反应堆结构设计(杜圣华)

《反应堆结构设计(杜圣华)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《反应堆结构设计(杜圣华)（132页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、杜 圣 华 上海核工程研究设计院 2008年 7月 目 录 4.1 堆芯结构设计 4.2 反应堆堆内构件 4.3 反应堆压力容器及一体化顶盖 4.4 反应性控制及控制棒驱动机构 4.5 反应堆本体配套部件 4.1 堆芯结构设计 AP1000堆芯由 157个燃料组件， 69束控制棒，几 十个可燃毒物和阻力塞组件及 4个中子源组件，构成 等效直径为 3.04m，活性区高度为 4.267m的核裂变反 应区。 图 4.1.1 堆芯布置 功能： 实现核燃料裂变并将核能转化为热能，既是释放 能量，又是强放射性源。 燃料棒包壳是放射性裂变产物的首道屏障。 燃料组件栅格排列保持核设计中堆芯水铀体积比。 图4.

2、1.1 堆 芯 布 置 组件结构可为控制棒、可燃毒物、中子源、阻力塞 和中子探测提供导向，插入和冷却条件。 组件结构为冷却剂流动和带出热量分布均匀。 燃料组件为安全三级，抗震类别为 SSE，质量等级 为 QA1级。 设计准则： 在冷却剂压力，温度下燃料棒包壳必须自立 设计寿期内，燃料棒不应发生蠕变坍塌 设计寿期内棒内部气体压力低于冷却剂工作压力 最热燃料芯块中心温度低于二氧化铀燃耗相应熔点 包壳有效应力不超过材料辐照后屈服强度 包壳周向弹性加塑性拉伸应变不超过 1% 燃料棒包壳累积应变疲劳因子低于设计应变疲劳 寿命 包壳均匀腐蚀深度或磨蚀深度小于包壳壁厚的 10% 燃料组件承受 I、 II类工

3、况下流体引起振动，压力 波动流动不稳定引起作用 燃料组件为控制棒提供通道，缓冲和冲击 燃料组件为容纳相关组件并提供足够冷却 燃料组件在堆内能承受横向和轴向载荷，其变形 在限值之内不发生失稳 组件结构设计： 国外压水堆高性能燃料组件的开发按 17 17-25 型排列主要有三种结构型式：法国的 AFA 3G,西屋 Performavce+和西门子动力公司的 HTP。 图 4.6.2， 4.6.3， 4.6.4。 结构材料： （ 1）活性段结构材料 包括燃料棒包壳、导向管、通量管和定位格架。 采用吸收中子少，耐腐蚀，低辐照生长和低蠕变的新 型锆合金： ZiRLo， M5,ELS-DUPLex锆合金。

4、 （ 2）非活性段材料 上下管座为 304不锈钢，弹簧为低钴因科镍 718 合金。 结构形式 （ 1）定位格 保护格架，中间格架，端部格架，要求吸收中子 少的锆合金条带，带导向翼，中间格架有搅混冷却功 能，冲制成形，激光焊接。 （ 2）导向管 带水力缓冲器，上、下可拆结构 图4.1.2 法 国AFA 3G 燃 料 组 件 图4.1.3 西 屋P 燃 料 组 件 （ 3）上、下管座 上管座：优化上管座弹簧压紧力，改进流水孔孔 型 下管座：过滤异物 上下管座，均为可拆连接件 （ 4）燃料棒 细棒径 9.59mm，大晶粒 UO2芯块。 表 4.1 国外四种型号高性能燃料组件参数 表 4.2 国外四种

5、型号高性能燃料组件参数 表 4.1 国外四种型号高性能燃料组件参数比较 类型 项目 AFA 3G Vantage+ Performance+ HTP 几何尺寸： 栅元排列 17 17 17 17 17 17 17 17 燃料棒直径 mm 9.5 0.57 9.5 0.57 9.5 0.57 9.5 0.57 燃料棒数 264 264 264 264 中子测量管数 1 1 1 1 导向管数 24 24 24 24 棒栅元距 cm 1.26 1.26 1.26 1.26 组件间距 cm 21.504 21.504 21.504 21.504 组件边长 cm 21.402 21.402 21.402

6、 21.402 芯块直径 mm 8.19 8.19 8.19 8.19 芯块高度 mm 13.5 13.5 13.5 13.5 燃料棒长度 cm 385.15 448.8 385.15 448.8 385.15 448.8 385.15 448.8 结构材料： 包壳材料 M5 ZrRLTM ZiRLOTM ELS-DoPLEX合金 导向管材料 Zr-4 Zr-4 ZiRLOTM ZiRLOTM 定位格架材料 Zr-4-Inconel Zr-4 Zr-4-Inconel Zr-4-Inconel 搅混格架材料 Zr-4-Inconel Zr-4 Zr-4-Inconel Zr-4-Inconel

7、 端部格架材料 Inconel Inconel Inconel Inconel 上、下管座材料 304 304 304 304 表 4.2 国外四种型号高性能燃料组件参数比较 类型 项目 AFA 3G Vantage+ Performance+ HTP 定位格架 形式 双金额格架 双金额格架 双金额格架 双金额格架 中间格架数 6-7（ 14英寸） 6-7（ 14英寸） 6-7（ 14英寸） 6-7（ 14英寸） 交混格架数 3-4 3-4 3-4 3-4 端部格架数 2 2 2 2 保护格架 / 上、下管座： 上管座形式 板弹簧可拆结构 板弹簧可拆结构 板弹簧可拆结构 板弹簧可拆结构 下管座

8、形式 方孔形滤网 小圆孔形滤网 小圆孔形滤网 曲板滤网 可燃毒物： 材料 Gd2O3 Gd2O3 ZrB2 Gd2O3 形式 UO2+ Gd2O3芯块 UO2+ Gd2O3芯块 TFB芯块 燃耗深度： 堆芯平均卸料燃耗 45000MWd/TU 45000MWd/TU 45000MWd/TU 燃料燃耗限值 55000MWd/TU 55000MWd/TU 55000MWd/TU 燃料循环相对成本 88% 88% 88% 88% 核电站使用经验 九十年代末开发， 尚处试用阶段 1989年开发，现正广泛使用 1992年开发，现已有 8万组件应用 AP1000堆芯采用燃料是基于 RFA燃料组件（ Rob

9、ust Fuel Assembly）和 RFA-2燃料组件并经改进，它在抗腐蚀、 燃耗性能、抗异物、机械稳定性、热工水力性能和核性能 等方面有所改进。 AP1000燃料组件是 17X17加长型（ XL）燃料组件（见 图 4.1.4）。每个组件有 264根包壳材料为 ZLROTM的燃料棒， 24根控制棒导向管，以及 1根仪表测量管。上、下管座是 可拆卸的，可以更换损坏的燃料棒。 上管座使用一体化结构，定位格架是“蛋篓”焊接结 构，搅混格架与定位格架相似结构。未辐照过 AP1000燃料 组件结构参数见表 4.3。 图 4.1.4 AP1000燃料组件 表 4.3 未辐照过的 AP1000燃料组件结

10、构参数 总高（不包括顶部弹簧） 组件横截面长 /宽 燃料长度 燃料棒长度 燃料棒内上空腔长度 燃料棒内下空腔长度 包壳材料 中间格架和搅混格架材料 底部和顶部格架材料 燃料芯块 下管座 上管座 4795.5mm 214.02X214.02mm 4267.2mm 4583.2mm 164.46mm 122.56mm Z1RLO Z1RLO 718因科镍合金（低钴） 二氧化铀 材料 304不锈钢（低钴） AP1000燃料组件特点： 1）一体化上管座 AP1000燃料采用一体化上管座 WIN设计，取消了约束压 紧弹簧的螺栓。避免发生弹簧螺栓断裂的可能性。消除运行 中断裂螺栓进入冷却剂系统成为损坏燃料

11、的异物。 2）带异物过滤的下管座和保护格架 下管座为组件的第一道异物过滤装置流水孔设计使异物 颗粒通过到燃料棒可能性最小，又不影响燃料组件水力和结 构强度。 保护格架增加一道抗异物屏障，保护格架与搅混格架相 似“蛋篓”状格架但没有搅混翼，高度矮，材料为镍基合金， 由于格架焊接交点与下管座滤网孔中心对准，减小了通过异 物的尺寸。 3）可拆卸上、下管座 上、下管座设计成可拆卸，上管座通过管状插件胀 入导向管方法与导向管连接，带环形防松帽的套管螺栓 防松帽连接，将下管座与导向管连接固定。 4） Z1RLO材料的定位格架 Z1RLO合金具有中子吸收低，机械程度性能好优点， AP1000燃料的中间定位格

12、架采用第三代搅混翼设计，对 称布置消除原设计搅混翼存在净力和扭矩，还提供最大 的磨蚀裕量。 5）中间搅混格架 AP1000燃料组件上部四个中间定位格架之间增加四 个中间流量搅混（ IFM）作用的格架，提供了额外的流 体搅混，增加了燃料的传热能力，改善燃料组件偏离泡 核沸腾热工水力性能。对称布置，减少扭力，采用 Z1RLO材料。 6） Z1RLO燃料棒包壳 Z1RLO合金的包壳管材料堆内运行性能良好，已有 15年运行经验，满足 24个月的循环换料和高燃耗及铀浓 度高负载的要求。 7）轴向浓度分区 有些燃料棒的顶部和底部设置铀 -235低富集度。两 端区的燃料利用没有中间部分有效，将有更高富集度的

13、 燃料放在利用率高的中间区，提高燃料有效利用。设置 轴向低富集区与轴向分区可燃毒物的应用相结合，提高 燃料有效利用，并不影响热工裕度。 8）一体化燃料可燃毒物 燃料组件中有些棒的芯块涂有硼化锆可燃吸收体。 用于补偿堆芯循环初期的后备反应性。一体化可燃毒物 （ IFBA）与分列式可燃料吸收体相比，优点是：几乎没 有燃料和挤水的中子损失，减少线发热率；更精确的预 计燃耗；增加堆芯燃料装载灵活性和节约成本等。 4.1.2 控制棒组件 功能：控制棒组件是用来控制核反应堆核裂变反应， 启动和停堆，调节反应堆的功率，抑制氙振荡。在事故 工况下快速下插，短时期内紧急停堆，以保证反应堆安 全。 设计准则： 中

14、子吸收体最高中心温度低于熔点，棒表面不发生 体积沸腾 棒包壳在压力，高温下必须自立 控制棒包壳长期使用不发生蠕变坍塌 棒内气体压力低于冷却剂工作压力 控制组件在规定步跃及快插次数下应保持完整性 控制棒及导向管水力缓冲应吸收其能量，减少对导 向管冲击力 控制组件必须具有互换性，并在抽插过程中抽插力 在设计限值内 在事故工况下控制组件所产生的变形，不影响反应 堆的紧急停堆功能 结构设计： AP1000堆芯内设置有 69束控制棒，分为黑体棒和灰 棒两类黑体棒（碳化硼 /银铟镉合金） 53束，灰棒（银 铟镉合金 /304ss） 16束，每束控制组件的吸收棒数为 24 根。 棒价值较低的控制棒（灰棒）在

15、无须改变可溶硼浓 度情况下完成的负荷跟踪，采用自动负荷跟踪控制方法， 防止氙振荡，消除每天数千加仑水处理改变可溶硼浓度 的要求。灰棒组件结构与黑体棒组件相同只是吸收体和 动作要求不同。 控制棒组件： 吸收体采用碳化硼 /银铟镉合金 (80%Ag-15%In-5%Cd) 制成细棒，外包不锈钢包壳。 每束控制棒组件由 24根控制棒和连接柄连接而成。 驱动机构通过连接柄带动组件上、下运动。 连接柄的终端丝扣与驱动轴传动杆可拆接头连接或 脱扣。 连接柄内下端设弹簧，对控制棒快速下插到底时起 缓冲作用。 图 4.1.5 控制棒组件 图4.1.6 图4.1.7 表 4.4控制组件参数： 黑体棒 灰棒 每束

16、控制棒数 24 24 吸收体下部材料 Ag-In-Cd 304不锈钢 外径 8.53mm 8.53 长度 1500mm 上部材料 B10（ 19.9%） Ag-In-Cd 外径 8.53mm 8.53 长度 2610mm 包壳材料 304不锈钢 304不锈钢 包壳厚度 0.47 0.47 棒外径 9.68 9.68 高性能控制棒组件（ EP RCCA）设计特点： （ 1）控制棒包壳表面喷涂 0.0127mm的工业硬度的铬， 提高了控制棒耐磨性，延长使用寿命。 （ 2）提高控制棒材料纯度增加坑腐蚀性能。 （ 3）增加吸水体与包壳径向间隙由 0.08mm提高到 0.21mm，减少棒的辐照变形。 4

17、.1.3 可燃毒物组件 功能： 补偿部分剩余反应性，保持反应堆具有负的温度系数。 利用固体可燃毒物合理布置，改善反应堆堆芯的功率分布。 设计准则类同控制组件。 结构设计： 可燃毒物组件由可燃毒物棒，连接板和弹簧压紧部件 等组成。 可燃毒物棒： 中子吸收体为随堆运行逐步烧掉的同位素如、硼、钆 及其它化合物，如硼硅玻璃、硼不锈钢、三氧化钆块等外 包不锈钢，两端密封。 图4.1.8 图4.1.9 西屋公司设计采用湿环形的可燃毒物组件（简称 WABA）组件。 WABA的可燃毒物由 AL2O3-B4C环状芯块构成，它被包 在二个同芯，锆管内见图 4.1.9。运行时冷却水可以从 棒外和棒内孔流过冷却可燃毒

18、物吸收体，又增加中子慢 化，使用结果表明 WABA型可燃毒物棒化棒束形具有更好 的核性能， WABA型可燃毒物能使燃料循环费用比硼酸玻 璃设计节省 1 2%。 另外 WABA可燃毒物组件与燃料棒内 1FBA带可燃毒物 芯块联合使用具有更好延长换料周期，提高燃料经济性 和更低的峰值因子。 4.1.4 中子源组件 功能：在反应堆启动达到临界前提高中子通量密度， 使源量程的核测量仪器较好测出通量水平及其增长速率， 保证反应堆快速启动的安全。 中子源分初级源和次级源。初级源用于反应堆调试 运行。电站投运后初级源衰变，而次级源经过中子辐照 后充分活化，替代初级源。 设计准则：除类同控制组件外，其源强度由

19、核设计 计算确定初始强度 4 108n/s。 结构设计： 中子源棒： 初级中子源用钋铍源或锎源 钋 210放出 粒子轰击铍核产生中子： 锎 252放射性衰变直接产生中子 次级中子源是锑铍源 锑在堆内中子辐照下： T1/2=60天可放出 射线 轰击铍产生中子 nCBe 1012694 SbnSb 124511012351 nHeBe 104294 组件： 将初级、次级中子源棒，及阻力塞棒与连接柄连接 一起，连接柄与控制组件相似，但端部没有传动机构， 防止水力冲击或振动。 在连接柄上装有压紧杆，支承筒及组合弹簧等部件。 利用压紧部件将中子源组件压紧防止水力冲动。 图 4.1.10 中子源组件 图4

20、.1.10 中 子 源 组 件 4.1.5 阻力塞组件 功能： 防止控制棒导向管内冷却剂的漏流，使绝大部分冷 却剂能有效地冷却燃料棒。 结构设计： 阻力塞棒为实心的不锈钢棒，形状粗短，堆芯插入 深度较少。 阻力塞组件由阻力塞棒，连接板和压紧部件组成。 一般阻力塞与可燃毒物，中子源组合而成，这样保持堆 芯每个燃料组件导向管的漏流量相近。 图 4.1.11 阻力塞组件 图4.1.11 阻 力 塞 组 件 4.2 堆内构件 功能： 精确地定位和支承堆芯燃料组件及相关组件 保持控制棒驱动线与燃料组件的精确对中和导向 构成堆内冷却剂流道，合理分配和引导冷却剂流向， 减少无效流量 为压力容器提供屏蔽，减低

21、压力容器辐照损伤 为堆内中子通量和温度测量提供支承和导向 为堆芯跌落提供二次支承和缓冲 该设备为安全 3级，抗震 1类，质保等级为 QA-1级。 设计准则： 机械设计准则 设计载荷、设计温度、应力设计，应力强度、设计 限值、变形准则等按照 ASME III卷规定。 水力设计： 保证冷却剂主流量 95%进入堆芯。 进入堆芯前流量不均匀系数小于 5%。 避免死水区，有一定量的旁流冷却。 避免发生强烈的流致振动。 横向流动力不应妨碍控制棒自由运动、落棒时间， 有利于事故停堆依靠自然循环适应冷堆堆芯。 结构设计准则： 材料、焊接、技术条件符合 ASTM规范。 导向组件在冷、热态驱动线对中可行性和可靠性

22、。 满足换料和在役检查整体吊装要求。 堆内构件连接件有可靠防松措施。 与燃料组件相配定位销应满足互换性要求。 与压力容器相匹配定位键可靠，不咬合、卡住和松 动。 结构设计： 堆内构件由堆内下部支承构件（吊篮部件），上部 支承构件（压紧部件）和辐照监督管及堆内测量装置等 组成。 下部堆内支承构件： 下部堆内构件由吊篮筒体，堆芯下支承板、堆芯二 次支承、涡流抑制板，堆芯围筒、径向支承健及中子衬 垫相关附属部件组成。图 4.2.1 4.2.4下部堆内构件。 吊篮筒体采用悬挂式结构，上法兰挂在压力容器内 壁凸缘上，通过四个定位健与容器定位，筒身上设有 2 个出水接管与压力容器出口管密封环相接，冷态时单

23、面 留约 2mm间隙，热态时闭合。 吊篮筒体下端由四个径向定位径向定位键与联接在 压力容器上的键槽来定位。在压力容器内壁上装有键槽 块，沿着周身均布。定位键与压力容器上镶块相配合。 限制吊篮筒体转动和平移，但允许径向热膨胀和轴向位 移。 堆芯支承板起整个堆芯承重和流体分配作用，厚度 为 381mm，设有 314个定位销， 628个 70mm流水孔。堆 芯支承板与吊篮筒体焊接。堆芯二次支承结构固定在堆 芯支承板下部，在假想事故中堆内构件发生跌落时，堆 芯二次支承上能量吸收装置能减少作用在压力容器上的 动态载荷。 下腔室涡流抑制板，用于抑制冷却剂在下腔室反向 流动引起的流动涡流。抑制板用堆芯下支承

24、板上的支承 柱支承。 Reactor Vessel and Internals Cross Sectional View 图 4.2.1 下部堆内构件 图 4.2.2 堆芯下支承板 图 4.2.3 堆芯围筒 图 4.2.4 堆芯围筒 Reactor Vessel Surveillance Capsule Locations 堆芯围筒位于吊篮筒体内，下部堆芯支承板之上。 AP1000堆芯围筒采用 4块 C形和 8块 W形板焊接成形。外围 用 Y形加强筋板和六个围板，上、下端板焊接固定，构 成了堆芯径向边界。通过对燃料组件与围筒之间的间隙 和围筒冷却剂流入的尺寸控制，堆芯围筒可以控制流径 堆芯冷却

25、剂的方向和流量。 辐照监督管和中子衬垫分别设置在吊篮筒体外壁上。 辐照监督管共八根，中子衬垫四块对称布置在筒体上。 上部堆内构件（压紧部件） 上部堆内构件由上部支承法兰，裙筒支承板，导向筒， 支承柱和堆芯上板组织等组成。图 4.2.5 4.2.8为上部堆 内构件结构图。 上部支承组件为焊接结构，由法兰、裙筒和上部支承 板组成。法兰四周设方形槽孔与吊篮相配对中，上部支承 板开设 69个导向筒组件孔，和 50个支承柱组件，支承柱内 部设有中子通量测量和热电偶导向，温度测量和中子通量 测量集束管汇集成四束，从堆顶引出。 支承柱固定在上部支承板和堆芯上板之间，传递支承 机械载荷，并对固定式堆内探测器导

26、管起辅助支承作用。 堆芯测量柱容纳堆内探测器，在安装、反应堆运行及 停堆换料探测器移出时，为探测器提供保护通道。 AP1000堆芯内测量装置支承结构包括一体化顶盖结构 和反应堆压力容器。在停堆封头顶盖移开压力容器前，测 量装置被拔起到一体化堆顶结构的导向筒里。导向筒外面 绕有一个厚管，它在一体化堆顶上能起屏蔽辐射作用。 测量管在堆芯内是要穿过顶盖贯穿件再进入支承柱延 伸区。支承柱延伸区从上部支承板向上延伸接近封头顶盖， 这样顶盖贯穿件与支承柱延伸区间的距离可最小。这些支 承柱延伸区由连接板来连接，为流动载荷提供稳定性，并 为测量装置插入定位。在堆芯上板与上支承板之间，支承 柱为测量装置提供支承

27、，使测量装置从堆芯上板下部进入 堆芯。 堆芯上板厚度为 76.2mm，设有 69个 168mm， 50个 157mm和 38个 146mm三种流水孔，设有 314个燃料组 件定位销。 导向筒组件对控制棒驱动轴和控制棒起导向和保护 作用。导向筒组件采用 560mm，短连续导向段，两层 容器结构形式。 69个导向筒上端固定在上支承板上，下 端通过销钉限制在堆芯上板上，实现准确定位和支承。 压紧弹性环：将下部和上部堆内构件压紧在压力容 器支承台上，补偿堆内构件受压变形及热膨胀量。 辐照监督管是测量堆芯区域反应堆压力容器材质辐 照脆性变化依据。辐照监督管内装有反应堆压力容器母 材、主焊缝及热影响区的冲

28、击试样，拉伸试样，断裂韧 性试样和温度，中子注量测量试样。 辐照监督管支承构件设在吊篮筒体外侧，其保护套 管分别插入在 8根辐照监督管内。 8个试样管内含 172个 拉伸试样， 480个夏比冲击试样和 48个紧凑拉伸试样。 安装在压力容器顶盖上的中子注量测量和温度测量 引出管座也属于一回路压力边界一部分，它由不锈钢柔 性石墨缠绕式垫片，碟形密封和卡套等三道机械密封以 及集束管、锥面垫、定位垫、顶盘、半环、法兰、螺栓 螺母等零部件构成堆内构件附件。 AP1000堆内构件主要技术参数 下部构件（吊篮部件） 法兰直径 3915.16mm 法兰厚度 88.9mm 筒体内径 3397.25mm 筒体厚度

29、 50.8 吊篮支承板厚度 381mm AP1000堆内构件主要技术参数 上部构件（压紧部件） 上法兰外径 3915.16mm 上法兰厚度 114.3mm 裙筒直径 3402mm 上空腔高度 985.52mm 上支承板厚度 304.8mm 堆芯上栅格板厚度 76.2mm 导向筒组件数量 69 上支承柱数量 50 辐照监督管数量 8 中子衬垫数量 4 图 4.2.5 上部堆内构件 图 4.2.6 上部支承组件 图 4.2.7 堆芯上支承板 图 4.2.8 导向筒组件 Control Rod Drive Line Cross Sectional View 堆内构件初步尺寸和重量 堆内构件部件 /组

30、合件 最大直径 /宽度 长度 /高度 重量 Inches mm Inches mm lb kg 下部堆内构件组合件（包括 CS， VSP和 SCS） 154.5 3924 387.0 9830 184,900 83,870 下部堆内构件分部件（吊篮筒体和堆芯下支承板） 154.5 3924 334.9 8506 131,800 59,783 堆芯围筒（ CS）组合件 133.4 3388 188.8 4796 46,250 20,979 下堆芯支承板（ LCSP） 137.6 3495 16.0 406 44,260 20,076 二次堆芯支承（ SCS）组合件 88.0 2235 19.3

31、490 4476 2030 涡流抑制板（ VSP）和二次堆芯支承 88.0 2235 52.1 1323 6582 3108 上部堆内构件组合件（带有 GT和 USC导向杯形座） 154.1 3914 231.7 5885 118,685 53,835 上部堆内构件分部件（ w/o GT & USC导向杯形座） 154.1 3914 137.5 3493 62,930 28,544 上部支承柱（每根 -w/o导向杯形座） 9.7 246 103.3 2624 220 100 上部支承柱导向杯形座（最小长度） 2.75 69.9 71.6 1819 122 55 上部支承柱导向杯形座（最大长度）

32、 2.75 69.9 96.6 2454 164 74 堆内构件初步尺寸和重量 堆内构件部件 /组合件 最大直径 /宽度 长度 /高度 重量 Inches mm Inches mm lb kg 上堆芯板组合件 133.3 3386 3.0 76 7217 3276 上支承板组合件 154.5 3924 50.8 1290 45,880 20,810 RCCA导向筒组合件（每根带紧固件） 10.0 254 168.4 4277 716 325 RCCA下部导向筒组合件（每根） 10.0 254 97.1 2466 325 148 RCCA上部导向筒组件（每件） 10.0 254 70.9 180

33、1 372 169 控制棒驱动线 1.9 48.3 286.9 7287 - - 整个堆内构件 154.5 3924 447 11,354 303,585 137,705 AP1000堆内构件结构特点： APl000堆内构件与西屋公司 314型的 Doel-3,4堆内构 件总体布置，尺寸很相似，吊篮直径、壁厚，吊蓝与反应 堆压力容器之间的环腔，堆内构件总尺寸和堆芯燃料组件 数量外形尺寸等四个主要方面完全相同。 AP1000堆内构件的五项改进，与 Doel3,4相似总共有 9 项差异。 (1)APl000反应堆入口管嘴流速比 Doel堆高 18，反 应堆压力容器与堆芯吊篮之间的环腔流速比 Doe

34、l堆低 13； (2)APl000堆芯流量比 Doel堆高 4； (3)APl000堆芯吊篮比 Doel堆长 29.2cm； (4)APl000堆取消了中子衬垫。 AP1000堆内构件结构上作了五项改进见表： 序号 改进处 AP1000 Doe1-3 (1) 进出口嘴 4进 2出 3进 3出 (2) 进出口嘴平面 进口高于出口 同一平面内 (3) 下部支承结构 中子通量测量管移至 RPV顶部 减少为一块涡流抑制板 取消中子测量支承柱 保留最主要的支承柱 吊篮底板位置下降 中子通量测量管在 RPV 下封头 两块支承板 较多的中子通量 测量支承柱 (4) 上部支承结构 增加导向筒 导向筒数量少 抬

35、高压紧项帽支承高度 围板 采用焊接式围板加上围筒组 合结构 减少大量联接螺栓 螺栓连接形式的 围板结构 大量的联接螺栓 改进的优点 简化了下部支承结构，减少中子通量管 (承压边界 )和中子通量导套管损 伤机理 简化围板结构，减少大量螺钉结构，可以大量减少松动件 吊篮底部位置下移，有利于严重事故下堆总熔融物在 RPV下部的滞留 (IVR) 带来问题：局部尺寸变化对流致振动影响 主要材料和焊接材料 堆内构件按其功能及其所处的环境条件选用具有足够强 度、韧性以及耐腐蚀 (耐应力腐蚀、晶间腐蚀及冷却剂的均 匀腐蚀 )，耐辐照性能的材料。 堆内构件主体、材料采用 304L或 321奥氏体不锈钢。 压紧弹

36、性环采用 1Crl3Mo马氏体不锈钢，重要的定位键、 定位销和螺栓等采用 F316或 Inconel718(GH4169)镍基合金。 焊接材料：奥氏体 -铁素体、不锈钢焊丝采用 ER308L、 ER316L，奥氏体 -铁素体不锈钢焊条， E308L、 E316L、 E309L， 镍基合金焊丝 ERNiCr-3，马氏体不锈钢焊条 E410NiMo，钴基 合金堆焊条 ECoCr-A。所采用的结构材料及其焊接材料，均 应符合 ASME， ASTM、 GB和专用技术条件。 结构材料 奥氏体不锈钢： 主体材料采用 304L或 321。其规格有锻件、板材、棒材和 管材，它们的化学成份，机械性能，非金属夹杂

37、物，晶粒度， 抗晶间腐蚀性能等技术要求应分别符合相应材料技术条件要求。 大型奥氏体不锈钢锻件 下堆芯板： 材料： SAl82 F304H 尺寸： 3654mmX38lmm 上堆芯板： 材料： SAl82 F304H 尺寸： 3912mmx1308mm 压紧部件法兰： 材料： SA182 F304H 尺寸： 外 3915mm 内 3253mm 厚度： 83mm 支承板： 材料： SAl82 F304H 尺寸： 3253mmx305mm 吊篮筒体法兰： 材料： SAl82 F304H 尺寸： 外 3915mm 内 3385mm 高度： 3600mm 马氏体不锈钢： 1Crl3Mo马氏体不锈钢用于压

38、紧弹性环，规格为锻件， 其材质和性能要求应符合相应材料技术条件。 316L和 718镍基合金： 用作定位键，径向支承键，定位销，螺栓等零件的 316L 或 718镍基合金锻件和棒材，其材质和性能均应符合相应的 技术条件要求。 焊接材料 堆内构件主体材料为 304L或 321的焊接材料，及奥氏体不 锈钢与 718镍基合金之间的焊接材料，钴基合金堆焊及其过渡 层材料，包括奥氏体 -铁素体不锈钢焊丝 ER308L、 ER3 1 6L； 奥氏体一铁素体不锈钢焊条 E308L， E316L和 E309L。 镍基合金焊丝 ERNiCr-3，马氏体不锈钢焊条 E410NiMo及钴 基合金堆焊条 ECoCr-

39、A。 钴含量 堆内构件材料中应严格控制含钴量，堆芯区材料，钴含量 不超过 0.05，这些材料包括吊篮筒体，围板组件的辐板和围 板堆芯上下承板； 压力容器内其他堆内构件材料钴含量不超过 O.10，压力 容器外的结构附件材料钴含量不应超过 0.20： 对有特殊要求的，如密封，耐磨，而需堆焊钴基合金除外。 晶间腐蚀 晶间腐蚀对于堆内构件的安全运行有非常重量的潜在 危险，因此其原材料，焊缝及其热影响区的材料和焊接技 术条件中相应要进行晶间腐蚀试验，不应有晶间腐蚀倾向。 特殊材料 堆内构件中的中子探测片，通量盒，低熔点测温合金， 压力容器材料辐照监督试样，不锈钢、缠绕石墨垫片等少 量特殊应用材料，均应符

40、合技术规格书中堆内构件材料技 术条件要求。 压力边界材料 堆内附件如螺栓、螺母、垫片等材料，也应符合一回 路压力边界材料要求。 材料质量证明书 所有结构材料、焊接材料以及堆内构件用的特殊材料， 承压边界材料应具有材料质量保证书。 质量保证书包括如下内容： a)熔炼炉号； b)化学成分分析结果 c)热处理记录 d)力学性能试验结果 e)金相检验记录 f)无损检验结果 g)晶间腐蚀试验结果 4.3 反应堆压力容器及一体化顶盖 功能： 容纳堆芯、堆内构件、一回路冷却剂承压边界 支撑反应堆堆内构件、引导主冷却剂流经堆芯以保证 可冷却性 为堆内构件提供定位和对中 为控制棒驱动机构、堆芯测量和一体化堆顶提

41、供支承 和对中 换料操作期间，为换料水池和堆腔之间提供有效密封 在堆芯熔化时，压力容器外表面允许水冷却，防止下 封头熔穿，维持容器的完整性 该设备为核安全 1级，质量保证 QA-1级，抗震要求 SSE。 设计准则： 容器材料、焊接、应力强度应满足 ASME-III IVB规范 分析计算按设计基准地震与四类工况载荷组合下应力 应变规定限值内 实际使用载荷工况和循环次数进行疲劳分析，累积疲 劳损伤系数应不大于 1.0 应考虑热应力棘轮效应进行最大循环热应力分析 采用弹性断裂力学原理评定和防止脆性断裂 结构设计应保证结构完整性，合理对中、定位，便于 水下吊装，满足在役检查大纲的要求 设计要求： 设计

42、寿命 按电站利用率 90%计算 60年 设计压力 /工作压力 17.16/15.2MPa 水压试验压力 21.5MPa 设计温度 350 堆芯段初始无延性转变温度 RTNDT -28.9 寿期末无延性转变温度 RTNDT -23.3 两道空心金属“ O”形环自紧式两道之间设有检漏管 引出如果内“ O”环失效，给出高温指示报警。 结构描述 反应堆压力容器由顶盖组件、筒体组件组成。顶盖通过主螺栓 与压力容器筒身相连接并靠 2道“ O” 金属形环来密封。压力容器结 构如图 4.2.9 4.2.10。 顶盖组合件 可拆卸的带法兰半球形顶盖由一个单独的锻件组成，这个锻件 包括了顶盖法兰和顶盖球冠。顶盖由

43、低合金钢锻件制成，内表面堆 焊奥氏体不锈钢。 顶盖法兰上有 45个均布的螺栓孔。顶盖上的 69个控制棒驱动机 构定位在相应的开孔处并与顶盖贯穿件焊接。另外，顶盖上布置堆 芯测量装置贯穿件 (数量待定、 )。每个贯穿件都插入一根导向管， 并且在相应的位置焊接。在接近顶盖中心处布置了放气与水位测量 两用接管，该接管分别与堆顶放气系统和堆内水位测量系统连接。 在顶盖外表面，沿球冠区四周焊有凸台，这些凸台的作用是支 撑和定位一体化堆项结构。 图 4.2.9 压力容器示意图 筒体组合件 筒体组合件由圆柱形筒身、过渡环、半球形底封头以 及冷却剂进出口接管组成。圆柱形筒身段包括 2个壳体， 筒身上段和筒身下

44、段。筒身上段布置四个进口管、 两个出口管和两个安注管。进口管内径 630mm，出口管内 径 890mm。进出口管标高差为 444.5mm，这样的设计允许堆 芯在不卸料的情况下进行主泵检修。进出口管成 45。周向 均布。 6个接管段均含有不锈钢过渡段 (安全端 )，便于在 核电站现场与不锈钢主管道进行同种材料的焊接。上段筒 身和下段筒身以及底封头均由低合金钢制成，内表面堆焊 奥氏体不锈钢。筒身上段与筒身下段焊接，简身下段再与 过渡环焊接，过渡环同时与半球形底封头焊接。 筒身上段法兰内壁面有一个环形凸肩，用以支承下部 堆内构件。一个压紧弹性环放置在下部堆内构件法兰的上 表面。上部支承板坐落在这个弹

45、性环的上表面。压力容器 顶盖安装后，弹性环被压缩用以限制上部和下部堆芯支承 组件的轴向位移。压力容器内壁下部径向支承系统限制下 部堆内构件的横向运动。反应堆压力容器上的镶块与吊篮 筒体组件下端的定位键相配合限制吊篮筒体下端的转动和 平移，但允许径向热膨胀和轴向位移。 筒身上段外圆周边有一个环形法兰。在现场组装时， 该环形法兰与换料水池密封衬里焊接连接。在换料操作时， 这个环形法兰起到换料水池和堆腔之间的水密封作用。 在顶盖法兰和筒体法兰之间设置两道“ 0” 形环作 为压力容器的高压密封。穿过筒身上段的内部和外部检 漏管用以检查通过 O形环的泄漏。 4个进口管上都带有一个支承块。反应堆压力容器

46、靠这些支承块支承。支承块座在支承结构顶部的钢制底 板上，支承结构与混凝土基础相连接。支承块和底板之 间的滑动面，允许压力容器的热膨胀和收缩。这些板上 的侧向挡块使压力容器保持在中心位置并承受侧向载荷。 反应堆压力容器和堆内构件性能参数 最优评估堆芯和压力容器热工 -水力参数 （蒸汽发生器管子不堵塞） 数值 反应堆功率（ MWt) 3400 设计寿命（年） 60 反应堆压力容器分级 安全等级 抗震类别 法规 AP1000 A级 I类 ASME -1 堆内构件分级（个别部件可能不同） 安全等级 抗震类别 法规 AP1000 C级 I类 ASME ，堆芯支承 最优评估压力容器流量 (1b/hr)(k

47、g/hr) 120.4X106(15170kg/sec) 最优评估堆芯流量 (1b/hr)(kg/hr) 113.3X106(14276kg/sec) 反应堆冷却剂压力 (psia)(Mpa abs) 2250(15.517MPa) 压力容器 /堆芯进口温度 (F)() 537.2(280.7) 压力容器平均温度 (F)() 573.6(300.9) 压力容器出口温度 (F)() 610.0(321.1) 堆芯平均出口温度 (F)( ) 614.0(323.3) 堆芯旁通总流量（总流量的百分比） 5.9 寿期末压力容器活性区段内表面影响 (n/cm2)(能量 1.0MeV)US NRC批准影响

48、值为 9.8X1019n/cm2 8.9X1019 RTNDT(RTPTS)寿期末压力容器内径的评估， NRC批准的压力 锻件 66(18.9) 反应堆压力容器设备设计参数（近似值） 设计压力 (psig) 2485(17.14MPa表压 ) 设计温度 (F) 650(343.3) 压力容器和顶盖总高度，从底封头的外径到上封头的顶部 (ft.) 40(12.2m) 顶盖主螺栓数量 45 顶盖主螺栓直径 (in.) 7(177.8mm) 顶盖法兰外径 (in.) 188(4.78m) 筒身内径 (in.) 159(4.03m) 进水管嘴的内径 (in.) 22(0.56m) 出水管嘴的内径 (i

49、n.) 31(0.79m) 堆芯直接注入管嘴的内径在 (in.) 6.81(173mm) 名义堆焊厚度 (in.) 0.22(5.59mm) 底封头厚度，最小值 (in.) 6(152.4mm) 压力容器活性区厚度，最小值 (in.) 8.4(213mm) 压力容器冷却剂堆芯旁通流量， RCS总流量的百分比： 出水管泄漏： 顶盖冷却流量： 套管流量： 堆腔旁通流量： 堆芯屏蔽冷却流量： 总计： 1.0 1.5 1.9 1.0 0.5 5.9 APl000反应堆压力容器特点： (1) APl000反应堆采用西屋公司三环路 314型的改进 由于 2台 SG和 4台 RCP的回路设计，反应堆压力容器

50、 接管改为四个进口 (4x 560mm)二个出口 (2x 787mm)和 二个安注 (2x 219mm)分别处在三个横截面上。 直接向压力容器进行安全注入冷、热管嘴高度差有 利于主泵的维护和运行。 (2) 堆芯采用 14英尺寸的燃料组件 反应堆压力容器活性段直径为 4.03 86m 法兰外径为 4780m，压力容器高约 12.2m (3) 压力容器采用低合金钢锻件和板材制造，筒件壁厚 203mm，并带有 5.6mm厚的内部堆焊层。 (4) 压力容器堆芯顶部以下的位置无贯穿接管 中子通量测量从压力容器顶部引入，容器底部无开 孔，有利于防止压力容器失水和压力容器熔穿。 (5) AP1000反应堆采

51、用一体化堆顶结构 压力容器顶盖上将起吊环， CRDM的抗震支承， CRDMS的通风冷却设施，堆顶通风，电气与仪表控制电 缆的支承； 堆内测量仪表系统的导管和压力容器顶部固定螺栓 拉伸机的支座，等多项设备和部件组合为一体。大大简 化反应堆换料操作程序和时间。 一体化堆顶结构 一体化堆顶结构由多个独立的设备组成，从而简化了反应 堆的换料操作。在停堆换料期间它通过与反应堆压力容器顶盖 移动联合操作，减少了停堆时间和个人辐射剂量。另外，一体 化顶盖的构思减少了安全壳内搁置空间。由于一体化堆顶结构 使得在冷却围筒组合件内，控制棒驱动机构、棒位探测器 (RPI) 和其它设备的连接和断开无需以单个设备的连接

52、和断开来实现。 图 5C1-9为 IHP简图。 一体化堆顶结构由如下的主要部分组成： 通风罩和冷却系统 提升系统 CRDM抗震支承 悬缆托架和电缆支撑结构 电缆 堆内测量仪表 (ICIS)支撑结构 有关一体化堆顶结构的主要设备简要描述： 通风罩和冷却系统 冷却风罩是位于压力容器顶盖上方围绕在 控制棒驱动机构周围的碳钢结构。在核电厂正常运行下，冷却 风罩为控制棒驱动机构磁轭线圈提供冷却气流。棒位探测器也 由此气流冷却。风罩与位于压力容器顶盖上的支承凸台螺栓连 接。 控制棒驱动机构、堆内测量仪表的电缆、导管及其支撑和 附件沿走线铺设到固定在围筒上的悬缆托架上。 安装有 4台翼式轴流风机为 CRDM

53、s提供冷却空气。其中有 3 台经常使用，第 4台作为备件。 提升系统 该提升系统由吊具和提升杆组成。吊具将反应堆压 力容器顶盖和一体化堆顶结构作为整体一起提升。吊具与 CRDM 抗震支承板连接，由与吊车吊钩和 ICIS连接的提升杆、钩头体、 U型块和吊杆组成。在停堆期间， ICIS套管吊具用来抽出和插 入 ICIS传感器。提升杆位于围筒内，与 RVCH吊耳和 CRDM抗震支 承连接。 IHP结构和封头的载荷路径为：提升杆，吊具和吊车。 CRDM抗震支承 该结构为 CRDMs提供抗震约束。此结构位于控 制棒驱动机构行程套管顶部。控制棒驱动机构行程套管顶部的 销钉与此支承结构相连接。该支承结构与冷

54、却围筒组合件连接， 并把地震载荷从机构传递到压力容器顶盖上。此外， CRDM抗震 支承作为提升系统的延伸结构把压力容器顶盖的载荷传递到提 升系统上。堆内测量仪表支撑结构也由此结构支承。 悬缆托架和电缆支撑结构 悬缆托架位于控制棒行程套管顶部 的上方，用来支撑和输送控制棒驱动机构电力电缆、棒位探测 器电缆和堆内测量仪表电缆。这些电缆位于一体化堆顶结构内， 在正常情况下不打乱布线，这些电缆连接板上与配合外接电缆 进行连接。电缆的脱开在连接板处进行。 电缆 一体化堆顶结构电缆包括控制棒驱动机构电力电缆、堆内 测量和棒位探测仪表电缆。这些电缆从连接板处引出，经由悬缆 托架和冷却围筒组合件到达使用设备。

55、这些电缆位于一体化堆顶 结构内通常不会打乱。每根电缆在冷却围筒内按长度定尺并在悬 缆托架上规则排列。当换料或其它操作要求移动一体化堆顶结构 时，外部电缆在连接板上与位于悬缆托架上的电缆脱开。 堆内测量仪表支撑结构 (IISS)堆内测量仪表支撑结构在换料操 作时使用。该支撑结构用来把堆内测量管组件抽出到一体化堆顶 结构内。该支撑结构保护和支撑处于完全抽出位置时的测量管组 件。堆内测量系统由热电偶和堆芯通量测量管组成。热电偶用来 测量燃料组件冷却剂出口温度。堆芯测量管内有用来测量堆芯中 子通量分布的固定探测器。该测量管组件穿过一体化堆顶结构， 并且经反应堆压力容器顶盖和上部堆内构件插入堆芯。 In

56、tegrated Head Package 主要设计参数 参数名称 单位 NSSS热功率 MW 3415 设计寿命 年 60 回路数 个 4进 2出 燃料组件数量 个 157 设计压力 MPa 17.16 设计温度 343 工作压力 MPa 15.2 压力容器进口温度 279.7 压力容器出口温度 322.1 堆芯旁流（占总冷却剂流的百分比） % 5.9 堆芯活性区高度 mm 4267.2 驱动机构管座数 个 69 驱动机构接管外径 mm 101.6 堆内测量管座数 个 50 堆内测量接管外径 mm 33.4 压力容器总高（从底封头外部底端至顶盖顶端） mm 12200 主要设计参数 参数名称

57、 单位 顶盖主螺栓数 个 45 顶盖主螺栓直径 mm 160(暂定 ) 顶盖法兰外径 mm 4780 筒身外径 mm 4396 筒身内径 mm 3990 进口管 数量 /内径 mm 558.8 出口管 数量 /内径 mm 787.4 堆焊层厚度（名义值） mm 筒体 壁厚 mm 203 下封头壁厚（最小） mm 152.4 安注管数量 /内径 mm 2/ 219 底封头厚度（最小值） mm 140(暂定 ) 压力容器活性区厚度（最小值） mm 203 顶盖厚度 mm 165 压力容器总重 t 380 )6.5(4 20mm 主要材料和焊接材料 压力容器主要承压部件材料： No 部件名称 选用材

58、料 1 锻件（筒体、顶盖、过渡环、底封头、 进出口管、安注管） SA-508Gr.3 C1.1 2 堆焊层 奥氏体不锈钢 3 控制棒驱动机构贯穿件 SB-166 N06690 TT 4 接管安全端 SB-166 N06690 TT 5 顶盖螺栓、螺母、垫片 SA-540 Gr.B23 C1.3或 Gr.B24 C1.3 非承压部件 No 部件名称 选用材料 1 通风罩支承 16MnR 2 导向栓 碳钢 3 螺栓伸长测量杆 碳钢 4 “ O”形密封环 Inconel 718镀银 5 堆芯支承块镶块 Inconel 600 6 镶块螺钉，销钉 GH-145 7 驱动机构和温测管系罩 304L 8

59、螺孔塞操作工具 0Cr19Ni9 材料 母材 SA-508 Grade3 Class1 辐射脆化 活性区寿期末中子通量 (E 1.0MeV)为 9E19n/cm2 RTNDT（ Reference nil ductility temperature): 低于 -12.2/ -23.3 不锈钢堆焊层 308L（ 309L打底） NI-Cr-Fe合金 690 材料中有害元素控制量 溶敷焊接金属 母材 铜 -0.06% -0.06% 磷 -0.01% -0.01% 钒 -0.05% -0.05% 硫 -0.01% -0.01% 镍 -0.85% -0.85% 初步分析 AP1000 RPV锻件规格

60、零件 材料 零件重量 (t) 毛坯尺寸 (mm) 毛坯重量 (t) 钢锭重量 (t) 上封头 A508-3 58.188 4980/R1795X2240 255 400 接管段 （上筒体段） A508-3 122.91 4900/ 3830X3740 (t=535) 280 470 下筒体段 A508-3 98.794 4545/ 3830X5300 (t=357.5) 210 350 过渡段 A508-3 16.891 4530/ 3410X1300 (t=500) 73 135 下封头 A508-3 17.983 5200X255(板坯 ) 45 86 无损检验要求 锻件与棒材 所有作为一

61、回路压力边界材料的锻件和棒材都必 须遵照 ASME第三卷 NB-2540规定的要求进行检查； 采用超声波角探头扫查时，对于任何等于或大于 参考水平（ DAC） 20%的显示都必须记录，并确定其性质； 对于超声波检验，其记录准则和接受标准都必须 遵照 ASME第三卷 NB分卷 NB-2542.2节的要求，除非所有的 显示都在近表面位置，或者所显示的裂纹将导致锻件与棒 材的拒收和返修。 4.4 反应性控制及控制棒驱动机构 功能： 控制棒驱动机驱动控制组件在反应堆正常运行时， 升降运动和保持一定位置，实施反应堆启动、运行和正 常停堆。 驱动机构壳体作为反应堆压力边界一部分，限制冷 却剂释放到安全壳

62、在事故工况，自动释放控制棒，快速下插，实施反 应堆紧急停堆 该设备除密封壳部件为安全 1级外，其余为核 3级。质 保要求 QA-1级，抗震类别为 SSE。 设计准则： 机械设计准则 密封壳部件应按 ASME ， NB， NG规范进行设计。经应 力分析保证压力边界完整性 驱动机构材料、焊接应满足 ASME， ASTM标准并能承受 冷却剂腐蚀、辐照等方面要求 驱动机构采用可靠的可拆连接，密封壳中部拆装方便 驱动机构内部件应考虑落棒流通畅通，保证驱动线允 许落棒时间限值 驱动机构部件应具有可互换性 电气设计准则 电气绝缘材料应耐高温，耐水汽和辐照，符合国际 1E级 标准 电气部件在正常工况应具有密封

63、性能 电气部件最高工作温度应低于绝缘材料许用温度 设计技术要求 控制棒驱动机构的组件，应能在反应堆压力及温度运行 环境下，保持性能特性及结构的完整性 控制棒驱动机构的组件设计在正常工况，中等频率，稀 少和极限事故下仍能履行安全相关功能，包括安全停堆地震 控制棒驱动机构的组件，在假象反应堆事故（例如弹棒） 压力边界受损情况下不会导致燃料的破损 控制棒驱动机构下端设计成为反应堆打开时允许用长柄 工具远距离连接和脱开控制棒组件 控制棒驱动机构性能参数 设计寿命： 60年 设计步数（钩爪部件） 6X106步 （承压壳体） 18X106步 步跃 英寸 0.625 0.015(15.9 0.38mm) 步

64、进速度上升下降最大速度 英寸 /分 45(114.3cm/min) 步进行程冷态 166.75(423.5cm) 驱动线重量包括控制棒 磅 400(181.4kg) 保持时间 不确定 释样延时 毫秒 150 落棒时间 (至缓冲器顶 ) 2.47秒 设计温度 650F(343.3) 设计压力 Psia 2500(17.24MPa) 额定提升负荷 168kg 速率 每分钟 72步 机构全长 755cm（除驱动轴） 快速落棒次数 500次 累计步数 6X106次 承压壳设计寿命 60年 机构质量 650kg 结构设计 控制棒驱动机构由承压壳部件、钩爪部件、驱动轴 部件、磁轭线圈部件和棒位指示线圈部件

65、组成。结构详 见图 4.4.1。 承压壳部件 承压壳部件由钩爪壳组件和棒行程套管组件两部分 组成，钩爪壳体与压力容器顶盖管座焊成一体是反应堆 压力边界的一部分，其内有一回路冷却剂，同时承压壳 部件为钩爪部件，磁轭线圈部位和棒位指示线圈提供支 承。 承压壳体部件上部为棒行程套管组件，它为驱动轴 向上运动提供了行程空间，并通过与一体化堆顶结构相 连接，为控制棒驱动机构提供抗震支承。棒行程套管组 件顶上不设排气阀。 承压壳体部件下部为钩爪壳体组件，钩爪部件包容 在壳体内，壳体部件的上端通过螺纹和“ ”密封焊与 棒行程套管组件连接。下端则与驱动机构杯座全焊透对 接焊接成驱动机构杯座贯穿件，该贯穿件通过

66、冷装配在 压力容器顶盖上，最终在压力容器顶盖内壁 J坡口堆焊 及驱动机构管座进行密封焊接。 控 制 棒 驱 动 机 构 示 意 图 钩爪部件 钩爪部件主要由套管轴、提升磁极国、固定磁极和传 递衔铁及上、下两副钩爪组件（传递钩爪和固定钩爪组件） 组成。 每组钩爪组件有三个钩爪与驱动轴上的环形槽啮合， 利用通电电磁吸合使钩爪收拢在环形轴沟槽中，当电磁铁 断电时，钩爪张开与环形轴沟槽脱开。 电磁吸、放由驱动机构棒控系统动作程序对电磁铁的 吸、放发出动作时间信号，通过提升磁极带动钩爪组件作 上升或下降步跃运动。从而实现驱动轴的提升或下插。 钩 爪 组 件 驱动轴部件： 驱动轴部件主要由内孔的驱动轴和可拆卸式芯杆组件组成。 驱动轴外径上设置有环形槽，与钩爪部件的钩爪啮合。可 拆卸芯杆组件由可拆卸芯杆、锁紧扣、芯杆弹簧，弹性卡环和 挠性接头组成。驱动轴下端的挠性接头与控制棒组件的连接柄 连接。芯杆组件底部有一个定位螺母，由芯杆弹簧将锁紧螺母 固定在挠性接头上，使挠性接头与控制棒连成一体。 芯杆组件顶部旋在拆卸扣内，拆卸口穿出驱动杆外，有一 个弹性卡环将它扣准，将弹性卡环扩胀使拆卸口和芯杆向上运 动