一种高温气冷堆金属堆内构件堆芯壳支承结构及安装方法技术

本发明专利技术属于核反应堆堆内构件技术领域，具体涉及一种高温气冷堆金属堆内构件堆芯壳支承结构及安装方法。通过本发明专利技术技术方案，金属堆内构件、陶瓷堆内构件及其石墨球全部重量(以800T计算)集中在环形支承平台上，新设计的环形支承平台的面积为9.684㎡，压强约为82.6T/㎡，远低于原设计。在支承平台上和堆芯壳底板上设置有6个键槽，能够有效限止堆芯壳周向的位移；在键槽两端各设置有一个防跳螺栓孔，能够有效防止堆芯壳上下方向的位移。如此，即使地震发生，堆内构件不至于发生大的窜动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于核反应堆堆内构件
，具体涉及一种高温气冷堆金属堆内构件堆芯壳支承结构及安装方法。
技术介绍
高温气冷堆金属堆内构件堆芯壳支承结构焊接在压力容器下筒体内部，是支承金属堆内构件的重要部件。现有设计在压力容器下筒体内部设置了15个支承平台，每个支承平台上共设置有15组滚珠组件，滚珠组件由两组圆柱形滚珠及上下盖板组成，两组圆柱形滚珠被上下盖板夹在中间，在滚珠两侧上下位置各有一组齿条固定在滚珠上，与上下盖板两侧的齿条相啮合。通过下盖板的M36固定螺栓固定在压力容器内的15个支承平台上，其上盖板通过M36的固定螺栓固定在堆芯壳底板上。但是，现有设计仍存在以下问题亟需解决：(1)应力集中。金属堆内构件、陶瓷堆内构件及其石墨球全部重量在800T以上，其应力全部集中在15组滚珠组件上。(2)防震性能较差。堆芯壳和压力容器之间只有上导向键和筒体下部的限位凸台来防止周向的旋转，对于上下方向的位移则没有有效措施。一旦发生震级较高的地震，则堆内构件有倾覆的风险。(3)施工难度大，堆芯壳水平度调整困难。现场施工时堆芯壳水平度初步调整时间达到35天，部分指标未达到设计要求，后续仍需要通过加工垫板等方式进行调整，整体工期估计约为50天左右。(4)制造难度大。滚珠组件的加工精度要求较高，生产周期较长。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种高温气冷堆金属堆内构件堆芯壳支承结构及安装方法，从而解决目前设计存在的应力集中、防震性能较差、施工困难等问题。为了实现这一目的，本专利技术采取的技术方案是：一种高温气冷堆金属堆内构件堆芯壳支承结构，包括环形支承平台和堆芯壳底板；(1)环形支承平台环形支承平台距离压力容器上表面119464mm，外径为5700mm，内径为4490mm,厚度为80mm，在环形支承平台的外环处与压力容器下筒体焊接为一体；在环形支承平台下部均匀设置36个平台支承肋板，平台支承肋板为直角梯形结构，其厚度为50mm；直角边所在的腰长为605mm，与环形支承平台下表面焊接在一起；其长边的下底长度为600mm，焊接在压力容器下筒体内壁上，其短边的下底长度为150mm，垂直于环形支承平台下表面；在平台支承肋板的中部距环形支承平台下表面200mm，距压力容器筒壁250mm处开设直径为100mm的应力释放孔；在环形支承平台上表面距压力容器下筒体内壁290mm处设置6个均匀分布的防旋键槽；防旋键槽为长环形平键槽，其深度为30mm，宽度为80mm，长度为160mm，两端分别是一个半径为40mm的半圆，中间是边长为80mm的正方形；在每个防旋键槽沿环形支承平台上表面的两端均匀对称设置2个防跳螺栓孔，防跳螺栓孔的中心距离防旋键槽中心线261mm，距离压力容器中心2500mm；每个螺栓孔都是长环形结构，其两端分别是半径为33mm的半圆，中间是24mm×33mm的矩形结构；(2)堆芯壳底板在距堆芯壳筒体内壁160mm处的堆芯壳底板下表面沿环面设置6个均匀分布的底板防旋键槽；每个底板防旋键槽为长环形平键槽结构，其高度为30mm，长度为160mm，宽度为80mm，两端分别是一个半径为40mm的半圆，中间是边长为80mm的正方形；在每个底板防旋键槽沿堆芯壳底板下表面的两端均匀对称设置2个底板防跳螺栓孔，底板防跳螺栓孔的中心距离底板防旋键槽中心线261mm，距离堆芯壳中心2500mm；每个底板防跳螺栓孔包括上下两部分，上部是半径为50mm，深度为40mm的圆柱形螺栓孔，下部是半径为33mm，深度为40mm的圆柱形螺栓孔。进一步的，如上所述的一种高温气冷堆金属堆内构件堆芯壳支承结构，堆芯壳底板与环板支承平台接触的外环加工面为精加工面，平面度为0.1mm。进一步的，如上所述的一种高温气冷堆金属堆内构件堆芯壳支承结构，环板支承平台上表面的平面度为0.1mm。如上所述的一种高温气冷堆金属堆内构件堆芯壳支承结构的安装方法，包括如下步骤：(1)将高温气冷堆压力容器的水平度、压力容器热气管嘴的同轴度指标调整到设计要求；(2)然后将长度为158mm，高度为59mm，宽度为78mm的防旋键放入环形支承平台的防旋键槽中心位置；(3)吊入堆芯壳，将其放置于环形支承平台上，控制底板防旋键槽对准步骤(2)中放入的防旋键；(4)根据设计要求，调整堆芯壳周向位置度、堆芯壳热气导管管嘴与压力容器热气导管管嘴的同轴度；(5)将12个M60×220的防跳螺栓从堆芯壳底板的底板防跳螺栓孔穿入，将锁紧垫片穿入防跳螺杆，而后将螺母拧上，距环形支承平台下表面1mm停止拧紧，将锁紧垫片锁紧螺母，安装结束。本专利技术技术方案的有益效果在于：(1)解决了应力集中的问题。金属堆内构件、陶瓷堆内构件及其石墨球全部重量(以800T计算)集中在环形支承平台上，新设计的环形支承平台的面积为9.684㎡，压强约为82.6T/㎡，远低于原设计。(2)抗震性能好。在支承平台上和堆芯壳底板上设置有6个键槽，能够有效限止堆芯壳周向的位移；在键槽两端各设置有一个防跳螺栓孔，能够有效防止堆芯壳上下方向的位移。如此，即使地震发生，堆内构件不至于发生大的窜动。(3)施工简单。在压力容器水平度等各指标调整到位后，用专用工具加工环形支承面，使其精度达到0.1mm，然后将堆芯壳吊进压力容器，直接坐落在环形支承面上。堆芯壳不用调整，直接进行下一步工序。(4)制造简单。去除了原设计中的滚珠组件加工，堆芯壳底板外环肋板焊接等工作，只要保证堆芯壳底板外环加工面(与支承平台接触的面)平面度要求达到0.1mm即可。附图说明图1是环形支承平台结构示意图；图2是环形支承平台结构A-A面剖视图；图3是环形支承平台结构另一侧A-A面剖视图；图4是环形支承平台结构B面剖视图；图5是环形支承平台结构C面剖视图；图6是堆芯壳底板结构示意图；图7是堆芯壳底板结构D面剖视图；图8是环形支承平台结构E面剖视图；图9是环形支承平台结构F面剖视图。图中：1-环形支承平台、2-平台支承肋板、3-应力释放孔、4-防旋键槽、5-防跳螺栓孔、6-压力容器下筒体、7-堆芯壳底板、8-底板防旋键槽、9-底板防跳螺栓孔。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术技术方案进行详细说明。一种高温气冷堆金属堆内构件堆芯壳支承结构，包括环形支承平台和堆芯壳底板；(1)环形支承平台如图1～5所示，环形支承平台距离压力容器上表面119464mm，外径为5700mm，内径为4490mm,厚度为80mm，在环形支承平台的外环处与压力容器下筒体焊接为一体；在环形支承平台下部均匀设置36个平台支承肋板，平台支承肋板为直角梯形结构，其厚度为50mm；直角边所在的腰长为605mm，与环形支承平台下表面焊接在一起；其长边的下底长度为600mm，焊接在压力容器下筒体内壁上，其短边的下底长度为150mm，垂直于环形支承平台下表面；在平台支承肋板的中部距环形支承平台下表面200mm，距压力容器筒壁250mm处开设直径为100mm的应力释放孔；在环形支承平台上表面距压力容器下筒体内壁290mm处设置6个均匀分布的防旋键槽；防旋键槽为长环形平键槽，其深度为30mm，宽度为80mm，长度为160mm，两端分别是一个半径为40mm的半圆，中间是边长为80mm的正方形；在每个防旋键槽沿环形支承平台上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温气冷堆金属堆内构件堆芯壳支承结构，其特征在于：包括环形支承平台和堆芯壳底板；(1)环形支承平台环形支承平台距离压力容器上表面119464mm，外径为5700mm，内径为4490mm,厚度为80mm，在环形支承平台的外环处与压力容器下筒体焊接为一体；在环形支承平台下部均匀设置36个平台支承肋板，平台支承肋板为直角梯形结构，其厚度为50mm；直角边所在的腰长为605mm，与环形支承平台下表面焊接在一起；其长边的下底长度为600mm，焊接在压力容器下筒体内壁上，其短边的下底长度为150mm，垂直于环形支承平台下表面；在平台支承肋板的中部距环形支承平台下表面200mm，距压力容器筒壁250mm处开设直径为100mm的应力释放孔；在环形支承平台上表面距压力容器下筒体内壁290mm处设置6个均匀分布的防旋键槽；防旋键槽为长环形平键槽，其深度为30mm，宽度为80mm，长度为160mm，两端分别是一个半径为40mm的半圆，中间是边长为80mm的正方形；在每个防旋键槽沿环形支承平台上表面的两端均匀对称设置2个防跳螺栓孔，防跳螺栓孔的中心距离防旋键槽中心线261mm，距离压力容器中心2500mm；每个螺栓孔都是长环形结构，其两端分别是半径为33mm的半圆，中间是24mm×33mm的矩形结构；(2)堆芯壳底板在距堆芯壳筒体内壁160mm处的堆芯壳底板下表面沿环面设置6个均匀分布的底板防旋键槽；每个底板防旋键槽为长环形平键槽结构，其高度为30mm，长度为160mm，宽度为80mm，两端分别是一个半径为40mm的半圆，中间是边长为80mm的正方形；在每个底板防旋键槽沿堆芯壳底板下表面的两端均匀对称设置2个底板防跳螺栓孔，底板防跳螺栓孔的中心距离底板防旋键槽中心线261mm，距离堆芯壳中心2500mm；每个底板防跳螺栓孔包括上下两部分，上部是半径为50mm，深度为40mm的圆柱形螺栓孔，下部是半径为33mm，深度为40mm的圆柱形螺栓孔。...

【技术特征摘要】
1.一种高温气冷堆金属堆内构件堆芯壳支承结构，其特征在于：包括环形支承平台和堆芯壳底板；(1)环形支承平台环形支承平台距离压力容器上表面119464mm，外径为5700mm，内径为4490mm,厚度为80mm，在环形支承平台的外环处与压力容器下筒体焊接为一体；在环形支承平台下部均匀设置36个平台支承肋板，平台支承肋板为直角梯形结构，其厚度为50mm；直角边所在的腰长为605mm，与环形支承平台下表面焊接在一起；其长边的下底长度为600mm，焊接在压力容器下筒体内壁上，其短边的下底长度为150mm，垂直于环形支承平台下表面；在平台支承肋板的中部距环形支承平台下表面200mm，距压力容器筒壁250mm处开设直径为100mm的应力释放孔；在环形支承平台上表面距压力容器下筒体内壁290mm处设置6个均匀分布的防旋键槽；防旋键槽为长环形平键槽，其深度为30mm，宽度为80mm，长度为160mm，两端分别是一个半径为40mm的半圆，中间是边长为80mm的正方形；在每个防旋键槽沿环形支承平台上表面的两端均匀对称设置2个防跳螺栓孔，防跳螺栓孔的中心距离防旋键槽中心线261mm，距离压力容器中心2500mm；每个螺栓孔都是长环形结构，其两端分别是半径为33mm的半圆，中间是24mm×33mm的矩形结构；(2)堆芯壳底板在距堆芯壳筒体内壁160mm处的堆芯壳底板下表面沿环面设置6个均匀分布的底板防旋键槽；每个底板防旋键槽为长环形平键槽结构，其高度为30mm，长度为160mm，宽度为8...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海军，
申请(专利权)人：华能山东石岛湾核电有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37