本實(shí)用新型涉及核電領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種核反應(yīng)堆及雙層套管結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

核電作為清潔能源，已經(jīng)被廣泛的建設(shè)應(yīng)用。在傳統(tǒng)的核電站中，如壓水堆核電站，通常包括壓力容器、蒸汽發(fā)生器、主泵、穩(wěn)壓器等主設(shè)備。在現(xiàn)有技術(shù)中，由于核電站的建設(shè)場地充足、規(guī)模較大，壓力容器、蒸汽發(fā)生器、主泵之間通常都是通過長管道進(jìn)行連接，設(shè)備進(jìn)、出口均需設(shè)置連接管嘴。整個(gè)設(shè)備布置的間距較大，管道較長，所以設(shè)備占用空間較大。

在核電站運(yùn)行過程中，需要由主管道來實(shí)現(xiàn)主冷卻劑在核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)中的循環(huán)流動。它是構(gòu)成反應(yīng)堆一回路循環(huán)流道的重要組成部分。一回路主冷卻劑通過主管道、壓力容器、蒸汽發(fā)生器、主泵等構(gòu)成的封閉環(huán)路形成穩(wěn)定流暢的流道，持續(xù)帶走堆芯熱量，并將熱量傳遞給二次側(cè)水產(chǎn)生需要的熱蒸汽。

然而，隨著用電的分散需求的增加，大型核電站的建設(shè)逐漸的被限制，慢慢的需要更多的小型化核電站。在小型化核電站中，由于小型化的限制，各主設(shè)備之間如果仍使用主管道、連接管嘴的結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，勢必造成尺寸過大，無法適用需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于，提供一種改進(jìn)的核反應(yīng)堆及雙層套管結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種雙層套管結(jié)構(gòu)，所述雙層套管結(jié)構(gòu)包括內(nèi)管和套設(shè)在所述內(nèi)管外圍的外管，所述內(nèi)管形成第一通道，所述內(nèi)管外和所述外管之間形成與所述第一通道隔絕的第二通道。

優(yōu)選地，所述內(nèi)管包括分別由所述外管的兩端插入到所述外管內(nèi)拼接的第一管段、第二管段，所述第一管段、第二管段兩相對的端部之間密封配合。

優(yōu)選地，所述第一管段、第二管段兩相對的端部之間設(shè)有相互密封的密封機(jī)構(gòu)，所述密封機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在所述第一管段的內(nèi)端端部的密封段，所述密封段套設(shè)到所述第二管段內(nèi)端端部外。

優(yōu)選地，所述密封機(jī)構(gòu)還包括設(shè)置在所述第二管段的內(nèi)端外壁面上的密封圈，所述密封圈與所述密封段的內(nèi)壁面配合。

優(yōu)選地，所述第二管段的內(nèi)端面與所述第一管段的內(nèi)端面之間留有間隙。

優(yōu)選地，所述外管的內(nèi)壁上設(shè)有定位部，所述第一管段、第二管段的外壁面上設(shè)有與所述定位部對應(yīng)卡合實(shí)現(xiàn)側(cè)向定位的插接部。

優(yōu)選地，所述定位部包括沿軸向設(shè)置的卡槽，所述插接部包括沿軸向設(shè)置與所述卡槽插接配合的卡臺。

優(yōu)選地，所述外管包括第三管段、第四管段，所述第三管段、第四管段拼接后連接，且拼接的端面密封。

優(yōu)選地，所述第三管段、第四管段的內(nèi)壁面上均設(shè)有所述定位部，所述第一管段、第二管段的外壁面上分別設(shè)有與所述第三管段、第四管段上的定位部對應(yīng)的插接部。

優(yōu)選地，所述第一管段的外端面設(shè)有側(cè)向向外延伸設(shè)置、與外部連接的裙板。

優(yōu)選地，所述內(nèi)管偏離所述外管的中心設(shè)置。

優(yōu)選地，所述裙板呈半圓形，所述裙板上設(shè)有與所述第一管段的內(nèi)孔對應(yīng)的通孔，所述裙板的弧形邊緣與所述內(nèi)管連接。

優(yōu)選地，所述第二管段的外端面設(shè)有用于和外部連接的法蘭板。

本實(shí)用新型還構(gòu)造一種核反應(yīng)堆，所述核反應(yīng)堆包括至少兩個(gè)腔室，每一所述腔室內(nèi)分別設(shè)有連通的兩個(gè)容腔，兩個(gè)所述腔室之間連接有所述的雙層套管結(jié)構(gòu)；

所述第一通道的兩端分別與對應(yīng)端所述腔室的其中一個(gè)容腔連通，所述第二通道的兩端分別與對應(yīng)端所述腔室的另外一個(gè)容腔連通，以在所述雙層套管結(jié)構(gòu)兩端的兩個(gè)所述腔室之間形成相應(yīng)的循環(huán)回路供冷卻劑循環(huán)回流。

優(yōu)選地，所述腔室包括主泵、壓力容器、以及蒸汽發(fā)生器對應(yīng)的腔室，所述壓力容器與所述蒸汽發(fā)生器之間連接有所述雙層套管結(jié)構(gòu)；和/或，

所述主泵與所述壓力容器、所述蒸汽發(fā)生器中的一個(gè)之間連接有所述雙層套管結(jié)構(gòu)；

以在所述主泵提供冷卻劑循環(huán)動力時(shí)，所述主泵、壓力容器、以及蒸汽發(fā)生器內(nèi)的各容腔之間形成相應(yīng)的循環(huán)回流。

優(yōu)選地，所述內(nèi)管包括分別由所述外管的兩端插入到所述外管內(nèi)拼接的第一管段、第二管段，所述第一管段的外端面設(shè)有側(cè)向向外延伸設(shè)置、與外部連接的裙板。

優(yōu)選地，所述內(nèi)管偏離所述外管的中心設(shè)置；所述裙板呈半圓形，所述裙板上設(shè)有與所述第一管段的內(nèi)孔對應(yīng)的通孔，所述裙板的弧形邊緣與所述內(nèi)管連接。

優(yōu)選地，所述第二管段的外端面設(shè)有用于和外部連接的法蘭板。

實(shí)施本實(shí)用新型的核反應(yīng)堆及雙層套管結(jié)構(gòu)，具有以下有益效果：本實(shí)用新型的核反應(yīng)堆及雙層套管結(jié)構(gòu)減少了反應(yīng)堆各個(gè)主設(shè)備之間的距離，使小型堆結(jié)構(gòu)更加緊湊，便于整體支撐的設(shè)計(jì)；同時(shí)，大幅縮短了一回路系統(tǒng)的主管道長度，降低了主冷卻劑在一回路系統(tǒng)循環(huán)過程中的熱損失，也使整個(gè)一回路系統(tǒng)更加緊湊，進(jìn)一步地，采用雙層套管結(jié)構(gòu)的反應(yīng)堆可實(shí)現(xiàn)整體起吊安裝，相對大堆分設(shè)備分別就位并最后焊接的模式更加高效快捷。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，附圖中：

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例中的核反應(yīng)堆通過雙層套管結(jié)構(gòu)連接的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中的雙層套管結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；

圖3是圖1中的雙層套管結(jié)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)立體示意圖；

圖4是圖3中的局部視圖C的放大示意圖。

具體實(shí)施方式

為了對本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式。

如圖1所示，本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中的核反應(yīng)堆包括兩個(gè)腔室，每一腔室內(nèi)分別設(shè)有連通的兩個(gè)容腔，雙層套管結(jié)構(gòu)4連接在兩個(gè)腔室之間。腔室可以分別為核反應(yīng)堆的主泵1、蒸汽發(fā)生器2、壓力容器3其中的一個(gè)，雙層套管結(jié)構(gòu)4讓核反應(yīng)堆的各主設(shè)備的容腔之間連通。

如圖2所示，雙層套管結(jié)構(gòu)4內(nèi)形成有并排且相互隔離的第一通道A、第二通道B，第一通道A的兩端分別與對應(yīng)端腔室的其中一個(gè)容腔連通，第二通道B的兩端分別與對應(yīng)端腔室的另外一個(gè)容腔連通，以在雙層套管結(jié)構(gòu)4兩端的兩個(gè)腔室之間形成相應(yīng)的循環(huán)回路供冷卻劑循環(huán)回流，在整個(gè)一回路上形成流通。

核反應(yīng)堆的各主設(shè)備之間采用雙層套管結(jié)構(gòu)4，減少了各個(gè)主設(shè)備之間的距離，使小型堆結(jié)構(gòu)更加緊湊，便于整體支撐的設(shè)計(jì)。同時(shí)，大幅縮短了一回路系統(tǒng)的主管道長度，降低了主冷卻劑在一回路系統(tǒng)循環(huán)過程中的熱損失，也使整個(gè)一回路系統(tǒng)更加緊湊，進(jìn)一步地，采用雙層套管結(jié)構(gòu)4的反應(yīng)堆可實(shí)現(xiàn)整體起吊安裝，相對大堆分設(shè)備分別就位并最后焊接的模式更加高效快捷。

雙層套管結(jié)構(gòu)4包括內(nèi)管41和套設(shè)在內(nèi)管41外的外管42，內(nèi)管41內(nèi)形成第一通道A、內(nèi)管41外壁面和外管42內(nèi)壁面間形成第二通道B；第一通道A與第二通道B相互隔絕，在循環(huán)回流過程中，可以保證內(nèi)管41的內(nèi)外兩側(cè)的通道之間不會產(chǎn)生泄漏。

優(yōu)選地，內(nèi)管41包括分別由外管42的兩端插入到外管42內(nèi)拼接的第一管段411、第二管段412，第一管段411、第二管段412兩相對的端部之間密封配合。內(nèi)管41分段設(shè)置，可以讓第一管段411、第二管段412從兩端安裝到外管42內(nèi)，且第一管段411、第二管段412通過可拆結(jié)構(gòu)與外管42或相鄰設(shè)備內(nèi)的構(gòu)件相連，便于拆裝檢修。

第一管段411、第二管段412兩相對的端部之間設(shè)有相互密封的密封機(jī)構(gòu)43，避免拼接位置出現(xiàn)泄漏。密封機(jī)構(gòu)43包括設(shè)置在第一管段411的內(nèi)端端部的密封段431，密封段431套設(shè)到第二管段412內(nèi)端端部外，第二管段412插入到密封段431內(nèi)，密封段431與第二管段412之間形成密封。

進(jìn)一步地，密封機(jī)構(gòu)43還包括設(shè)置在第二管段412的內(nèi)端外壁面上的密封圈432，密封圈432與密封段431的內(nèi)壁面配合，在密封段431和第二管段412之間形成密封。在其他實(shí)施例中，密封段431和第二管段412之間也可采用其他密封結(jié)構(gòu)，以能保證第一管段411、第二管段412之間插裝配合的方式和插裝后的密封效果即可。

第二管段412的內(nèi)端面與第一管段411的內(nèi)端面之間留有間隙，以允許內(nèi)管41在軸向方向的變形，消除熱應(yīng)力。當(dāng)外管42材質(zhì)的熱線膨脹率比第一管段411、第二管段412的小時(shí)，在第一管段411、第二管段412安裝完畢后，端面接頭處存在一個(gè)安裝間隙，可以滿足管道一定溫度下內(nèi)管41相對于外管42產(chǎn)生額外的軸向膨脹，間隙的大小可根據(jù)應(yīng)用場合任意調(diào)節(jié)。

同理，當(dāng)外管42材質(zhì)的熱線膨脹率比第一管段411、第二管段412的大時(shí)，還可以在安裝完畢后完全壓緊，讓端面接頭處的間隙為零。在一定溫度下，第一管段411、第二管段412之間可以產(chǎn)生間隙，滿足內(nèi)管41相對于外管42產(chǎn)生額外的軸向收縮。以上兩種情況下消除管道熱應(yīng)力，具有熱補(bǔ)償作用，可實(shí)現(xiàn)內(nèi)管41發(fā)生一定軸向熱膨脹位移的工況下能消除額外熱應(yīng)力，有效消除了端部連接法蘭應(yīng)力過大的問題，保證密封結(jié)構(gòu)功能性。

利用第一管段411、第二管段412插接配合的結(jié)構(gòu)方式，在便于第一管段411、第二管段412拆裝的同時(shí)，還可在插接位置上設(shè)置多種密封結(jié)構(gòu)形式，實(shí)現(xiàn)插接位置的密封，插接位置的密封結(jié)構(gòu)也便于更換，利于電站后期的運(yùn)行維護(hù)。

進(jìn)一步地，結(jié)合圖3、圖4所示，外管42的內(nèi)壁上設(shè)有定位部421，第一管段411、第二管段412的外壁面上設(shè)有與定位部421對應(yīng)卡合實(shí)現(xiàn)側(cè)向定位的插接部413。在第一管段411、第二管段412分別從外管42的兩端插入后，插接部413與定位部421配合，實(shí)現(xiàn)第一管段411、第二管段412的側(cè)向定位，保證第一管段411、第二管段412插入后不會出現(xiàn)晃動。

進(jìn)一步地，定位部421包括沿軸向設(shè)置的卡槽，插接部413包括沿軸向設(shè)置與卡槽插接配合的卡臺。在其他實(shí)施例中，卡槽和卡臺的位置也可調(diào)換。

在一些實(shí)施例中，為了便于安裝和加工，外管42包括第三管段422、第四管段423，腔室上分別設(shè)有與第三管段422、第四管段423對應(yīng)的開孔。優(yōu)選地，第三管段422、第四管段423分別與對應(yīng)端的腔室為一體結(jié)構(gòu)，第三管段422、第四管段423由腔室上開孔位置的管嘴形成，這樣既減少了主管道的環(huán)焊縫數(shù)量，也避免了傳統(tǒng)壓水堆中主管道安全端焊接的難題，改善了焊縫的機(jī)械性能，從而減少了現(xiàn)場安裝工作量。

在其他實(shí)施例中，第三管段422、第四管段423也可通過焊接或法蘭連接等方式固定到對應(yīng)腔室上，與開孔連通。

將第三管段422、第四管段423伸出的端部拼接，通常，第三管段422、第四管段423拼接連通后，在拼接位置用焊接等方式連接固定。在其他實(shí)施例中，第三管段422、第四管段423也可通過法蘭結(jié)構(gòu)連接。

優(yōu)選地，第三管段422、第四管段423的內(nèi)壁面上均設(shè)有定位部421，第一管段411、第二管段412的外壁面上分別設(shè)有與第三管段422、第四管段423上的定位部421對應(yīng)的插接部413。

在第一管段411、第二管段412從兩端插入外管42后，可以從第一管段411、第二管段412的外端將其固定。優(yōu)選地，第一管段411的外端面設(shè)有側(cè)向向外延伸設(shè)置、與外部連接的裙板414。裙板414可以與外管42的端部連接，也可以與腔室內(nèi)的其他結(jié)構(gòu)連接。

為了盡量減小對第二通道B內(nèi)流體的流動影響，可以讓內(nèi)管41偏離外管42的中心設(shè)置。對應(yīng)的，裙板414呈半圓形，裙板414上設(shè)有與第一管段411的內(nèi)孔對應(yīng)的通孔，讓第一管段411的外端與外部連通，裙板414的弧形邊緣與內(nèi)管41連接。

半圓形的裙板414可以保證外管42的端面有一半的橫斷面可以供流體進(jìn)出。通常，裙板414可以同時(shí)與外管42的端部和腔室內(nèi)的結(jié)構(gòu)焊接固定，裙板414也可可拆卸安裝。在其他實(shí)施例中，內(nèi)管41也可與外管42同軸設(shè)置。

進(jìn)一步地，第二管段412的外端面設(shè)有用于和外部連接的法蘭板415，法蘭板415與腔室內(nèi)的結(jié)構(gòu)可拆卸連接。第一管段411、第二管段412中至少有一個(gè)是可拆卸安裝，以，便于后期的維護(hù)檢修。

內(nèi)管41從外管42中通過，可以使壓力容器3、主泵1和蒸汽發(fā)生器2等腔室兩側(cè)的主冷卻劑進(jìn)出口均位于同一管嘴中，減少了壓力容器3、蒸汽發(fā)生器2和主泵1等主設(shè)備的開孔數(shù)量，便于加工制造。

再如圖1所示，本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中的核反應(yīng)堆包括主泵1、壓力容器3、蒸汽發(fā)生器2，壓力容器3與蒸汽發(fā)生器2之間連接有雙層套管結(jié)構(gòu)4；主泵1與壓力容器3之間連接有雙層套管結(jié)構(gòu)4，以在主泵1提供冷卻劑循環(huán)動力時(shí)，主泵1、壓力容器3、以及蒸汽發(fā)生器2內(nèi)的各容腔之間形成相應(yīng)的循環(huán)回流。

結(jié)合圖4所示，雙層套管結(jié)構(gòu)4包括內(nèi)管41和套設(shè)在內(nèi)管41外圍的外管42，內(nèi)管41形成第一通道A，內(nèi)管41外和外管42之間形成與第一通道A隔絕的第二通道B。

內(nèi)管41包括分別由外管42的兩端插入到外管42內(nèi)拼接的第一管段411、第二管段412，第一管段411的外端面設(shè)有側(cè)向向外延伸設(shè)置、與外部連接的裙板414。

內(nèi)管41偏離外管42的中心設(shè)置；裙板414呈半圓形，裙板414上設(shè)有與第一管段411的內(nèi)孔對應(yīng)的通孔，裙板414的弧形邊緣與內(nèi)管41連接，也可與腔室連接，或同時(shí)與內(nèi)管41、腔室連接。

進(jìn)一步地，第二管段412的外端面設(shè)有用于和外部連接的法蘭板415。

在其他實(shí)施例中，主泵1也可與蒸汽發(fā)生器2連接，在主泵1與蒸汽發(fā)生器2之間連接有雙層套管結(jié)構(gòu)4。當(dāng)然，也可根據(jù)具體結(jié)構(gòu)，只在主泵1與壓力容器3之間連接雙層套管結(jié)構(gòu)4，或只在主泵1與蒸汽發(fā)生器2之間連接雙層套管結(jié)構(gòu)4，或只在壓力容器3和蒸汽發(fā)生器2之間連接雙層套管結(jié)構(gòu)4。

可以理解地，上述各技術(shù)特征可以任意組合使用而不受限制。

以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。