本發(fā)明屬于一種壓水堆核電站反應(yīng)堆堆頂結(jié)構(gòu)，具體涉及一種適用于壓水堆的一體化堆頂結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：
反應(yīng)堆堆頂結(jié)構(gòu)是反應(yīng)堆的重要部件之一，其功能主要包括：在地震情況下限制驅(qū)動機(jī)構(gòu)(CRDM)的過度變形，保證其功能的完整性；借助冷卻空氣帶走CRDM線圈產(chǎn)生的熱量，以保證其溫度不超過限值；將反應(yīng)堆堆頂?shù)乃须娎|引到規(guī)定的土建接口處；在安裝、換料和檢修時與環(huán)吊連接將整個堆頂結(jié)構(gòu)吊到(離)反應(yīng)堆壓力容器。同時，作為反應(yīng)堆換料/維修等開/扣蓋操作時，必須進(jìn)行操作的大型設(shè)備，堆頂結(jié)構(gòu)應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)簡便、快速的拆裝，并為操作人員提供必要的輻射防護(hù)，進(jìn)而節(jié)省反應(yīng)堆換料或維修操作時間和減少操作人員所受的輻照劑量，從提高反應(yīng)堆的安全性和經(jīng)濟(jì)性。目前，國內(nèi)外壓水堆堆頂結(jié)構(gòu)主要有兩種：分散式堆頂結(jié)構(gòu)和一體化堆頂結(jié)構(gòu)。分散式堆頂結(jié)構(gòu)均是采用基于法國M310堆型的堆頂結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)是法國AREVANP公司于上世紀(jì)80年代設(shè)計并開展應(yīng)用的，雖然其結(jié)構(gòu)簡單，但部分設(shè)備須在反應(yīng)堆廠房內(nèi)進(jìn)行配裝，反應(yīng)堆換料或維修等操作花費(fèi)時間較長，且沒有人員輻射防護(hù)措施，從而導(dǎo)致操作人員所受輻照劑量較高，安全性和經(jīng)濟(jì)性較差。而近年來，國外許多發(fā)達(dá)國家在保證堆頂結(jié)構(gòu)固有功能要求的基礎(chǔ)上，均對其進(jìn)行了較深入的設(shè)計研究，并且取得了眾多的科研成果，部分科研成果也已投入到實(shí)際的工程應(yīng)用中。從發(fā)展趨勢可以看出，堆頂結(jié)構(gòu)的設(shè)計逐漸向集成化、一體化的方向發(fā)展，主要目標(biāo)是減少現(xiàn)場安裝時間、縮短反應(yīng)堆換料/維修期間堆頂?shù)牟僮鲿r間、降低操作人員所受的輻照劑量等，從而提高反應(yīng)堆的安全性和經(jīng)濟(jì)性。美國西屋公司的AP1000一體化堆頂結(jié)構(gòu)就是其中一種，其具有了一體化堆頂結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，但也存在一些不足，主要包括：將四個風(fēng)機(jī)置于堆頂結(jié)構(gòu)上，不但給堆頂結(jié)構(gòu)帶來很大的震動危害，同時還增高了堆頂結(jié)構(gòu)的重心，不利于堆頂結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，另外風(fēng)機(jī)的維修更換等不便；由于結(jié)構(gòu)的限制，反應(yīng)堆不能使用整體式螺栓拉伸機(jī)，只能使用分體式螺栓拉伸機(jī)，而相對于分體式螺栓拉伸機(jī)，整體式螺栓拉伸機(jī)可以大大減少堆頂結(jié)構(gòu)起吊操作的時間，提供反應(yīng)堆的安全性和經(jīng)濟(jì)性；將堆頂電纜置于上部圍筒周圍給電纜的維修更換等帶來很大的困難。因此目前國內(nèi)外壓水堆堆頂結(jié)構(gòu)尚無法完全滿足反應(yīng)堆對安全性和經(jīng)濟(jì)性的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種適用于壓水堆的一體化堆頂結(jié)構(gòu)，它能夠滿足壓水堆堆頂結(jié)構(gòu)的功能要求，同時又具有可使用整體式螺栓拉伸機(jī)、能夠外接冷卻系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)設(shè)備功能的集成化和結(jié)構(gòu)的一體化、能夠?yàn)椴僮魅藛T提供輻射屏蔽、實(shí)現(xiàn)快速吊離/安裝等特點(diǎn)的一體化堆頂結(jié)構(gòu)。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種適用于壓水堆的一體化堆頂結(jié)構(gòu)，它包括壓力容器頂蓋，壓力容器頂蓋的上部設(shè)有圍筒，圍筒的內(nèi)部的上端設(shè)有冷卻圍板，冷卻圍板上設(shè)有冷卻風(fēng)管，圍筒的上分別開有圍筒上的進(jìn)風(fēng)口和圍筒上的出風(fēng)口，進(jìn)風(fēng)口和圍筒上的出風(fēng)口與內(nèi)部的冷卻風(fēng)管連接，圍筒的頂部設(shè)有抗震組件，抗震組件上設(shè)有電纜托架及電纜橋組件和頂蓋吊具。所述的吊具包括下吊桿和吊具上部結(jié)構(gòu)，下吊桿下端與壓力容器頂蓋上的吊耳連接，上端與抗震環(huán)連接固定，同時與上部吊具結(jié)構(gòu)通過銷軸連接，吊具上部結(jié)構(gòu)包括由橫梁構(gòu)成的帶筋板的三角形支架，橫梁之間通過加強(qiáng)筋板固定在一起。所述的橫梁的結(jié)合處還固定有U型起吊塊。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，它主要由圍筒、冷卻圍板、冷卻風(fēng)管、抗震組件、電纜托架及電纜橋組件和頂蓋吊具等組成。該一體化堆頂結(jié)構(gòu)能夠滿足堆頂結(jié)構(gòu)的功能要求，同時該堆頂結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單、制造較為方便，外接冷卻系統(tǒng)，可使用整體式螺栓拉伸機(jī)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備功能的集成化和結(jié)構(gòu)的一體化，能夠?yàn)椴僮魅藛T提供輻射屏蔽，能夠?qū)崿F(xiàn)快速吊離/安裝，體現(xiàn)了第三代核電技術(shù)對安全性、先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性要求。附圖說明圖1是本發(fā)明的一體化堆頂結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為頂蓋吊具上部結(jié)構(gòu)示意圖。圖中：1壓力容器頂蓋，2下吊桿，3冷卻圍板，4圍筒，5圍筒上的進(jìn)風(fēng)口，6抗震組件，7頂蓋吊具，8電纜托架及電纜橋組件，9圍筒上的出風(fēng)口，10冷卻風(fēng)管，11橫梁，12加強(qiáng)筋板，13U型起吊塊。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明：如圖1所示，一種適用于壓水堆的一體化堆頂結(jié)構(gòu)它包括半球狀的壓力容器頂蓋1，壓力容器頂蓋1的上部固定連接有筒狀的圍筒4，圍筒4的內(nèi)部的中部固定有冷卻圍板3，冷卻圍板3上固定有冷卻風(fēng)管10，圍筒4的上端分別開有圍筒上的進(jìn)風(fēng)口5和圍筒上的出風(fēng)口9，進(jìn)風(fēng)口5和圍筒上的出風(fēng)口9與內(nèi)部的冷卻風(fēng)管10連接，圍筒4的頂部固定有抗震組件6，抗震組件6上固定有電纜托架及電纜橋組件8，電纜托架及電纜橋組件8的上端設(shè)有頂蓋吊具7，如圖2所示，頂蓋吊具7是吊運(yùn)一體化堆頂結(jié)構(gòu)的專用工具，它包括下吊桿2和吊具上部結(jié)構(gòu)。下吊桿2下端通過銷軸與壓力容器頂蓋1上的吊耳連接，上端與抗震環(huán)連接固定，同時與上部吊具結(jié)構(gòu)通過銷軸連接，吊具上部結(jié)構(gòu)為一個由橫梁11構(gòu)成的帶筋板的三角形支架，橫梁11之間通過加強(qiáng)筋板12固定在一起，橫梁11的結(jié)合處還固定有U型起吊塊13。在反應(yīng)堆運(yùn)行及停堆期間，頂蓋吊具7均安裝在堆頂結(jié)構(gòu)上而不需要拆裝，從而保證了反應(yīng)堆換料/維修期間堆頂結(jié)構(gòu)的快速起吊和安裝。其中，圍筒4是整個一體化堆頂結(jié)構(gòu)的主體結(jié)構(gòu)，堆頂大部分部件都是以它作為結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，既作為CRDM抗震系統(tǒng)的一部分，又作為CRDM冷卻系統(tǒng)的邊界，同時也作為一體化堆頂結(jié)構(gòu)的輻照屏蔽結(jié)構(gòu)。圍筒4下端設(shè)有連接法蘭和法蘭加強(qiáng)筋板，連接法蘭與壓力容器頂蓋1上的支撐臺通過螺栓連接，從而將圍筒4固定到壓力容器頂蓋上。在圍筒4的下端設(shè)有操作窗口，用于對堆內(nèi)測量密封結(jié)構(gòu)和保溫層進(jìn)行操作。每個窗口處設(shè)有一個可以關(guān)閉并鎖定的屏蔽門，屏蔽門在反應(yīng)堆正常運(yùn)行期間關(guān)閉并鎖定。在圍筒4的上端設(shè)有進(jìn)風(fēng)口5和出風(fēng)口9，每個進(jìn)風(fēng)口5處設(shè)置由可以關(guān)閉并鎖定的屏蔽門，屏蔽門在反應(yīng)堆正常運(yùn)行期間為常開狀態(tài)。出風(fēng)口9處設(shè)有連接法蘭，以便與外部風(fēng)管連接。圍筒4在軸向上從壓力容器頂蓋1上的連接臺階面延伸到CRDM的上端，在圍筒4中部的內(nèi)側(cè)設(shè)有支承環(huán)板，以便固定和支承冷卻圍板3和冷卻風(fēng)管10。圍筒4可分為兩段或三段，每段之間用法蘭螺栓連接固定。在圍筒4內(nèi)部對應(yīng)CRDM電磁線圈高度位置設(shè)有冷卻圍板3及冷卻風(fēng)管10，主要作用是形成從上向下再向上的冷卻風(fēng)道，對CRDM進(jìn)行均勻的冷卻。冷卻圍板3主要是將CRDM電磁線圈圍住，形成均勻的冷卻風(fēng)道；而冷卻風(fēng)管10主要是實(shí)現(xiàn)將冷卻風(fēng)均勻地引出圍筒出風(fēng)口9處，圍筒4上對應(yīng)冷卻風(fēng)管10上端中部位置開有出風(fēng)口9。圍筒4、冷卻圍板3、冷卻風(fēng)管10和外部通風(fēng)設(shè)備形成了CRDM冷卻系統(tǒng)。冷卻風(fēng)由圍筒4上端的冷卻風(fēng)入口5進(jìn)入圍筒4，經(jīng)冷卻圍板3構(gòu)成的CRDM電磁線圈組件區(qū)域進(jìn)入CRDM下端，然后沿著冷卻圍板3和圍筒4之間的間隙進(jìn)入冷卻風(fēng)管10，在冷卻風(fēng)管均勻混合后到達(dá)出風(fēng)口9，再進(jìn)入外部冷卻風(fēng)管，從而進(jìn)入CRDM外部通風(fēng)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)對CRDM的冷卻?？拐鸾M件6由抗震板和抗震環(huán)組成?？拐鸢骞潭ㄔ贑RDM棒位探測器組件的上端，所有抗震板的結(jié)構(gòu)尺寸相同，均為方形板狀結(jié)構(gòu)；抗震環(huán)位于圍筒4的上端，與圍筒4上法蘭連接?？拐瓠h(huán)為一個外側(cè)為圓形、內(nèi)側(cè)為多邊形的板狀結(jié)構(gòu)?？拐鸢迮c抗震環(huán)之間的間隙通過調(diào)整螺栓調(diào)整為一個定值。圍筒和抗震組件構(gòu)成了CRDM抗震系統(tǒng)。在地震情況下，CRDM的橫向載荷通過抗震板傳遞到抗震環(huán)上，再通過圍筒傳遞到壓力容器頂蓋上。圍筒確保了抗震環(huán)不會發(fā)生較大橫向位移，進(jìn)而確保了CRDM不會發(fā)生過度的橫向變形，保證了CRDM的正常工作。電纜托架及電纜橋組件8由上層電纜托架、下層電纜托架、電纜橋支座、上層電纜橋和下層電纜橋組成。用于將堆頂電纜引導(dǎo)到土建電纜接線板處，同時對電纜進(jìn)行固定。上下層電纜托架通過支座連接固定，并與電纜橋支座固定；上下層電纜橋通過支撐桿連接，反應(yīng)堆正常運(yùn)行時，上下位于土建平臺上，當(dāng)換料/維修等停堆操作期間，上下層電纜橋繞電纜橋支座翻轉(zhuǎn)并固定于豎直位置。在反應(yīng)堆正常運(yùn)行期間，上下層電纜橋位于堆坑土建平臺上，圍筒4上的出風(fēng)口9與外部冷卻系統(tǒng)風(fēng)管連接，頂蓋吊具7位于堆頂結(jié)構(gòu)上。而在反應(yīng)堆換料/維修等停堆操作時，將上下層電纜橋翻轉(zhuǎn)并固定于豎直位置，拆除外部冷卻系統(tǒng)風(fēng)管，將吊環(huán)與頂蓋吊具7上的U型起吊塊13連接即可將堆頂結(jié)構(gòu)吊離反應(yīng)堆。