基本介紹
- 中文名：反應堆結構及其部件
- 所屬分類：核燃料
- 構成：堆芯、壓力容器、上部堆內構件和下部堆內構件等幾部分組成
- 所處位置：位於壓力容器中心
反應堆堆芯,燃料組件,燃料棒,控制棒組件,壓力容器,上法蘭,密封台肩,接管段,堆芯包容環段,過渡段,下封頭,
反應堆由堆芯、壓力容器、上部堆內構件和下部堆內構件等幾部分組成。反應堆安置在反應堆廠房（也稱為安全殼）的正中，它的六條進出口接管管嘴支撐在作為一次禁止的混凝土坑（即堆坑）內，而堆坑位於一個大約10米深的反應堆換料水池的底部。如下圖
反應堆堆芯
燃料組件
燃料組件骨架由8個定位格架、24根控制棒導向管、一根中子通量測量管和上、下管座焊接而成。其功用是確保組件的剛性，承受整個組件的重量和控制棒快速下插的衝擊力，並準確引導控制棒束的升降，保證組件在堆內可靠工作和裝卸料時的運輸安全。如下圖
燃料棒
燃料棒是壓水堆產生核裂變並釋放熱量的基本元件。271塊二氧化鈾燃料芯塊疊置在鋯－4合金包殼管中，兩端裝上端塞，把燃料芯塊封焊在裡面，從而構成長3851.5 mm，外徑9.5 mm的燃料棒。如下圖
控制棒組件
控制棒組件（RCCA）是反應堆控制部件，由吸收中子能力很強的材料製成，可以控制核裂變的速率。在正常工況下它們用於啟動反應堆、調節堆功率和停堆。在事故工況下，控制棒依靠自身重力快速下插，使反應堆在極短時間內緊急停堆，以保證安全。
壓力容器
反應堆壓力容器是用來固定和包容堆芯、堆內構件，使核燃料的鏈式裂變反應限制在一個密封的金屬殼內進行。如果說燃料元件包殼是防止放射物質外逸的第一道屏障，則包容整個堆芯的壓力容器就是第二道屏障。反應堆壓力容器又稱為壓力殼，是由兩個組件即容器本體以及用雙頭螺栓聯接的反應堆容器頂蓋組成。反應堆容器是由低合金鍛鋼單個環形鍛件焊接而成。這些無縱焊縫的單個鍛制部件，逐一用全焊透的環焊縫連成一體。堆容器包容堆內構件、堆芯以及作為冷卻劑、慢化劑和反射層的水，凡是與迴路冷卻劑接觸的容器內表面，都堆焊不鏽鋼覆面層，其厚度不小於5mm。堆容器本體從上而下由一隻上法蘭、一個密封台肩、一節接管段、二節堆芯包容環段、一節過渡段、一隻半球形下封頭組成。下圖為反應堆壓力容器本體結構。
當前壓水堆壓力容器普遍選用的是低合金鋼；主要是錳—鉬系列，這種鋼具有良好的導熱性(是不鏽鋼的三倍)，因而在溫度變化時熱應力較小；很好的可焊性；具有良好的抗輻照脆化能力，便於加工，成本較低。目前，美國廣泛採用SA508-Ⅲ合金鋼作鍛件，SA533B-1合金鋼作板材。這些鋼是美國反應堆容器所用的主要材料，法國的鋼種與美國用的SA508-Ⅲ級相似。大亞灣核電廠反應堆容器材料成分為：碳<0.25%，添加少量的合金元素為錳1.15~1.5%，鉬：0.6%，鎳：0.4-1.0%。
上法蘭
在法蘭上，為裝58隻鎖緊螺栓鑽有58個未穿透的螺紋孔；與反應堆容器頂蓋匹配的不鏽鋼支承面。反應堆容器的密封由兩個特殊設計的、連在頂蓋法蘭上的O形密封環來保證。
密封台肩
將鍛壓的環形密封台肩與反應堆容器上法蘭焊接，密封台肩直接與密封環焊接，以防止反應堆容器與反應堆堆腔基板之間的泄漏。
接管段
六隻接管徑向地插入接管段，並用全焊透焊縫加以焊接。每一條傳熱環路的進、出口接管相隔成50°夾角，而每一對接管沿反應堆容器圓周成120°對稱分布；出口接管的內側有一節圍筒，使出口接管與堆芯吊籃開口之間形成連續過渡。每個接管的外端焊一段不鏽鋼安全端。這樣，採用同種材料就允許在現場把一迴路管道與堆容器接管焊接相連。為了把反應堆容器安放在支承結構上，六隻接管底部有支撐座，它們放在整體支承環的支承導向板上。
堆芯包容環段
在反應堆容器接管段下面，堆芯高度的圓筒形部分是由兩段對接焊接的筒體構成，因科鎳制的導向鍵焊在堆芯包容環段的下部，用來給堆內構件導向並限制位移。
過渡段
過渡段把半球形的下封頭和容器和筒體段聯接起來。
下封頭
由熱軋鋼板鍛壓成半球形封頭。下封頭上裝有50根因科鎳導向套管，為堆內中子通量測量系統提供導向。利用部分穿透焊工藝將導向套管焊在下封頭內。
