一種外壁面帶有翅片的壓力容器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于大型非能動壓水堆核電廠安全技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種外壁面帶有翅片的壓力容器。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有的非能動壓水堆核電廠的設(shè)計(jì)中，采用了很多嚴(yán)重事故緩解策略。例如在AP1000核電廠中，采用了熔融物堆內(nèi)滯留(IVR, In-vessel retent1n)的技術(shù)來確保反應(yīng)堆壓力容器下封頭不發(fā)生失效，使堆芯熔融物滯留在壓力容器內(nèi)。IVR技術(shù)是在核電廠發(fā)生事故的條件下將水注入反應(yīng)堆堆腔，使反應(yīng)堆壓力容器浸于水中，依靠水的沸騰冷卻壓力容器壁面并保持壓力容器的完整性。然而，IVR措施的成功需要滿足一定的條件，例如壓力容器壁面的熱流密度必須小于當(dāng)?shù)嘏R界熱流密度。壓力容器壁面熱流密度與當(dāng)?shù)嘏R界熱流密度的比值是評價IVR有效性的關(guān)鍵指標(biāo)之一，其比值越小說明IVR措施裕量越大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種外壁面帶有翅片的壓力容器，其可以提高壓力容器外壁面的臨界熱流密度，增強(qiáng)反應(yīng)堆嚴(yán)重事故條件下熔融物堆內(nèi)滯留措施的有效性。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種外壁面帶有翅片的壓力容器，該壓力容器包括壓力容器及其外壁上固定的翅片，其中，壓力容器包括圓柱筒結(jié)構(gòu)的壓力容器筒身及其下端蓋狀結(jié)構(gòu)的下封頭，在壓力容器下封頭外壁上沿周向均勻布置有N個翅片。
[0005]所述的翅片與壓力容器直接鍛造成型或者翅片直接焊接至壓力容器外壁面上。
[0006]所述的壓力容器下封頭外壁上沿周向均勻布置有2個、4個、6個或8個翅片，且每個翅片彼此之間不相互接觸。
[0007]所述的翅片具體為波浪形長條形結(jié)構(gòu)的翅片A，翅片A —端為平直板狀結(jié)構(gòu)的平直段，并與主體波浪形結(jié)構(gòu)的長條板狀結(jié)構(gòu)弧形過渡；每個翅片A沿著壓力容器下封頭外壁面縱向布置，且翅片A平直段的一端位于下封頭底部區(qū)域。
[0008]所述的翅片A平直段自由端存在倒角，倒角后形成的夾角P1Sicr?70°。
[0009]所述的翅片A垂直壓力容器下封頭外壁面的翅片高度H1與長條形結(jié)構(gòu)翅片A的寬度W1之間的比值為I?10。
[0010]所述的翅片具體為光滑過渡弧形長條結(jié)構(gòu)的翅片B，翅片B前端弧度相對較小，后段弧度相對較大，翅片B垂直壓力容器下封頭外壁面的前端翅片高度相對較小，后段翅片高度相對較大，且整個翅片高度為平滑過渡。
[0011]所述的翅片B的最大翅片高度H2與長條形結(jié)構(gòu)翅片B的寬度W2的比值為0.5?50。
[0012]所述的翅片B沿壓力容器下封頭外壁面縱向布置，并使翅片B中翅片高度較小的一端位于下封頭底部，且翅片B與來流的夾角02為0°?60°。
[0013]本發(fā)明的顯著效果在于:本發(fā)明所述的一種外壁帶有翅片的壓力容器，在壓力容器外壁設(shè)置的翅片，可以使流體流動過程中產(chǎn)生漩渦或是引導(dǎo)流體改變單一的流動方向，從而可以增強(qiáng)流體流動過程中的攪渾，使流體受熱更加均勻，從而增強(qiáng)流體的換熱能力，提高流體在壓力容器外壁面相應(yīng)位置處的臨界熱流密度，有利于實(shí)施核電廠堆內(nèi)熔融物滯留措施，提高核電廠在事故情況下的安全性。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明所述的一種外壁面帶有翅片的壓力容器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為圖1的底視圖；
[0016]圖3為圖1中翅片結(jié)構(gòu)的頂視圖；
[0017]圖4為圖1中翅片結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；
[0018]圖5為本發(fā)明所述的另外一種外壁面帶有翅片的壓力容器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖6為圖5的底視圖；
[0020]圖7為圖5中翅片結(jié)構(gòu)的立體示意圖；
[0021]圖8為圖5中翅片結(jié)構(gòu)的頂視圖；
[0022]圖9為圖5中翅片結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；
[0023]圖中:1、壓力容器；2、翅片A ;3、翅片B。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0025]實(shí)施例1
[0026]如圖1?4所示，一種外壁面帶有翅片的壓力容器，包括壓力容器I及其外壁上固定的翅片A2，其中，壓力容器I包括圓柱筒結(jié)構(gòu)的壓力容器筒身及其下端蓋狀結(jié)構(gòu)的下封頭，在壓力容器I下封頭外壁上沿周向均勻布置有N個翅片A2，如在壓力容器I下封頭外壁上沿周向均勻布置有2個、4個、6個或8個翅片A2，翅片A2與壓力容器I直接鍛造成型或者翅片A2直接焊接至壓力容器I外壁面上，且每個翅片A2彼此之間不相互接觸，其中，翅片A2主體為波浪形的長條形結(jié)構(gòu)，其一端為平直板狀結(jié)構(gòu)的平直段，并與主體波浪形結(jié)構(gòu)的長條板狀結(jié)構(gòu)弧形過渡，翅片A2平直段自由端存在倒角，倒角后形成的夾角hSlO。?70°，翅片A2垂直壓力容器I下封頭外壁面的翅片高度H1與長條形結(jié)構(gòu)翅片A2的寬度W1之間的比值為0.5?50 ;每個翅片A2沿著壓力容器I下封頭外壁面縱向布置，且翅片A2平直段的一端位于下封頭底部區(qū)域。
[0027]實(shí)施例2
[0028]如圖5?9所示，一種外壁面帶有翅片的壓力容器，包括壓力容器I及其外壁上固定的翅片B3，其中，壓力容器I包括圓柱筒結(jié)構(gòu)的壓力容器筒身及其下端蓋狀結(jié)構(gòu)的下封頭，在壓力容器I下封頭外壁上沿周向均勻布置有N個翅片B3，如在壓力容器I下封頭外壁上沿周向均勻布置有2個、4個、6個或8個翅片B3，翅片B3與壓力容器I直接鍛造成型或者翅片B3直接焊接至壓力容器I外壁面上，且每個翅片B3彼此之間不相互接觸，其中，翅片B3為光滑過渡弧形的長條結(jié)構(gòu)，且翅片B3前端弧度相對較小，后段弧度相對較大，翅片B3垂直壓力容器I下封頭外壁面的前端翅片高度相對較小，后段翅片高度相對較大，且整個翅片高度為平滑過渡；翅片B3的最大翅片高度H2與長條形結(jié)構(gòu)翅片B3的寬度W2的比值為0.5?50 ;每個翅片B3沿壓力容器下封頭外壁面縱向布置，并使翅片B3中翅片高度較小的一端位于下封頭底部，且翅片B3與來流的夾角02為0°?60°。
[0029]本發(fā)明所述的一種外壁帶有翅片的壓力容器，在當(dāng)核電廠發(fā)生嚴(yán)重事故時，堆芯熔化和坍塌，熔融物逐漸聚集在壓力容器I下封頭內(nèi)。在上述過程中，電廠將通過自動或手動方式實(shí)施堆腔淹沒，將壓力容器I浸泡在水中，壓力容器加熱外部的水，使水發(fā)生沸騰，從而帶走壓力容器熱量，維持壓力容器不被損壞。本發(fā)明在壓力容器外壁面上形成翅片，翅片擁有平直段，起引流作用，平直段端部有倒角，并且與主體之間通過弧形連接，或者，翅片為帶弧度的長條形，并且高度發(fā)生變化，從而可以減小流體流動過程中的阻力。在上述事故過程中，當(dāng)流體流經(jīng)翅片時，由于翅片的波浪形設(shè)計(jì)，將在翅片波峰(波谷)區(qū)域和尾部區(qū)域形成渦流，可以增強(qiáng)流體流動過程中的攪渾，或者，由于翅片的導(dǎo)流式弧形設(shè)計(jì)，流體將產(chǎn)生橫向流動，從而可以增強(qiáng)流體流動過程中的攪渾，從而使得壓力容器外壁面相應(yīng)位置處的臨界熱流密度得到提高，從而有利于實(shí)施核電廠堆內(nèi)熔融物滯留措施，提高核電廠在事故情況下的安全性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種外壁面帶有翅片的壓力容器，其特征在于:該壓力容器包括壓力容器(I)及其外壁上固定的翅片，其中，壓力容器(I)包括圓柱筒結(jié)構(gòu)的壓力容器筒身及其下端蓋狀結(jié)構(gòu)的下封頭，在壓力容器(I)下封頭外壁上沿周向均勻布置有N個翅片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種外壁面帶有翅片的壓力容器，其特征在于:所述的翅片與壓力容器(I)直接鍛造成型或者翅片直接焊接至壓力容器(I)外壁面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種外壁面帶有翅片的壓力容器，其特征在于:所述的壓力容器(I)下封頭外壁上沿周向均勻布置有2個、4個、6個或8個翅片，且每個翅片彼此之間不相互接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3所述的任意一種外壁面帶有翅片的壓力容器，其特征在于:所述的翅片具體為波浪形長條形結(jié)構(gòu)的翅片A (2)，翅片A (2)—端為平直板狀結(jié)構(gòu)的平直段，并與主體波浪形結(jié)構(gòu)的長條板狀結(jié)構(gòu)弧形過渡；每個翅片A (2)沿著壓力容器(I)下封頭外壁面縱向布置，且翅片A (2)平直段的一端位于下封頭底部區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種外壁面帶有翅片的壓力容器，其特征在于:所述的翅片A(2)平直段自由端存在倒角，倒角后形成的夾角P1為10°?70°。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種外壁面帶有翅片的壓力容器，其特征在于:所述的翅片A(2)垂直壓力容器(I)下封頭外壁面的翅片高度H1與長條形結(jié)構(gòu)翅片A(2)的寬度W1之間的比值為0.5?50。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?3所述的任意一種外壁面帶有翅片的壓力容器，其特征在于:所述的翅片具體為光滑過渡弧形長條結(jié)構(gòu)的翅片B (3)，翅片B (3)前端弧度相對較小，后段弧度相對較大，翅片B (3)垂直壓力容器(I)下封頭外壁面的前端翅片高度相對較小，后段翅片高度相對較大，且整個翅片高度為平滑過渡。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種外壁面帶有翅片的壓力容器，其特征在于:所述的翅片B(3)的最大翅片高度H2與長條形結(jié)構(gòu)翅片B(3)的寬度W2的比值為I?10。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種外壁面帶有翅片的壓力容器，其特征在于:所述的翅片B(3)沿壓力容器下封頭外壁面縱向布置，并使翅片B (3)中翅片高度較小的一端位于下封頭底部，且翅片B (3)與來流的夾角02為0°?60°。
【專利摘要】本發(fā)明涉及大型非能動壓水堆核電廠安全技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種外壁面帶有翅片的壓力容器。一種外壁面帶有翅片的壓力容器，該壓力容器包括壓力容器及其外壁上固定的翅片，其中，壓力容器包括圓柱筒結(jié)構(gòu)的壓力容器筒身及其下端蓋狀結(jié)構(gòu)的下封頭，在壓力容器下封頭外壁上沿周向均勻布置有N個翅片。該壓力容器，在壓力容器外壁設(shè)置的翅片，可以使流體流動過程中產(chǎn)生漩渦或是引導(dǎo)流體改變單一的流動方向，從而可以增強(qiáng)流體流動過程中的攪渾，使流體受熱更加均勻，從而增強(qiáng)流體的換熱能力，提高流體在壓力容器外壁面相應(yīng)位置處的臨界熱流密度，有利于實(shí)施核電廠堆內(nèi)熔融物滯留措施，提高核電廠在事故情況下的安全性。
【IPC分類】G21C13-02
【公開號】CN104810068
【申請?zhí)枴緾N201410036237
【發(fā)明人】王佳赟, 曹克美, 蘆葦, 張琨, 方立凱
【申請人】上海核工程研究設(shè)計(jì)院
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2014年1月26日