本發明公開了一種核反應堆下腔室階梯式流量分配裝置及分配結構，包括壓力容器、吊籃和堆芯下支撐板，吊籃和堆芯下支撐板于壓力容器內，所述吊籃安裝在堆芯下支撐板上，吊籃和壓力容器之間形成環形的下降腔，壓力容器內在堆芯下支撐板下方形成下腔室，堆芯下支撐板上設置有若干分流通孔，還包括設置在下腔室內的流量分配結構，流量分配結構包括N個橫向圍板和N個縱向圍板，N個橫向圍板和N個縱向圍板相互正交構成階梯式結構，橫向圍板上設置有若干橫向通孔，所述縱向圍板上設置有若干豎向通孔，其中，N≥2。本發明所述流量分配裝置不僅流量分配效果好、阻力系數小，且結構緊湊，用于對進入壓力容器下腔室的冷卻液進行消渦和均勻分配流量。

技術領域

本發明涉及核電技術領域，具體涉及一種核反應堆下腔室階梯式流量分配裝置及分配結構。

背景技術

壓水堆內的核燃料在反應堆內維持可控的鏈式裂變反應產生能量，進入堆芯的冷卻液吸收裂變產生的能量后對燃料組件降溫。冷卻液吸收能量后溫度升高，在系統主泵的強制循環作用下，通過主管道流經蒸汽發生器，與二回路進行熱量交換，溫度降低后的冷卻液再重新循環進入堆芯。冷卻液在堆芯的均勻程度直接影響到堆芯的溫度分布，關系到堆芯溫度能否及時有效的導出，也直接與堆芯熱點的位置和熱管因子的大小相關，而熱管因子則關系到整個核電廠的安全。進入堆芯的冷卻液先由反應堆下部堆內構件中的流量分配結構進行初步均分，再經堆芯下支承板進行二次均分。

現有的流量分配結構和堆芯下支承板構成的二次分流結構，雖然能夠在一定程度上提高堆芯入口冷卻劑流量分布的均勻性，但是仍然會導致堆芯入口冷卻劑流量分布不均性。為了使進入堆芯的冷卻液均勻程度符合要求，提升反應堆的整體性能，需要設計一種新的流量分配裝置。

發明內容

本發明的目的在于提供一種核反應堆下腔室階梯式流量分配裝置及分配結構，該流量分配裝置不僅流量分配效果好、阻力系數小，且結構緊湊，用于對進入壓力容器下腔室的冷卻液進行消渦和均勻分配流量。

本發明通過下述技術方案實現：

一種核反應堆下腔室階梯式流量分配裝置，包括壓力容器、吊籃和堆芯下支撐板，所述吊籃和堆芯下支撐板于壓力容器內，所述吊籃安裝在堆芯下支撐板上，所述吊籃和壓力容器之間形成環形的下降腔，所述壓力容器內在堆芯下支撐板下方形成下腔室，所述堆芯下支撐板上設置有若干分流通孔，還包括設置在下腔室內的流量分配結構，所述流量分配結構包括N個橫向圍板和N個縱向圍板，N個橫向圍板和N個縱向圍板相互正交構成階梯式結構，所述橫向圍板上設置有若干橫向通孔，所述縱向圍板上設置有若干豎向通孔，其中，N≥2。

申請人在長期試驗中發現：

由于壓力容器下腔室為半橢球形，冷卻液從壓力容器入口管嘴流入，從環形下降腔進入下腔室時，由于流道的急劇變化且下腔室的深度較大，致使下腔室內容易產生渦流，導致進入堆芯的冷卻液流量分布不均勻。因此，為了使進入堆芯的冷卻液均勻程度符合要求，提升反應堆的整體性能，需要在反應堆下腔室內設置一種流量分配裝置。

本發明的流量分配結構位于堆芯下支撐板的下方，進入下腔室的冷卻液經過流量分配結構的消渦和均流后，再經堆芯下支撐板的二次均分后進入堆芯，當流量分配結構對冷卻液的均流能力不足時，進入堆芯的冷卻液流量的均勻程度會顯著降低，本發明的流量分配結構采用縱向圍板和橫向圍板構成一種階梯式流量分配結構，增大了流量分配結構在下腔室內對冷卻液的消渦和均分面積，對進入堆芯的冷卻液進行攪渾，同時截斷冷卻液的流量，消除渦流產生的趨勢，再通過流量分配結構板上的橫向通孔和豎向通孔對冷卻液進行均勻分配；本發明的流量分配裝置可以實現冷卻液均勻程度更高的流量分配能力。

同時，流量分配結構上的橫向通孔和豎向通孔使流量分配結構的通透性增強，降低冷卻液在流量分配結構兩端的產生壓力差。

進一步地，階梯式結構的內徑自下而上逐漸增大。

進一步地，流量分配結構的下端向上凹陷形成凹腔。