核工反应堆压力容器介绍
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2.2 反应堆压力容器
一、反应堆压力容器功能
包容堆芯 冷却剂压力边界 放射性物质屏障 承受载荷
二、反应堆压力容器材料
选材原则：
纯度和均匀性 足够的强度和韧性 较低的辐照敏感性 导热性能好 易加工成本低 导热率是不锈钢 的３倍 热膨胀系数比不 锈钢小1.5倍 奥氏体不锈钢在 快中子作用下产 生脆化效应 为防止高温水中 材料腐蚀问题， 堆焊不锈钢涂层。
1、导向筒支承板
结构：由一块厚板（厚
度100mm，直径约 4m），一个法兰和一个 环行段组成。
厚板上固定：控制棒导
向管，热电偶导管，热 电偶管座。
热电偶柱：40个铬镍铝镍合金制成的热电偶， 每10个引到一个热电偶 柱。
2、堆芯上栅格板
作用：
燃料组件压紧和定位； 分配冷却剂流量； 固定堆芯上部支承柱； 控制棒导向筒固定和定位。
过渡段 下封头（中子测量贯穿管50个）
顶盖 法兰 管嘴
压力容器 支承面
环行段
环行段
导向 装置
O形密封环
1、功能：保证压力容器筒体法兰和顶盖法兰之间的密封。 2、材质：因科镍-600镀银，因科镍-718弹簧
反应堆容器支承结构
１、功能
在正常运行工况或事故 工况下承受载荷。
2、构成
进出口接管下面的支撑座；
吊篮
堆芯支承板 围板和辐板组件 堆芯下栅格板 热屏蔽
辐照样品管
二次支承组件
1、吊篮
高8.2m，直径3.6m， 壁厚51mm的不锈钢圆 筒 上端法兰（24个流水孔， 6个辐照样品孔和4个定 位键孔） 下端堆芯支承板（0.5m 厚的孔板）
3个冷却剂出口孔
4个定位键
2、围板和辐板
围板：将布置燃料组件
的整个活性区的外形紧 紧围住。厚度2530mm。
共61个
*冷却剂在堆内的流动*
流动过程：先自上而下，后自下
而上。
旁路流量：
设计：6.5%
实际： 1.0%+0.6%+2.2%+2.24% ＝6.04%
压头损失：
堆芯内损失0.156MPa 总损失0.307MPa
2.4 控制棒驱动机构
一、概述
功能：带动控制棒动作从而控制反应堆
的反应性。
结构：
1.步进式 优点：提棒精度高 （228×15.9mm，72步/min）； 落棒速度快 （最长2.15s，包括缓冲段3.2s） 2.由压力外壳、操作线圈、销爪组件、 驱动杆、单棒位置指示线圈组成。 3.全长5700mm，提升力163kg。 4.设计温度343度，设计压力17.2MPa
本章复习题
堆芯有多少燃料组件？请描述燃料组件的构成。 第一循环时堆芯有哪些功能组件？分述其作用。 吊篮与压力容器如何连接？吊篮外壁与压力容器 内壁之间的环腔有什么作用？ 什么是“O”型密封？ 画出冷却剂在压力容器内的流程简图。 画出控制棒组件及驱动机构整体简图，标明连接 关系及与其发生连接关系的堆容器或堆内构件。 写出控制棒驱动机构的7步提升顺序。
支承导向板； 支承环（两个水平厚法兰 和两块立式腹板组成的环行 梁结构，上焊6个径向定位 止挡块）
四、反应堆压力容器的运行
1、材料的两种可能破裂方式：
延性断裂（塑性断裂）：
机械应力超过屈服应力，材料塑性变形直至断裂。
无延性断裂（脆性断裂）
裂纹无限扩展形成断裂。材料抗裂纹扩展能力称为韧性。
2、脆性转变温度：NDTT（nil ductility transition temperature）
3 防止吊篮
扭Leabharlann Baidu。
4 部分中子
注量率仪表导 管。
三、堆芯上 部支承结构
包括：
导向筒支承板
堆芯上栅格板 支承柱 压紧弹簧 控制棒导向筒
热电偶柱
堆芯上部支承结构的作用：
1、将堆芯组件定位、压紧，防止因冷却剂流动的水力作 用使堆芯组件向上移动。
2、保证控制棒的对中并起导向作用。 3、支承堆芯冷却剂出口温度测量装置。
供电：
电缆穿过电缆导管供电
3.销爪组件
组成：
传递销爪、夹持销爪各3个
控制棒7步提升动作：
1.夹持线圈通电 2.传递线圈通电 3.夹持线圈断电 4.提升线圈通电
5.夹持线圈通电
6.传递线圈断电 7.提升线圈断电
4.驱动杆
功能：
连接控制棒组件和驱动机构
结构：
1.全长7253mm，261个 齿槽，齿槽间距 15.9mm。 2.拆卸杆、定位塞头、可拆 接头实现驱动杆和控制 棒组件的连接。
1.压力外壳
压力罩：
作用：将磁极、销爪以及驱动杆 等密封在内；防止高温冷却 剂泄漏。 连接方式：通过螺纹与压力容器 顶盖上的管座连接并焊接密 封。
棒行程罩：
作用：为驱动杆提供向上运动的 空间。
连接方式：通过螺纹与压力罩连 接并焊接密封。
2.操作线圈
作用：
作用：操纵销爪组件动作。
组成：
提升线圈、传递线圈、夹持线圈。 铜线绕制，外有线圈盒。
Mn-Mo -Ni 低碳合金钢， 内堆焊5mm 不锈钢涂层
三、反应堆压力容器结构
从上到下：
１、反应堆容器顶盖
顶盖本体（3吊耳，1排气管， 61+4管座）
顶盖法兰（58个螺栓孔） 2、反应堆容器筒体 筒体法兰（58个未穿透螺孔，O形密封环，泄漏探测管， 支承台肩，定位键槽） 接管段和接管（6个）
上下筒体
流量分配 板：薄孔
板，合理 分配冷却 剂流量。
4、辐照样品监督管
作用：为反应堆压力容器
材料样品提供辐照监测。
结构：3个热屏外侧装有辐
照样品架，每个样品架放 置2支辐照样品管。
5、二次支承组件
结构：1块厚底板，2块支承板，支承柱，能量吸收器。 功能：“断裂支承”。 1 缓冲作用。 2 防止控制
棒提升引起反 应性猛增。
3、辐照使材料脆性转变温度升高
4、反应堆 压力容器的 运行限制：
需运行在 压力上部限 制曲线和压 力下部限制 曲线中间的 区域。
2.3 反应堆堆内构件
一、堆内构件主要功能
支承和压紧堆芯组件 为压力容器提供屏蔽 冷却剂流道 控制棒和探测计的导向 固定监督用的辐照样品
二、堆芯下部 支承结构
包括：
辐板：中空圆板，带小
孔，厚度20-30mm， 共8层，起径向支撑作 用。
热屏蔽：在辐照最大区 域加强对中子和 的防
护。4块不锈钢板，厚 度70mm。
3、堆芯下栅格板
作用：燃料组件的支撑和定位。 结构：厚度50mm，4×157个流水孔，2×157个定位销。 与吊篮的 连接：凸
环，68根 支撑柱。
结构：厚度50mm，圆板，61×2个销孔，157×2个销钉，
4个定位键槽。
3、支承柱
作用：
连接导向筒支承板和堆芯上栅格板并保证二者空间距离； 反应堆冷却剂流道； 热电偶导管支承。
4、压紧弹簧
作用：
补偿法兰加工误差； 压紧堆内下部构件。
5、控制棒导向筒
作用：控制棒组件定位和
导向。
结构：
上部导向筒 下部导向筒
一、反应堆压力容器功能
包容堆芯 冷却剂压力边界 放射性物质屏障 承受载荷
二、反应堆压力容器材料
选材原则：
纯度和均匀性 足够的强度和韧性 较低的辐照敏感性 导热性能好 易加工成本低 导热率是不锈钢 的３倍 热膨胀系数比不 锈钢小1.5倍 奥氏体不锈钢在 快中子作用下产 生脆化效应 为防止高温水中 材料腐蚀问题， 堆焊不锈钢涂层。
1、导向筒支承板
结构：由一块厚板（厚
度100mm，直径约 4m），一个法兰和一个 环行段组成。
厚板上固定：控制棒导
向管，热电偶导管，热 电偶管座。
热电偶柱：40个铬镍铝镍合金制成的热电偶， 每10个引到一个热电偶 柱。
2、堆芯上栅格板
作用：
燃料组件压紧和定位； 分配冷却剂流量； 固定堆芯上部支承柱； 控制棒导向筒固定和定位。
过渡段 下封头（中子测量贯穿管50个）
顶盖 法兰 管嘴
压力容器 支承面
环行段
环行段
导向 装置
O形密封环
1、功能：保证压力容器筒体法兰和顶盖法兰之间的密封。 2、材质：因科镍-600镀银，因科镍-718弹簧
反应堆容器支承结构
１、功能
在正常运行工况或事故 工况下承受载荷。
2、构成
进出口接管下面的支撑座；
吊篮
堆芯支承板 围板和辐板组件 堆芯下栅格板 热屏蔽
辐照样品管
二次支承组件
1、吊篮
高8.2m，直径3.6m， 壁厚51mm的不锈钢圆 筒 上端法兰（24个流水孔， 6个辐照样品孔和4个定 位键孔） 下端堆芯支承板（0.5m 厚的孔板）
3个冷却剂出口孔
4个定位键
2、围板和辐板
围板：将布置燃料组件
的整个活性区的外形紧 紧围住。厚度2530mm。
共61个
*冷却剂在堆内的流动*
流动过程：先自上而下，后自下
而上。
旁路流量：
设计：6.5%
实际： 1.0%+0.6%+2.2%+2.24% ＝6.04%
压头损失：
堆芯内损失0.156MPa 总损失0.307MPa
2.4 控制棒驱动机构
一、概述
功能：带动控制棒动作从而控制反应堆
的反应性。
结构：
1.步进式 优点：提棒精度高 （228×15.9mm，72步/min）； 落棒速度快 （最长2.15s，包括缓冲段3.2s） 2.由压力外壳、操作线圈、销爪组件、 驱动杆、单棒位置指示线圈组成。 3.全长5700mm，提升力163kg。 4.设计温度343度，设计压力17.2MPa
本章复习题
堆芯有多少燃料组件？请描述燃料组件的构成。 第一循环时堆芯有哪些功能组件？分述其作用。 吊篮与压力容器如何连接？吊篮外壁与压力容器 内壁之间的环腔有什么作用？ 什么是“O”型密封？ 画出冷却剂在压力容器内的流程简图。 画出控制棒组件及驱动机构整体简图，标明连接 关系及与其发生连接关系的堆容器或堆内构件。 写出控制棒驱动机构的7步提升顺序。
支承导向板； 支承环（两个水平厚法兰 和两块立式腹板组成的环行 梁结构，上焊6个径向定位 止挡块）
四、反应堆压力容器的运行
1、材料的两种可能破裂方式：
延性断裂（塑性断裂）：
机械应力超过屈服应力，材料塑性变形直至断裂。
无延性断裂（脆性断裂）
裂纹无限扩展形成断裂。材料抗裂纹扩展能力称为韧性。
2、脆性转变温度：NDTT（nil ductility transition temperature）
3 防止吊篮
扭Leabharlann Baidu。
4 部分中子
注量率仪表导 管。
三、堆芯上 部支承结构
包括：
导向筒支承板
堆芯上栅格板 支承柱 压紧弹簧 控制棒导向筒
热电偶柱
堆芯上部支承结构的作用：
1、将堆芯组件定位、压紧，防止因冷却剂流动的水力作 用使堆芯组件向上移动。
2、保证控制棒的对中并起导向作用。 3、支承堆芯冷却剂出口温度测量装置。
供电：
电缆穿过电缆导管供电
3.销爪组件
组成：
传递销爪、夹持销爪各3个
控制棒7步提升动作：
1.夹持线圈通电 2.传递线圈通电 3.夹持线圈断电 4.提升线圈通电
5.夹持线圈通电
6.传递线圈断电 7.提升线圈断电
4.驱动杆
功能：
连接控制棒组件和驱动机构
结构：
1.全长7253mm，261个 齿槽，齿槽间距 15.9mm。 2.拆卸杆、定位塞头、可拆 接头实现驱动杆和控制 棒组件的连接。
1.压力外壳
压力罩：
作用：将磁极、销爪以及驱动杆 等密封在内；防止高温冷却 剂泄漏。 连接方式：通过螺纹与压力容器 顶盖上的管座连接并焊接密 封。
棒行程罩：
作用：为驱动杆提供向上运动的 空间。
连接方式：通过螺纹与压力罩连 接并焊接密封。
2.操作线圈
作用：
作用：操纵销爪组件动作。
组成：
提升线圈、传递线圈、夹持线圈。 铜线绕制，外有线圈盒。
Mn-Mo -Ni 低碳合金钢， 内堆焊5mm 不锈钢涂层
三、反应堆压力容器结构
从上到下：
１、反应堆容器顶盖
顶盖本体（3吊耳，1排气管， 61+4管座）
顶盖法兰（58个螺栓孔） 2、反应堆容器筒体 筒体法兰（58个未穿透螺孔，O形密封环，泄漏探测管， 支承台肩，定位键槽） 接管段和接管（6个）
上下筒体
流量分配 板：薄孔
板，合理 分配冷却 剂流量。
4、辐照样品监督管
作用：为反应堆压力容器
材料样品提供辐照监测。
结构：3个热屏外侧装有辐
照样品架，每个样品架放 置2支辐照样品管。
5、二次支承组件
结构：1块厚底板，2块支承板，支承柱，能量吸收器。 功能：“断裂支承”。 1 缓冲作用。 2 防止控制
棒提升引起反 应性猛增。
3、辐照使材料脆性转变温度升高
4、反应堆 压力容器的 运行限制：
需运行在 压力上部限 制曲线和压 力下部限制 曲线中间的 区域。
2.3 反应堆堆内构件
一、堆内构件主要功能
支承和压紧堆芯组件 为压力容器提供屏蔽 冷却剂流道 控制棒和探测计的导向 固定监督用的辐照样品
二、堆芯下部 支承结构
包括：
辐板：中空圆板，带小
孔，厚度20-30mm， 共8层，起径向支撑作 用。
热屏蔽：在辐照最大区 域加强对中子和 的防
护。4块不锈钢板，厚 度70mm。
3、堆芯下栅格板
作用：燃料组件的支撑和定位。 结构：厚度50mm，4×157个流水孔，2×157个定位销。 与吊篮的 连接：凸
环，68根 支撑柱。
结构：厚度50mm，圆板，61×2个销孔，157×2个销钉，
4个定位键槽。
3、支承柱
作用：
连接导向筒支承板和堆芯上栅格板并保证二者空间距离； 反应堆冷却剂流道； 热电偶导管支承。
4、压紧弹簧
作用：
补偿法兰加工误差； 压紧堆内下部构件。
5、控制棒导向筒
作用：控制棒组件定位和
导向。
结构：
上部导向筒 下部导向筒