用于壓水反應堆的儀器和控制貫穿法蘭制造技術

一種核反應堆，具有貫穿密封環，該貫穿密封環介入在反應堆堆芯壓力容器法蘭與在反應堆堆芯壓力容器頭部上的匹配法蘭之間。穿過法蘭的徑向端口提供進入反應堆堆芯壓力容器中用于公用導管的通路，這些公用導管可用來將信號電纜、電力電纜或液壓管線輸送到在壓力容器的內部內的元件。雙O形圈密封件設置在貫穿法蘭的兩側上，并且在法蘭的內徑上在法蘭與公用導管之間的部分J形焊縫固定壓力邊界。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】用于壓水反應堆的儀器和控制貫穿法蘭
總體而言，本專利技術涉及核反應堆系統，具體地說，本專利技術涉及穿過反應堆堆芯壓力容器的公用供給物貫穿部。
技術介紹
在用于發電的核反應堆中，如在壓水反應堆中，熱量由諸如濃縮鈾之類的核燃料的裂變產生，并且傳遞到流過反應堆堆芯的冷卻劑。堆芯包含細長形核燃料棒，這些細長形核燃料棒彼此接近地安裝在燃料組件結構中，冷卻劑穿過燃料組件結構和在其上流動。燃料棒在共同擴張平行陣列中彼此間隔開。在給定燃料棒中的燃料原子的核衰變期間釋放的中子和其它原子粒子的一些通過在燃料棒之間的空隙，并且撞擊在相鄰燃料棒中的裂變材料上，有助于核反應并且有助于由堆芯產生的熱量。可移動控制棒貫穿堆芯分散，以通過吸收在燃料棒之間通過的中子的一部分，而實現裂變反應的整體速率的控制，中子的這部分否則可能有助于裂變反應?？刂瓢粢话惆ㄖ凶游詹牧系募氶L形棒，并且配合到在燃料組件中的縱向開口或導管套管中，與燃料棒平行地并且在它們之間延伸。將控制棒進一步插入到堆芯中使較多中子被吸收而不有助于在相鄰燃料棒中的裂變過程；并且縮回控制棒減小中子吸收的程度，并增大核反應的速率和堆芯的電力輸出?？刂瓢舯恢С性诩M件中，這些集束組件是可移動的，以使一組控制棒相對于堆芯前進或縮回。為此目的，提供控制棒驅動機構，典型地作為上部內部裝置的部分，該上部內部裝置至少部分地布置在反應堆堆芯壓力容器內在核反應堆上方。壓水反應堆的反應堆堆芯壓力容器被加壓到很高內部壓力，并且控制棒驅動機構部分地容納在壓力殼體中，這些壓力殼體是反應堆壓力容器的管狀延伸部。圖1是現有技術核外殼10的示意圖，該現有技術核外殼10容納常規壓水反應堆的核反應堆壓力容器12，該核反應堆壓力容器12具有核堆芯14，該核堆芯14被支承在壓力容器12的下半部內。控制棒組件16，即集束組件之一，象征性地表示在堆芯14內，并且支承集束控制棒18，這些控制棒18由驅動棒20運動到燃料組件(未示出)之中和之外。驅動棒20可移動地由驅動棒殼體24支承，該驅動棒殼體24向上并且穿過可拆式反應堆外罩頭部22延伸?？刂瓢趄寗訖C構(CRDM)繞控制棒驅動殼體24定位在反應堆頭部上方，并且使驅動棒在豎向方向上運動，以便使控制棒18插入在堆芯14內的燃料組件中或者從其退出。棒位置指示器線圈26或其它指示器機構繞殼體24定位，以跟蹤驅動棒20的位置，并因而相對于堆芯14跟蹤控制棒18。位置指示器線圈26的輸出通過在外殼10內的處理器棒位置指示器(RPI)電子柜28饋送。棒位置指示器電子柜28的輸出然后饋送到外殼外面到邏輯柜30和RPI處理單元32。邏輯柜30與控制系統34對接，該控制系統34提供來自用戶接口36的手動指令以及自動指令，這些自動指令由信息產生，該信息從未示出的設備傳感器得到。邏輯柜30接收通過用戶接口36和反應堆控制系統34來自操作人員的手動指令信號或來自反應堆控制系統34的自動指令信號，并且根據預定方案提供為操作控制棒18所需的命令信號。電源柜38提供編程電流以操作CRDM，全部都按已知方式。在傳統壓水反應堆中用來定位控制棒組件16采用的一種類型的機構是磁性千斤頂型機構，該磁性千斤頂型機構是可操作的，以使控制驅動棒按近似5/8英寸(1.63cm)的增量距離按離散步驟運動到堆芯之中或之外。在一個實施例中，控制棒驅動機構具有三個電磁線圈和電樞或柱塞，這些電樞或柱塞由電磁線圈驅動，這三個電磁線圈和電樞或柱塞按合作方式操作，以升高或降低驅動棒軸20和控制棒集束組件16，該控制棒集束組件16聯接到驅動棒軸20上。三個線圈(CRDM)繞壓力殼體24安裝，并且安裝在其外面。三個線圈中的兩個操作夾具，這些夾具當由線圈提供動力時接合驅動棒軸，使一個夾具沿軸向靜止，并且使另一個夾具在第三線圈的影響下是軸向可移動的。在磁性千斤頂型機構中，驅動棒軸具有一些沿軸向間隔開的周向凹槽，這些周向凹槽由在夾具上的鎖閂扣住，這些鎖閂繞驅動軸沿周向間隔開。第三線圈致動提升柱塞，該提升柱塞聯接在可移動夾具與固定點之間。如果失去到控制棒機構的動力，則兩個夾具都松開，并且控制棒通過重力降落到它們的最大核通量緩沖位置中。只要控制棒動力保持致動，靜止夾具和可移動夾具中的至少一者就在全部時間夾住驅動軸。三個線圈最終按計時和協調方式操作，以夾住和運動驅動軸。靜止夾具和可移動夾具大體交替地操作，盡管在運動工序期間，兩種類型的夾具在從夾住靜止到用于前進或退回的運動的變化期間都接合驅動軸。在可移動夾具運動到新接合位置的同時，靜止夾具可以夾住驅動軸。可移動夾具當使驅動軸如由提升柱塞控制的那樣向上或向下運動時，接合驅動軸。在可移動夾具接合驅動軸之后，釋放靜止夾具，并且然后致動或禁用柱塞，以實現在一個方向或另一個方向上的運動。多種特定線圈裝置和夾具設計是可行的，然而，無論對于夾具和提升線圈/電樞裝置采用什么機械裝置，提升線圈都容納在反應堆堆芯壓力容器的壓力邊界外面，在該處它們通常通過強制通風而被冷卻，并且穿過壓力殼體磁性地耦合到鎖閂組件上，這些壓力殼體圍繞驅動棒，并且是壓力容器頭部的豎向延伸部。然而，在開發中的下代核反應堆的一種是小型模塊式反應堆，該小型模塊式反應堆具有堆芯、上部內部零件、蒸汽發電機、加壓器、及基本環路循環泵的進口和出口，這些基本環路循環泵容納在同一壓力容器內。在這樣一種裝置中，整個控制棒驅動機構浸入在反應堆冷卻劑內，在該反應堆冷卻劑中，常規線圈裝置不能可靠地操作。即使線圈被容納以保護它們免于與冷卻劑直接接觸，常規線圈也不能經受它們在操作循環中可能經歷的溫度。在2011年12月8日提交的、標題為NuclearReactorInternalControlRodDriveMechanismAssembly的申請No.13/314,519克服了這些問題，然而，在這樣的小型模塊式反應堆中元件的布置排除了對于穿過上部或下部容器頭部的容器貫穿部的包括，這些容器貫穿部用來提供路徑給(或者說“導引”)供電電磁CRDM線圈或其它容器內儀器和控制裝置所需的布線，這是用來將電力供給到內部元件和將信號傳輸到內部元件和從其傳輸的傳統路徑。典型的集成壓水反應堆設計要求的是：蒸汽發電機直接布置在反應堆堆芯上方，使從上方對于堆芯的接近復雜化。另外，在容器內保持作為安全特征要求的那些設備設計中，禁止底部容器貫穿，因而排除了穿過底部頭部對于堆芯的接近途徑。圖2和3所示的是這樣一種小型模塊式反應堆的示意圖。圖2表示部分剖視立體圖，以表示壓力容器和其內部元件。圖3是在圖2中所示的壓力容器的放大圖。加壓器54集成到反應堆堆芯壓力容器頭部的上部部分中，并且消除對于分離元件的需要。熱支腿立管56將初級冷卻劑從堆芯14引導到蒸汽發電機58，該蒸汽發電機58圍繞熱支腿立管56。六個反應堆冷卻劑泵60繞反應堆堆芯壓力容器在接近上部內部零件62的高度處沿周向間隔開。反應堆冷卻劑泵是水平地安裝的軸流式屏蔽電機泵。核堆芯14和上部內部零件62除它們的尺寸之外大體與在反應堆中的對應元件相同，該反應堆由WestinghouseElectricCompanyLLC,CranberryTownship,PA供給。由上文，應該顯然的是，用來將布線從內部零件導引到反應堆的外部的傳統裝置不能容本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種核反應堆，其包括：細長形反應堆堆芯壓力容器(12)，其在下部端部處密封，并且具有敞開的上部端部和中心軸線，在該敞開的上部端部上形成環形法蘭(42)，該中心軸線沿縱長維度延伸；反應堆堆芯壓力容器頭部(22)，在所述頭部的下側上具有環形部分(40)，該環形部分(40)被機加工，以形成密封表面；及可拆式環形密封環(44)，其尺寸設定成坐置在所述反應堆堆芯壓力容器法蘭(42)上、在所述法蘭與在所述反應堆堆芯壓力容器頭部(22)的下側上的密封表面(40)之間，所述密封環介入在所述容器頭部的下側上的所述密封表面與在所述反應堆堆芯壓力容器上的所述法蘭之間，并且具有厚度，該厚度的尺寸設定成密封地容納徑向通路(48)，公用導管(50)穿過所述徑向通路(48)從所述反應堆堆芯壓力容器(12)的外面通到其內部，以輸送一種或更多種公用供給物，所述公用供給物包括用于液壓機構的液壓流體、用于電氣機構的儀器信號或電力，所述可拆式環形密封環包括一條或更多條這樣的徑向通路。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2012.04.27 US 13/457,6831.一種核反應堆，其包括：具有下部部分的細長形反應堆堆芯壓力容器(12)，其在下部端部處密封，并且具有敞開的上部端部和中心軸線，在該敞開的上部端部上形成反應堆堆芯壓力容器法蘭(42)，該中心軸線沿縱長維度延伸；反應堆堆芯壓力容器頭部(22)，在所述反應堆堆芯壓力容器頭部的下側上具有環形部分(40)，該環形部分(40)被機加工，以形成密封表面；可拆式環形密封環(44)，其尺寸設定成坐置在所述反應堆堆芯壓力容器法蘭(42)上、在所述反應堆堆芯壓力容器法蘭與在所述反應堆堆芯壓力容器頭部(22)的下側上的密封表面之間，所述可拆式環形密封環介入在所述反應堆堆芯壓力容器頭部的下側上的所述密封表面與在所述反應堆堆芯壓力容器下部部分上的所述反應堆堆芯壓力容器法蘭之間，并且具有厚度，該厚度的尺寸設定成密封地容納徑向通路(48)，公用導管(50)穿過所述徑向通路(48)從所述反應堆堆芯壓力容器(12)的外面通到其內部，以輸送一種或更多種公用供給物，所述公用供給物包括用于液壓機構的液壓流體、用于電氣機構的儀器信號或電力，所述可拆式環形密封環包括一條或更多條這樣的徑向通路；反應堆內部零件組件，該反應堆內部零件組件包括下部內部零件(46)和上部內部零件(62)，所述下部內部零件包括反應堆芯(14)，所述上部內部零件位于所述反應堆芯上方，所述反應堆內部零件組件坐置在反應堆堆芯壓力容器(12)內，其中，所述可拆式環形密封環(44)連結到所述反應堆內部零件組件上；以及在所述反應堆堆芯壓力容器(12)下部部分的內壁與下部內部零件(46)之間的大體環形通路，用于比較冷的反應堆冷卻劑的向下流動，以接近所述反應堆芯(14)的下側，其中，所述可拆式環形密封環(44)的至少一部分在所述環形通路上延伸，并且連結到所述反應堆內部零件組件上，其中，所述可拆式環形密封環(44)的在所述環形通路上延伸的部分包括用于反應堆冷卻劑的通過的軸向延伸開口(64)。2.根據權利要求1所述的核反應堆，其中，所述軸向延伸開口(64)與所述徑向通路(48)沿周向間隔開。3.根據權利要求1所述的核反應堆，其中，所述可拆式環形密封環(44)連結到所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：L·E·康韋，A·W·哈克尼斯，
申請(專利權)人：西屋電氣有限責任公司，
類型：發明
國別省市：美國;US