封頭結(jié)構(gòu)另一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖6是圖5中A部分的放大示意圖。
【具體實施方式】
[0030]現(xiàn)在參考附圖描述本實用新型的實施例，附圖中類似的元件標號代表類似的元件。本實用新型所提供的水室封頭結(jié)構(gòu)100適用于立式自然循環(huán)蒸汽發(fā)生器，但不以此為限。下面結(jié)合附圖所示，對本實用新型水室封頭結(jié)構(gòu)100的不同實施例分別進行說明。
[0031]首先參看圖1所示，其展示本實用新型蒸汽發(fā)生器水室封頭結(jié)構(gòu)100的一優(yōu)選實施例。該蒸汽發(fā)生器水室封頭結(jié)構(gòu)100包括呈中空結(jié)構(gòu)的下封頭110、設于下封頭110上方的管板120、設于下封頭110與管板120之間的腔室130，且管板120上固定有呈倒U型的換熱管140，換熱管140與腔室130相連通。
[0032]本實施例中，在下封頭110的上端增設一直筒體段110a，管板120設于該直筒體段IlOa之上，管板120用來固定換熱管140，且管板120上同時開設排污孔及儀表接口(圖未示)。直筒體段IlOa內(nèi)固設有一封頭隔板111，封頭隔板111、管板120、直筒體段IlOa的內(nèi)壁之間圍成所述腔室130，且該腔室130被分隔成熱水腔室131及冷水腔室132。
[0033]優(yōu)選地，所述下封頭110采用球形封頭或橢圓形封頭，但不以此為限，此為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的技術(shù)。
[0034]繼續(xù)參看圖1所示，所述腔室130內(nèi)具有沿蒸汽發(fā)生器的高度方向設置的腔室隔板133，腔室隔板133的上下兩端分別抵接管板120、封頭隔板111，腔室隔板133將腔室130分隔成所述熱水腔室131及冷水腔室132。換熱管140的兩端分別通過與管板120脹焊后與熱水腔室131、冷水腔室132連通。
[0035]該蒸汽發(fā)生器水室封頭結(jié)構(gòu)100還包括第一內(nèi)套管150、第二內(nèi)套管160。第一內(nèi)套管150、第二內(nèi)套管160分別套設于下封頭110并分別密封地連通熱水腔室131、冷水腔室132。本實施例中，第一內(nèi)套管150、第二內(nèi)套管160分別套設于直筒體段110a(詳見后述)；且第一內(nèi)套管150通過壓力容器端內(nèi)套管(圖未示)和反應堆壓力容器端連接，第二內(nèi)套管160連接于與主泵相連的短套管的內(nèi)套管(圖未示)。
[0036]在蒸汽發(fā)生器正常運行時，熱水腔室131、冷水腔室132內(nèi)充滿液體；因此，反應堆壓力容器的出口流體進入熱水腔室131內(nèi)并實現(xiàn)充分的混流與減速，從而保證壓力容器的出口流體能較均勻地進入換熱管140，使換熱管140內(nèi)的流量分配更均勻；對應地，經(jīng)換熱管140換熱完成的冷流體進入冷水腔室132并在其內(nèi)實現(xiàn)充分的混流與減速后進入主泵，降低了主泵的工作溫度，提高了主泵運行的可靠性。當蒸汽發(fā)生器進行檢修時，熱水腔室131、冷水腔室132內(nèi)的液體均排空而使兩者空置。
[0037]結(jié)合圖1-2所示，所述熱水腔室131底部凸設有第一內(nèi)套管接口 134，冷水腔室132的底部凸設有第二內(nèi)套管接口 135，第一內(nèi)套管接口 134、第二內(nèi)套管接口 135均凸伸于下封頭110內(nèi)，分別用于和第一內(nèi)套管150、第二內(nèi)套管160通過迷宮或密封環(huán)實現(xiàn)密封連接。本實施例中，第一內(nèi)套管接口 134、第二內(nèi)套管接口 135的外表面均開設有環(huán)形迷宮密封槽，使第一內(nèi)套管150與第一內(nèi)套管接口 134之間、第二內(nèi)套管160與第二內(nèi)套管接口135之間形成迷宮密封。
[0038]再次參看圖1所示，下封頭110的直筒體段IlOa的側(cè)壁上分別設有第一外管嘴112及第二外管嘴113，第一外管嘴112、第二外管嘴113均位于封頭隔板111的下方，且第一外管嘴112的內(nèi)徑大于第一內(nèi)套管150的外徑，第二外管嘴113的內(nèi)徑大于第二內(nèi)套管160的外徑。安裝后，第一內(nèi)套管150容置于下封頭110內(nèi)且一端與第一內(nèi)套管接口 134密封連接，第一內(nèi)套管150的另一端套設于第一外管嘴112內(nèi)，用于和壓力容器內(nèi)套管(圖未示)相連接。第二內(nèi)套管160容置于下封頭110內(nèi)且一端與第二內(nèi)套管接口 135密封連接，第二內(nèi)套管160的另一端套設于第二外管嘴113內(nèi)，用于和主泵內(nèi)套管(圖未示)相連接。通過內(nèi)套管的設