反应堆压力容器参数及专用工具

我国主要核反应堆压力容器介绍及结构差异摘要：自改革开放以来，我国核电事业蓬勃发展，在迈入新世纪的十余年里，我国建设了大量的核电站，目前在役和在建的核电站主要为二代半和三代压水堆核电技术，本文在对压水堆反应堆压力容器进行介绍基础上，对比了不同堆型的反应堆压力容器的结构差异，为后续反应堆压力容器的制造积累了经验。

关键词：核电，反应堆压力容器，华龙一号1、概述随着人类社会的科技进步与发展，人类对能源的需求日益增大。

在人类使用的诸多能源中，电能作为能效利用率高，使用方便的二次能源，得到了广泛的应用。

目前，能够转化为电能的主要一次能源包括：煤炭，石油天然气、水力以及核能；此外，风能、太阳能、潮汐能和地热能等新能源也在逐渐的开发应用之中。

受到现阶段科技水平，制造成本以及地域资源等因素的限制和影响，新能源的应用还有很长的路需要走；而煤炭、石油天然气作为非可再生能源，随着人类的开发应用，会逐渐枯竭；水力能源又极大的受限于地域，发展空间有限。

而核能，作为一种清洁能源，相对于其它能源有十分明显的优势，目前我国已经探明的铀和钍的含量，可持续使用至少1000年，随着核聚变技术的逐步发展与成熟，核能将变为一种取之不尽，用之不竭的可再生能源，成为在未来照亮人类发展之路的普罗米修斯之火。

自上世纪80年代起，我国开始大力发展核电事业，经过30多年的持续发展，我国的核电事业已经由引进消化西方的核电技术转变为研发具有自主知识产权的核电技术。

目前，我国在役和在建的核电站主要为二代半和三代压水堆核电技术，具体堆型包括：CPR1000、CAP1000、CAP1400和华龙一号。

此外对于第四代核电技术，如快中子反应堆、高温气冷堆、熔盐堆和超临界水冷堆等的多种新型堆型，其相应的试验堆也都在开发和试制。

在新时代，我国的核电事业正向着百花齐放的总体布局飞速发展。

本文对压水堆的反应堆压力容器进行介绍，并通过对比CPR1000、CAP1000、CAP1400和华龙一号四种核反应堆压力容器结构差异，为后续三代、四代核反应堆压力容器的制造积累经验。

10.2 反应堆压力容器安装10.2.1 概述反应堆压力容器是反应堆冷却剂系统压力边界的重要组成部分，其内部安装有反应堆堆芯、堆内构件以及为控制反应和安全运行所需的控制和测量元件或组件。

反应堆压力容器由压力容器筒体及上顶盖，两个“O”形环和58个螺栓组成，反应堆压力容器是一个低合金钢大型锻件，整个容器内表面堆焊耐腐蚀不锈钢。

反应堆压力容器外形尺寸为6418×5910×10555mm，重量约为256.6t，反应堆压力容器位于反应堆厂房中部堆坑里。

反应堆压力容器通过其进出口管下面的支撑结构座落在反应堆支承环上，支承环座落在堆坑混凝土基础上，支承环是一个环型梁结构，由两个水平的厚法兰和腹板组成，支承环下法兰有M48调整螺栓，用来调整反应堆容器的水平、标高，同轴度用放在堆坑壁与支承环之间的小千斤顶来调整。

10.2.2 技术参数10.2.2.1 基本概况(1) 型式三环路(2) 控制棒驱动机构管座数（顶盖）61堆内测量管座数（下封头）50热电偶管座数（顶盖） 410.2.2.2 设计运行工况设计压力17.23MPa运行压力110.5MPa设计温度343 °C10.2.2.3 试验工况水压试验压力22.9MPa水压试验温度容器材料脆性转变温度+30°C10.2.2.4 反应堆压力容器设备重量、尺寸及材料工况反应堆压力容器筒体总高（含封头及管座）13208 mm筒体法兰到下封头底部高10335 mm压力容器筒体内径Ф3989 mm压力容器接管端距离（最大运输尺寸）6378 mm压力容器的法兰内径Ф4674 mm压力容器筒体壁厚200mm压力容器内壁堆焊层最小厚度5mm法兰连接螺栓110.08t/58套压力容器重量256.6t顶盖重量510.5t材料：反应堆压力容器筒体部分16MND—5容器内堆焊部分Z2CN/8/10螺栓40NCDV—7—0310.2.2.5 支承环重量、尺寸工况最大外径Ф6820mm高度820mm本体重量20.4t总重量28.7t10.2.3 安装关键技术10.2.3.1 反应堆压力容器进厂房水平运输，翻转，竖立，吊装。

压力容器的主要技术参数压力容器是一种特殊的容器，用于在容器内部维持一定的压力，使其能够承受高压或超高压的介质或气体。

因此，在设计和制造压力容器时，需要考虑许多技术参数，以确保安全性和可靠性。

下面是压力容器的主要技术参数。

1. 最大工作压力和温度最大工作压力是指容器能够承受的最大压力，其单位通常为兆帕（MPa）或巴（bar）。

最大工作温度是指在最大工作压力下，容器所能承受的最高温度。

这两个参数在压力容器设计和制造过程中非常重要，必须确保容器在正常操作期间不会超过这些限制。

2. 容器体积和尺寸容器体积和尺寸是压力容器的另一个重要参数。

容器的体积决定了容器能够承载的介质或气体的数量，而容器的尺寸则决定了该容器的安装和使用情况。

另外，容器的大小和排布也对其运输和安装造成影响。

3. 材质在选择压力容器的材质时，需要考虑到介质和操作条件等因素。

这需要进行材料的化学和物理性质分析，以确定最适合的材质。

一般情况下，常用的材质包括碳钢、不锈钢、合金钢、铝合金、镍合金等。

4. 设计压力设计压力是指容器在设计过程中所预定的压力，该压力通常是最大工作压力的一部分。

设计压力必须严格控制，以确保容器不会承受过大的压力而导致安全问题。

5. 壁厚压力容器的壁厚是压力容器设计的关键参数之一。

这个参数要确保容器的结构强度和安全性，同时还要注意将壁厚保持在适当的限度之内，以避免容器的制造和维护造成不必要的成本浪费。

6. 充气和排气口的设计充气和排气口是压力容器的重要组成部分。

充气口应该设计在合适的位置，以避免影响整个容器的结构强度。

排气口应该设计得恰当，以确保在需要从容器中排放气体时，能够保证容器的安全性。

以上是压力容器的主要技术参数。

这些参数是在设计和制造过程中需要注意的，确保压力容器在正常操作期间能够稳定地运行，不对人员及环境造成危险。

压力容器的主要技术参数定义压力容器是指用于承受内、外压力、在其内部存储、输送或加工物质的容器，包括输送管道和其它附件。

技术参数材料压力容器的材料应选择强度高、韧性好、耐腐蚀性能好的金属材料或非金属材料，确保容器可以承受规定的内、外压力。

设计压力设计压力是指容器内部允许承受的压力，其单位通常为兆帕（MPa），制造厂商应按设计压力对容器进行承压试验，以保证容器的承压性能。

壁厚容器的壁厚是指容器的壁厚度，其单位通常为毫米（mm）。

制造厂商应根据各项规定，选择合适的壁厚并保证其足够强度以承受规定的内、外压力。

内部直径容器的内部直径是指容器内部空间的直径距离，其单位通常为毫米（mm），选择合适的内部直径可以满足制作、使用、运输等方面的需要。

设计温度设计温度是指容器内允许承受的最高温度，其单位通常为摄氏度（℃），制造厂商应按设计温度对容器进行耐热性试验，以保证容器的热稳定性。

操作温度操作温度是指在使用时允许容器长时间承受的最高温度，其单位通常为摄氏度（℃），应按照设计温度与操作温度的最大值进行设计。

材料系数材料系数是指从容器材料的实际材料特性出发，按规定计算出来的一系列系数的总称，包括安全系数、弹性模量、热膨胀系数、热导率、导热系数等。

安全附件安全附件是指安装于容器上起到安全保护作用的零部件或安全装置，在使用过程中可以有效保护容器的安全稳定性，包括压力传感器、安全阀、泄压阀、爆破片等。

总结压力容器作为重要的工业设备，其主要技术参数对于制造、使用、运输等方面的要求都十分严格。

制造厂商在制作时需要要求严格，并按照各项要求进行测试或检测，确保容器在使用时具有足够的安全性和稳定性。

压水堆核电站反应堆压力容器金属材料概述压水堆核电站反应堆压力容器是在高温、高压流体冲刷和腐蚀，以及强烈的中子辐照等恶劣条件下运行的，因此ASME规范第Ⅺ卷要求，反应堆压力容器应采用优质材料、严格制造工艺、完善的试验和检查技术，且在服役期间必须定期进行检查。

1.反应堆压力容器结构和作用功率在1000MW及以上的普通压水堆核电站反应堆压力容器设计压力高达17MPa，设计温度在350℃左右，直径近5m，厚度超过20cm，有的单件铸锭毛重达500多吨，设计寿命至少要求40年。

因为其体积庞大，不可更换，所以压力容器的寿命决定了核电站的服役年限。

压水堆压力容器是由反应堆容器和顶盖组成，前者由下法兰(含接管段)、简体和半球形下封头组焊而成，顶盖由半球形上封头和上法兰焊接组成(或者为一体化顶盖)。

上下法兰面之间用两道自紧式空心金属(高镍耐蚀合金Im718或18—8钢)“0”形环密封。

为了避免容器内表面和密封面腐蚀，在压力容器内壁堆焊有大于5mm厚的不锈钢衬里。

为防止外表面腐蚀，压力容器外表面通常涂漆保护。

2.反应堆压力容器材料的发展史压水堆反应堆压力容器材料一般都是在工程上成熟的材料基础上改进而成的。

美国第一代压水堆核电站反应堆压力容器材料用的是具有优良工艺稳定性、焊接性和强度较好的锅炉钢A212B(法兰锻件为A350LFs)，由于A212B钢淬透性和高温性能较差，第二代改用Mn-Mo 钢A302B (锻材为A336)，该钢中的Mn是强化基体和提高淬透性的元素，它能提高钢的高温性能及降低回火脆性。

随着核电站向大型化发展，压力容器也随之增大和增厚，A302B钢缺口韧性差的不足就逐渐显露出来，为保证厚截面钢的淬透性，使强度与韧性有良好的配合，20世纪60年代中期又对A302B钢添加Ni，改用淬透性和韧性比较好的Mn-M-Ni钢A533B (锻材为A508一Ⅱ钢)。

并以钢包精炼、真空浇铸等先进炼钢技术提高钢的纯净度、减少杂质偏析，同时将热处理由正火+回火处理改为淬火+回火的调质处理，使组织细化，以获得强度、塑性和韧性配合良好的综合性能。

反应堆压力容器反应堆压力容器固定和包容堆芯及堆内构件，使核燃料的裂变反应限制在一个密封的空间内进行。

它和一回路管道共同组成高压冷却剂的压力边界，是防止放射性物质外逸的第二道屏障之一。

2.3.1 结构反应堆压力容器由筒体和顶盖两部分组成，材料采用Mn-Ni-Mo低合金钢，其成份为：C ≤0.25%，Mn—1.5%，Ni—0.4～1.0%，Mo—0.6% 。

容器内壁堆焊一层大于5mm厚度的不锈钢。

1．压力容器筒体筒体由一个带螺栓螺纹孔的法兰、一个焊有6个冷却剂进出口管嘴的环形段、两个环形段、一个过渡段和一个半球形下封头焊接而成，如图2.20所示。

图2.20 反应堆压力容器(1) 筒体法兰在筒体法兰上钻有58个螺孔，用以安装螺栓与顶盖密封。

其中3个螺孔可安装导向杆，以便在吊装顶盖时对中。

在法兰外侧焊有环形密封台肩，它起着支承密封环的作用，防止在装卸核燃料时反应堆水池内的水流进反应堆堆腔。

在法兰内侧有悬挂吊篮的台肩，上面开有4个定位键槽。

(2) 带管嘴的环形段每一条环路的进、出口管嘴相隔50︒夹角，每一对管嘴沿压力容器的周围成120︒对称分布。

在出口管嘴的内侧有一凸环，与吊篮的管嘴相接。

管嘴的外端焊了一段不锈钢安装端，这样采用同种材料允许在现场把一回路管道与压力容器焊接成一体。

在6只管嘴底部均设有支撑座，以便把压力容器放在它的支承结构上。

(3) 环形段在压力容器带管嘴环形段的下面是对应堆芯高度的环形段，它由两段对接焊接的筒体所构成。

在环形段下方内侧焊有4个因科镍导向键槽，它与吊篮导向键相配，用来限制吊篮径向位移。

(4) 过渡段过渡段把半球形的下封头和容器的筒体段焊接起来。

(5) 下封头它是由热轧钢板压成的半球形封头，下封头上焊有50根因科镍套管，堆内中子通量测量导管通过它们进入压力容器。

2．压力容器顶盖它由半球形顶盖和上法兰焊接而成。

(1) 顶盖由钢板热压成半球形，在顶盖上焊有三只吊耳、一根排气管、61个控制棒驱动机构管座、4个热电偶管座和控制棒驱动机构通风罩法兰。

压力容器壳体规格、容积、重量等常用基本参数
:圆柱形筒体标准公称直径
规定用筒体内径为公称直径（DN的尺寸系列表:
注：带括号的公称直径应尽量不采用
用无缝管制作筒体（外径）为公称直径（0）的尺寸系列表
:圆柱形筒体（公称直径为内径）的容积、内表面积和重量的基本参数
续一：圆柱形筒体（公称直径为内径）的容积、内表面积和重量的基本参数
续一：无缝管制筒体（公称直径为外径）的容积、内表面积和重量的基本参数
注：表中数据计算公式：V=n/4DN< 1m Fi= n DNK 1m （式中无缝管制为外径©应减去壁厚按内径计算）G=n（DN+S）x imx不同钢板厚度Kg/m2 （钢板卷制公称直径为内径DN）
G=n（© —3）x 1mx不同规格无缝管Kg/m （无缝管制公称直径为外径©）。

10.2 反应堆压力容器安装10.2.1 概述反应堆压力容器是反应堆冷却剂系统压力边界的重要组成部分，其内部安装有反应堆堆芯、堆内构件以及为控制反应和安全运行所需的控制和测量元件或组件。

反应堆压力容器由压力容器筒体及上顶盖，两个“O”形环和58个螺栓组成，反应堆压力容器是一个低合金钢大型锻件，整个容器内表面堆焊耐腐蚀不锈钢。

反应堆压力容器外形尺寸为6418×5910×10555mm，重量约为256.6t，反应堆压力容器位于反应堆厂房中部堆坑里。

反应堆压力容器通过其进出口管下面的支撑结构座落在反应堆支承环上，支承环座落在堆坑混凝土基础上，支承环是一个环型梁结构，由两个水平的厚法兰和腹板组成，支承环下法兰有M48调整螺栓，用来调整反应堆容器的水平、标高，同轴度用放在堆坑壁与支承环之间的小千斤顶来调整。

10.2.2 技术参数10.2.2.1 基本概况(1) 型式三环路(2) 控制棒驱动机构管座数（顶盖）61堆内测量管座数（下封头）50热电偶管座数（顶盖） 410.2.2.2 设计运行工况设计压力17.23MPa运行压力110.5MPa设计温度343 °C10.2.2.3 试验工况水压试验压力22.9MPa水压试验温度容器材料脆性转变温度+30°C10.2.2.4 反应堆压力容器设备重量、尺寸及材料工况反应堆压力容器筒体总高（含封头及管座）13208 mm筒体法兰到下封头底部高10335 mm压力容器筒体内径Ф3989 mm压力容器接管端距离（最大运输尺寸）6378 mm压力容器的法兰内径Ф4674 mm压力容器筒体壁厚200mm压力容器内壁堆焊层最小厚度5mm法兰连接螺栓110.08t/58套压力容器重量256.6t顶盖重量510.5t材料：反应堆压力容器筒体部分16MND—5容器内堆焊部分Z2CN/8/10螺栓40NCDV—7—0310.2.2.5 支承环重量、尺寸工况最大外径Ф6820mm高度820mm本体重量20.4t总重量28.7t10.2.3 安装关键技术10.2.3.1 反应堆压力容器进厂房水平运输，翻转，竖立，吊装。

混凝土反应堆压力容器标准一、前言混凝土反应堆压力容器是核电站的重要组成部分，其安全性能对核电站的安全运行起着至关重要的作用。

因此，为了确保混凝土反应堆压力容器的安全性能，制定了一系列的相关标准。

二、标准范围本标准适用于混凝土反应堆压力容器的设计、制造、安装、验收、使用和检查等方面的要求。

三、术语和定义1. 混凝土反应堆压力容器：用于核电站中的核反应堆的容器，其主要结构由混凝土组成。

2. 热应力：由于温度差异引起的应力。

3. 弹性应力：物体在外力作用下发生的变形所引起的应力。

4. 填充材料：填充在混凝土反应堆压力容器内的材料，用于吸收热应力。

5. 技术文件：包括设计文件、制造文件、检验文件和使用说明书等。

四、设计要求1. 混凝土反应堆压力容器应符合国家相关的安全标准和技术规定。

2. 在设计混凝土反应堆压力容器时，应考虑到其受到的热应力和弹性应力。

3. 填充材料应选用具有较好的热稳定性和耐腐蚀性能的材料。

4. 设计应考虑混凝土反应堆压力容器的使用寿命和维修保养的方便性。

5. 设计应考虑混凝土反应堆压力容器的排放和废水处理等环保问题。

五、制造要求1. 制造混凝土反应堆压力容器的企业应具备相应的制造能力和资质。

2. 制造混凝土反应堆压力容器时，应按照技术文件的要求进行制造。

3. 制造混凝土反应堆压力容器时，应保证其材料的质量和厚度的均匀性。

4. 制造混凝土反应堆压力容器时，应注意其内部的防腐处理。

5. 制造混凝土反应堆压力容器时，应注意其外观的美观性和热稳定性。

六、安装要求1. 安装混凝土反应堆压力容器时，应按照技术文件的要求进行安装。

2. 安装混凝土反应堆压力容器时，应注意其连接处的防漏处理。

3. 安装混凝土反应堆压力容器时，应注意其与其他设备的配合和协调。

4. 安装混凝土反应堆压力容器时，应注意其安全性能和稳定性。

七、验收要求1. 混凝土反应堆压力容器的验收应按照技术文件的要求进行。

2. 验收混凝土反应堆压力容器时，应注意其尺寸和形状的符合度。

压力容器主要技术参数1. 引言压力容器是一种在内部施加一定压力的设备或容器，用于存储、运输或处理液体、气体和气溶胶。

压力容器的设计和制造需要满足一系列的技术参数，以确保其安全稳定运行。

本文将介绍压力容器的主要技术参数。

2. 压力等级压力容器的压力等级是指在容器内的设计工作压力。

根据国家标准，压力等级分为低压、中压和高压等级。

不同压力等级对应不同的工作压力和材料要求，以确保容器的安全性。

3. 设计温度设计温度是指压力容器在设计和运行过程中所能承受的最高温度。

设计温度的选择需要考虑所容纳物质的特性以及容器本身所采用材料的温度极限。

4. 材料压力容器的材料选择需考虑其能承受的压力、温度和化学性质等因素。

常用的材料有碳钢、不锈钢和合金钢等。

根据容器的具体应用环境和工作条件，选择合适的材料以确保容器的强度和耐腐蚀性。

5. 容器尺寸容器的尺寸直接影响其容积和内部压力分布。

容器的容积应根据具体需求确定，同时需满足法规或标准的要求。

容器的内径、壁厚和圆筒长度等尺寸参数会影响容器的结构刚度和内部压力分布。

6. 焊接与连接方式焊接是制造压力容器中常用的连接方式之一。

焊接工艺的选择和焊缝设计需满足特定的要求，以确保焊缝的强度和密封性。

除了焊接，压力容器还可采用螺纹连接、法兰连接或膨胀接头等连接方式。

7. 安全附件为确保压力容器的安全性，常常需要安装一些附件。

例如，安全阀用于释放超过容器承受压力的压力，减压阀用于调节容器内压力，温度传感器用于监测容器的温度等。

8. 检验与试验为确保压力容器的质量和安全性，需要进行各种检验与试验。

常见的检验与试验包括压力试验、可视检查、超声波检测、射线检测以及材料的化学分析等。

这些检验与试验可以发现和排除潜在的缺陷和问题，以确保容器在使用过程中的安全可靠性。

9. 标志和标识根据法规和标准的要求，压力容器需进行标志和标识。

标志和标识通常包括容器的型号、压力等级、制造单位等信息。

这些信息有助于识别和追溯压力容器的管道系统以及维护和检修工作。