壓水堆本體

壓水反應(yīng)堆的堆芯、堆內(nèi)構(gòu)件、壓力容器和控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等結(jié)構(gòu)的總稱。

冷卻劑由反應(yīng)堆壓力容器進(jìn)口接管進(jìn)入，沿壓力容器內(nèi)側(cè)向下，在吊籃底部向上通過流量分配裝置，然后繼續(xù)向上進(jìn)入堆芯，將燃料棒釋出的熱量導(dǎo)出，被加熱的反應(yīng)堆冷卻劑經(jīng)吊籃出口、反應(yīng)堆壓力容器出口接管流出。

反應(yīng)堆壓力容器外圍設(shè)有保溫層以減少散熱損失。反應(yīng)堆頂蓋上驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)周圍設(shè)有通風(fēng)罩，用以通風(fēng)冷卻驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的電磁線圈。反應(yīng)堆頂蓋上還設(shè)有放氣管系，以便于反應(yīng)堆充水時(shí)放氣。

堆芯 由燃料組件、控制組件、可燃毒物組件及中子源組件等組成，在這些組件的空間充有作為慢化劑和冷卻劑的水，形成反應(yīng)堆內(nèi)能進(jìn)行鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的區(qū)域。

燃料組件 以熱能形式釋放核能的部件。將用低富集鈾燒結(jié)的二氧化鈾芯塊封裝在鋯合金包殼中，構(gòu)成燃料棒;用導(dǎo)向管、定位格架和上、下管座組成燃料組件骨架，使燃料棒插在定位格架中便構(gòu)成無盒燃料組件。

控制組件 用于控制和調(diào)節(jié)反應(yīng)堆反應(yīng)性的部件。將強(qiáng)中子吸收材料(如銀-銦-鎘合金)封裝在不銹鋼包殼內(nèi)形成控制棒。若干根控制棒固定在連接柄上構(gòu)成控制組件。

可燃毒物組件 為了減少補(bǔ)償初始堆芯剩余反應(yīng)性所需的硼濃度，并展平中子注量率，避免出現(xiàn)慢化劑正溫度系數(shù)而在堆芯設(shè)置的部件。將含有可燃耗的中子吸收材料(硼、釓等)封裝，制成可燃毒物棒，并用連接板連接，組成可燃毒物組件。近期壓水堆為了提高燃耗深度，延長(zhǎng)換料周期，在燃料芯塊中加入Gd2O3、Er2O3或硼化鋯可燃毒物，使核電廠的經(jīng)濟(jì)性有很大提高。

中子源組件 為了縮短反應(yīng)堆起動(dòng)時(shí)間和確保起動(dòng)安全，反應(yīng)堆中采用中子源點(diǎn)火。中子源可分為初級(jí)中子源和次級(jí)中子源兩種。初級(jí)中子源主要用于首爐堆起動(dòng)，常用的初級(jí)中子源有釙-鈹源或锎源。次級(jí)中子源主要用于換料停堆后再起動(dòng)，常用的次級(jí)中子源是銻-鈹源。中子源組件是由釙-鈹源棒、锎源棒、銻-鈹源棒以及阻力塞與連接柄等組成。

根據(jù)反應(yīng)堆物理計(jì)算，在規(guī)定位置的燃料組件導(dǎo)向管中分別插入控制棒組件、可燃毒物組件或中子源組件。其余的燃料組件導(dǎo)向管中插以阻力塞組件，以減少這些導(dǎo)向管中冷卻劑的漏流。

堆內(nèi)構(gòu)件 主要由堆芯下部支承構(gòu)件、堆芯上部支承構(gòu)件和堆內(nèi)測(cè)量裝置等組成。用以支承及固定燃料組件，形成冷卻劑通道，以導(dǎo)出堆內(nèi)產(chǎn)生的熱量;形成控制棒驅(qū)動(dòng)線并使之對(duì)中，保證控制棒能上下自由動(dòng)作以及為設(shè)置堆內(nèi)測(cè)量提供條件。堆內(nèi)構(gòu)件材料大部分為不銹鋼，少量為鎳基合金。

堆芯下部支承構(gòu)件 由吊籃筒體與其下部的下柵格板組件連接構(gòu)成。下柵格板組件包括堆芯下板及吊籃底板和支承柱，用于支承燃料組件并使其下部準(zhǔn)確定位。吊籃筒體內(nèi)設(shè)有圍板組件以形成反應(yīng)堆冷卻劑流道。吊籃筒體上部設(shè)有冷卻劑出口凸緣，在熱態(tài)運(yùn)行時(shí)，它與壓力容器的出口接管內(nèi)緣膨脹貼合，以減少漏流。吊籃底部設(shè)有流量分配板或流量分配筒，使進(jìn)入堆芯的冷卻劑流量合理分布。吊籃底部設(shè)有帶緩沖器的輔助支承，在吊籃斷裂時(shí)能得以緩沖，從而減少吊籃對(duì)壓力容器底部的沖擊，并避免控制棒抽出堆芯過多而引起反應(yīng)性急劇增長(zhǎng)的嚴(yán)重事故。

堆芯上部支承構(gòu)件 由支承筒將壓緊板與堆芯上板連接構(gòu)成。用以使燃料組件上部準(zhǔn)確定位并防止其向上竄動(dòng)。在壓緊板和堆芯上板之間裝有導(dǎo)向筒，對(duì)控制棒組件進(jìn)行引導(dǎo)并防止水流沖擊。

堆內(nèi)測(cè)量支承結(jié)構(gòu) 堆內(nèi)測(cè)量包括堆芯中子注量率測(cè)量和堆內(nèi)溫度測(cè)量。為測(cè)量堆芯中子注量率分布，一般采用將中子探測(cè)元件加上套管，并從堆底引入堆芯的方法，亦有用將可活化的探測(cè)小球通過導(dǎo)管從壓力容器頂部用氣體吹入和吹出的方法。用熱電偶在規(guī)定的燃料組件出口及堆出口測(cè)量堆芯出口和堆出口冷卻劑溫度。熱電偶一般從壓力容器頂部引入，亦有隨同中子注量率測(cè)量元件從壓力容器底部引入的。

反應(yīng)堆壓力容器 用于容納和支承堆芯及堆內(nèi)構(gòu)件;為冷卻劑管道提供連接條件，以保證堆芯冷卻;同時(shí)為控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及堆內(nèi)測(cè)量提供安裝接管座和管嘴。反應(yīng)堆壓力容器材料為低合金鋼，內(nèi)壁襯以超低碳不銹鋼及局部鎳基合金堆焊層。

反應(yīng)堆壓力容器由圓柱形筒身及帶有法蘭的球形頂蓋組成。筒身與頂蓋用螺栓連接，并用金屬O形環(huán)密封，同時(shí)設(shè)有監(jiān)漏系統(tǒng)。筒身上焊有反應(yīng)堆冷卻劑進(jìn)口接管與出口接管，用以與反應(yīng)堆冷卻劑管道連接。筒身上部?jī)?nèi)側(cè)設(shè)有凸緣，用以支承堆內(nèi)構(gòu)件。筒身外焊有支承凸臺(tái)和進(jìn)出口接管下部凸臺(tái)，共同用于容器本身的支承。壓力容器頂蓋上焊有管座，用以裝設(shè)控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及溫度測(cè)量裝置。

根據(jù)對(duì)反應(yīng)堆壓力容器輻照壽命的要求，可在吊籃筒體外圍設(shè)置圓筒形熱屏蔽或局部設(shè)置中子襯墊以減少對(duì)壓力容器的輻照損傷。在吊籃筒體外側(cè)設(shè)置輻照監(jiān)督管，內(nèi)裝壓力容器筒體材料和主焊縫的試樣，用于監(jiān)測(cè)壓力容器的輻照損傷程度，以指導(dǎo)反應(yīng)堆壓力容器的安全使用。

控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 驅(qū)動(dòng)控制組件作上下運(yùn)動(dòng)的設(shè)備，一般采用磁力提升方式。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)密封殼內(nèi)設(shè)有鉤爪組件和帶溝槽的驅(qū)動(dòng)桿。驅(qū)動(dòng)桿通過可拆接頭與控制組件連接。在密封殼外有三個(gè)電磁線圈，按規(guī)定的程序通電使鉤爪與驅(qū)動(dòng)桿的環(huán)形槽嚙合，帶動(dòng)控制組件上升或下降。另外設(shè)有位置指示線圈以顯示控制棒提升的位置。

堆內(nèi)構(gòu)件各部件與壓力容器筒身、頂蓋相互之間都設(shè)有定位鍵、銷等，用以相互定位使控制棒驅(qū)動(dòng)線對(duì)中，確保控制棒能自由提升、下降和快速下降。各部件之間壓緊固定處，根據(jù)情況設(shè)置彈性部件或留有間隙，以補(bǔ)償不同的熱膨脹量 。

堆本體概述

壓水反應(yīng)堆的堆芯、堆內(nèi)構(gòu)件、壓力容器和控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等結(jié)構(gòu)的總稱。壓水堆本體結(jié)構(gòu)見圖。

冷卻劑由反應(yīng)堆壓力容器進(jìn)口接管進(jìn)入，沿壓力容器內(nèi)側(cè)向下，在吊籃底部向上通過流量分配裝置，然后繼續(xù)向上進(jìn)入堆芯，將燃料棒釋出的熱量導(dǎo)出，被加熱的反應(yīng)堆冷卻劑經(jīng)吊籃出口、反應(yīng)堆壓力容器出口接管流出。

反應(yīng)堆壓力容器外圍設(shè)有保溫層以減少散熱損失。反應(yīng)堆頂蓋上驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)周圍設(shè)有通風(fēng)罩，用以通風(fēng)冷卻驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的電磁線圈。反應(yīng)堆頂蓋上還設(shè)有放氣管系，以便于反應(yīng)堆充水時(shí)放氣。

組成

堆芯

由燃料組件、控制組件、可燃毒物組件及中子源組件等組成，在這些組件的空間充有作為慢化劑和冷卻劑的水，形成反應(yīng)堆內(nèi)能進(jìn)行鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的區(qū)域。

燃料組件

以熱能形式釋放核能的部件。將用低富集鈾燒結(jié)的二氧化鈾芯塊封裝在鋯合金包殼中，構(gòu)成燃料棒;用導(dǎo)向管、定位格架和上、下管座組成燃料組件骨架，使燃料棒插在定位格架中便構(gòu)成無盒燃料組件。

控制組件 用于控制和調(diào)節(jié)反應(yīng)堆反應(yīng)性的部件。將強(qiáng)中子吸收材料(如銀-銦-鎘合金)封裝在不銹鋼包殼內(nèi)形成控制棒。若干根控制棒固定在連接柄上構(gòu)成控制組件。

可燃毒物組件

為了減少補(bǔ)償初始堆芯剩余反應(yīng)性所需的硼濃度，并展平中子注量率，避免出現(xiàn)慢化劑正溫度系數(shù)而在堆芯設(shè)置的部件。將含有可燃耗的中子吸收材料(硼、釓等)封裝，制成可燃毒物棒，并用連接板連接，組成可燃毒物組件。近期壓水堆為了提高燃耗深度，延長(zhǎng)換料周期，在燃料芯塊中加入Gd2O3、Er2O3或硼化鋯可燃毒物，使核電廠的經(jīng)濟(jì)性有很大提高。

中子源組件

為了縮短反應(yīng)堆起動(dòng)時(shí)間和確保起動(dòng)安全，反應(yīng)堆中采用中子源點(diǎn)火。中子源可分為初級(jí)中子源和次級(jí)中子源兩種。初級(jí)中子源主要用于首爐堆起動(dòng)，常用的初級(jí)中子源有釙-鈹源或锎源。次級(jí)中子源主要用于換料停堆后再起動(dòng)，常用的次級(jí)中子源是銻-鈹源。中子源組件是由釙-鈹源棒、锎源棒、銻-鈹源棒以及阻力塞與連接柄等組成。

根據(jù)反應(yīng)堆物理計(jì)算，在規(guī)定位置的燃料組件導(dǎo)向管中分別插入控制棒組件、可燃毒物組件或中子源組件。其余的燃料組件導(dǎo)向管中插以阻力塞組件，以減少這些導(dǎo)向管中冷卻劑的漏流。

堆內(nèi)構(gòu)件

主要由堆芯下部支承構(gòu)件、堆芯上部支承構(gòu)件和堆內(nèi)測(cè)量裝置等組成。用以支承及固定燃料組件，形成冷卻劑通道，以導(dǎo)出堆內(nèi)產(chǎn)生的熱量;形成控制棒驅(qū)動(dòng)線并使之對(duì)中，保證控制棒能上下自由動(dòng)作以及為設(shè)置堆內(nèi)測(cè)量提供條件。堆內(nèi)構(gòu)件材料大部分為不銹鋼，少量為鎳基合金。

堆芯下部支承構(gòu)件

由吊籃筒體與其下部的下柵格板組件連接構(gòu)成。下柵格板組件包括堆芯下板及吊籃底板和支承柱，用于支承燃料組件并使其下部準(zhǔn)確定位。吊籃筒體內(nèi)設(shè)有圍板組件以形成反應(yīng)堆冷卻劑流道。吊籃筒體上部設(shè)有冷卻劑出口凸緣，在熱態(tài)運(yùn)行時(shí)，它與壓力容器的出口接管內(nèi)緣膨脹貼合，以減少漏流。吊籃底部設(shè)有流量分配板或流量分配筒，使進(jìn)入堆芯的冷卻劑流量合理分布。吊籃底部設(shè)有帶緩沖器的輔助支承，在吊籃斷裂時(shí)能得以緩沖，從而減少吊籃對(duì)壓力容器底部的沖擊，并避免控制棒抽出堆芯過多而引起反應(yīng)性急劇增長(zhǎng)的嚴(yán)重事故。

堆芯上部支承構(gòu)件

由支承筒將壓緊板與堆芯上板連接構(gòu)成。用以使燃料組件上部準(zhǔn)確定位并防止其向上竄動(dòng)。在壓緊板和堆芯上板之間裝有導(dǎo)向筒，對(duì)控制棒組件進(jìn)行引導(dǎo)并防止水流沖擊。

堆內(nèi)測(cè)量支承結(jié)構(gòu)

堆內(nèi)測(cè)量包括堆芯中子注量率測(cè)量和堆內(nèi)溫度測(cè)量。為測(cè)量堆芯中子注量率分布，一般采用將中子探測(cè)元件加上套管，并從堆底引入堆芯的方法，亦有用將可活化的探測(cè)小球通過導(dǎo)管從壓力容器頂部用氣體吹入和吹出的方法。用熱電偶在規(guī)定的燃料組件出口及堆出口測(cè)量堆芯出口和堆出口冷卻劑溫度。熱電偶一般從壓力容器頂部引入，亦有隨同中子注量率測(cè)量元件從壓力容器底部引入的。

反應(yīng)堆壓力容器

用于容納和支承堆芯及堆內(nèi)構(gòu)件;為冷卻劑管道提供連接條件，以保證堆芯冷卻;同時(shí)為控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及堆內(nèi)測(cè)量提供安裝接管座和管嘴。反應(yīng)堆壓力容器材料為低合金鋼，內(nèi)壁襯以超低碳不銹鋼及局部鎳基合金堆焊層。

反應(yīng)堆壓力容器由圓柱形筒身及帶有法蘭的球形頂蓋組成。筒身與頂蓋用螺栓連接，并用金屬O形環(huán)密封，同時(shí)設(shè)有監(jiān)漏系統(tǒng)。筒身上焊有反應(yīng)堆冷卻劑進(jìn)口接管與出口接管，用以與反應(yīng)堆冷卻劑管道連接。筒身上部?jī)?nèi)側(cè)設(shè)有凸緣，用以支承堆內(nèi)構(gòu)件。筒身外焊有支承凸臺(tái)和進(jìn)出口接管下部凸臺(tái)，共同用于容器本身的支承。壓力容器頂蓋上焊有管座，用以裝設(shè)控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及溫度測(cè)量裝置。

根據(jù)對(duì)反應(yīng)堆壓力容器輻照壽命的要求，可在吊籃筒體外圍設(shè)置圓筒形熱屏蔽或局部設(shè)置中子襯墊以減少對(duì)壓力容器的輻照損傷。在吊籃筒體外側(cè)設(shè)置輻照監(jiān)督管，內(nèi)裝壓力容器筒體材料和主焊縫的試樣，用于監(jiān)測(cè)壓力容器的輻照損傷程度，以指導(dǎo)反應(yīng)堆壓力容器的安全使用。

控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)

驅(qū)動(dòng)控制組件作上下運(yùn)動(dòng)的設(shè)備，一般采用磁力提升方式。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)密封殼內(nèi)設(shè)有鉤爪組件和帶溝槽的驅(qū)動(dòng)桿。驅(qū)動(dòng)桿通過可拆接頭與控制組件連接。在密封殼外有三個(gè)電磁線圈，按規(guī)定的程序通電使鉤爪與驅(qū)動(dòng)桿的環(huán)形槽嚙合，帶動(dòng)控制組件上升或下降。另外設(shè)有位置指示線圈以顯示控制棒提升的位置。

堆內(nèi)構(gòu)件各部件與壓力容器筒身、頂蓋相互之間都設(shè)有定位鍵、銷等，用以相互定位使控制棒驅(qū)動(dòng)線對(duì)中，確?？刂瓢裟茏杂商嵘?、下降和快速下降。各部件之間壓緊固定處，根據(jù)情況設(shè)置彈性部件或留有間隙，以補(bǔ)償不同的熱膨脹量。