一种外壁面有多孔涂层的反应堆压力容器下封头的制作方法

1.本实用新型涉及一种反应堆压力容器下封头，特别涉及一种用于压水堆核电厂核反应堆的外壁面有多孔涂层的反应堆压力容器下封头。


背景技术：

2.反应堆压力容器是压水堆核电厂一回路系统中的一个重要设备，是承压密封边界。压水堆核电厂在发生严重事故堆芯熔化后，可能进一步导致压力容器，严重威胁了安全壳的完整性。在发生堆芯熔融事故时，向堆腔内注水冷却反应堆压力容器外壁，使熔融池的热量得以导出，保持压力容器完整性的，从而将辐射物质滞留于反应堆压力容器(rpv)内，避免扩散造成严重核污染，即严重事故下堆内熔融物滞留技术(ivr)，是重要的应急安全措施之一。
3.当加热表面上热流密度达到一定值时，反应堆压力容器外表面气泡增多形成气膜覆盖加热面，阻碍传热进行，壁温很快升高，失去控制，这一临界点称为临界热流密度chf或沸腾危机。ivr成功的一条准则是热流密度不超过临界热流密度(chf)。压力容器壁面热流密度与当地临界热流密度的比值是评价ivr有效性的关键指标之一，其比值越小说明ivr措施的裕量越大。
4.目前，强化反应堆压力容器下封头外壁沸腾传热性能的操施主要集中在两个方面：一是对表面进行机加工形成有利于汽液流动的表面槽道；二是采用涂覆技术在压力容器表面涂覆多孔涂层。机加工会改变压力容器壁体的力学特性，降低了压力容器的安全性，因而更可行的方法是寻找合适的工艺、采用无损的方法在压力容器表面进行多孔涂层涂覆。
5.因此，特别需要一种外壁面有多孔涂层的反应堆压力容器下封头，以解决上述现有存在的问题。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种外壁面有多孔涂层的反应堆压力容器下封头，针对现有技术的不足，提高反应堆压力容器外壁面的临界热流密度，增强反应堆严重事故条件下熔融物堆内滞留措施的有效性。
7.本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
8.一种外壁面有多孔涂层的反应堆压力容器下封头，其特征在于，它包括碗状壳体结构以及外壁上固定的多孔涂层，所述多孔涂层通过不锈钢粉末以喷涂方式形成。
9.在本实用新型的一个实施例中，所述碗状壳体结构包括筒身和下封头，下封头连接在筒身的底部。
10.在本实用新型的一个实施例中，所述多孔涂层设置在碗状壳体结构的全部或部分外壁上。
11.在本实用新型的一个实施例中，所述多孔涂层通过不锈钢粉末以冷喷涂或者热喷
涂方式形成。
12.在本实用新型的一个实施例中，所述多孔涂层的孔隙率为35
‑
55％。
13.在本实用新型的一个实施例中，所述多孔涂层的厚度为200
‑
500微米。
14.本实用新型的外壁面有多孔涂层的反应堆压力容器下封头，与现有技术相比，可以大幅增加汽化核心数，加速气泡成核速度；增大换热面积；使气泡长大和逸出的同时，搅动局部的流体，增强表面对流，从而增强流体与反应堆压力容器外壁面的换热能力，相比光滑的外表面可提高流体在反应堆压力容器外壁面相应位置处的临界热流密度50％以上，有利于堆内熔融物堆内滞留的实施，可提高核电厂在事故情况下的安全裕度，实现本实用新型的目的。
15.本实用新型的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。
附图说明
16.图1为本实用新型的外壁面有多孔涂层的反应堆压力容器下封头的结构示意图。
具体实施方式
17.为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
18.实施例
19.如图1所示，本实用新型的外壁面有多孔涂层的反应堆压力容器下封头，它包括碗状壳体结构以及外壁上固定的多孔涂层20，多孔涂层20通过不锈钢粉末以喷涂方式形成。
20.在本实施例中，碗状壳体结构包括筒身11和下封头12，下封头12连接在筒身11的底部。
21.在本实施例中，多孔涂层20设置在碗状壳体结构的全部或部分外壁上。
22.在本实施例中，多孔涂层20通过不锈钢粉末以冷喷涂或者热喷涂方式形成。
23.在本实施例中，多孔涂层20的孔隙率为35
‑
55％，多孔涂层20的厚度为200
‑
500微米。
24.本实用新型的外壁面有多孔涂层的反应堆压力容器下封头的喷涂工艺主要过程如下：首先对基材表面进行前处理，包括喷砂等，去除基材表面的油污和氧化皮，增大表面粗糙度，以提高多孔涂层与基材的结合强度；第二步是喷枪尾焰对基体表面预热，以降低涂层内热应力，预热温度控制在100
‑
150℃之间；最后是进行多孔涂层的喷涂，为了形成具有一定孔隙率的多孔涂层，喷涂方法多采用火焰喷涂、电弧喷涂等，喷涂过程中通过改变火焰功率、喷涂距离和喷涂角度等可获得不同孔隙率的多孔涂层。必要的时候可以首先喷涂打底层，然后再喷涂多孔涂层以提高涂层与基体的结合力和涂层的耐蚀性能。喷完打底层后应立即进行多孔涂层的喷涂。
25.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型
要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。


技术特征：
1.一种外壁面有多孔涂层的反应堆压力容器下封头，其特征在于，它包括碗状壳体结构以及外壁上固定的多孔涂层，所述多孔涂层通过不锈钢粉末以喷涂方式形成，所述多孔涂层的孔隙率为35
‑
55％，所述多孔涂层的厚度为200
‑
500微米；所述多孔涂层设置在碗状壳体结构的全部或部分外壁上；所述多孔涂层通过不锈钢粉末以冷喷涂或者热喷涂方式形成。2.如权利要求1所述的外壁面有多孔涂层的反应堆压力容器下封头，其特征在于，所述碗状壳体结构包括筒身和下封头，下封头连接在筒身的底部。

技术总结
本实用新型的目的在于公开一种外壁面有多孔涂层的反应堆压力容器下封头，它包括碗状壳体结构以及外壁上固定的多孔涂层，所述多孔涂层通过不锈钢粉末以喷涂方式形成；与现有技术相比，可以大幅增加汽化核心数，加速气泡成核速度；增大换热面积；使气泡长大和逸出的同时，搅动局部的流体，增强表面对流，从而增强流体与反应堆压力容器外壁面的换热能力，相比光滑的外表面可提高流体在反应堆压力容器外壁面相应位置处的临界热流密度50％以上，有利于堆内熔融物堆内滞留的实施，可提高核电厂在事故情况下的安全裕度，实现本实用新型的目的。实现本实用新型的目的。实现本实用新型的目的。


技术研发人员：矫明 徐宏 史志龙 侯峰 刘晓强 张莉 刘润发 徐鹏 王弘昶 翁娜 王世杰
受保护的技术使用者：上海核工程研究设计院有限公司
技术研发日：2020.07.28
技术公布日：2021/10/15