帶有提供壓力和流量控制的上部壓力部分的壓水堆制造技術

壓水堆（PWR）包括垂直的圓筒形壓力容器，壓力容器具有包含核反應堆堆芯的下部和形成一體式穩壓器的容器封頭。安裝在容器封頭上的反應堆冷卻劑泵（RCP）包括位于壓力容器內的葉輪、位于壓力容器外面的泵電動機，以及連接電動機和葉輪的垂直驅動軸。驅動軸不通過一體式穩壓器。驅動軸通過至少足夠大可讓葉輪通過的壓力容器的容器貫穿件。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及核反應堆技術、發電技術、核反應堆控制技術、核發電控制技術、熱管理技術以及相關的技術。
技術介紹
在用于產生蒸汽的核反應堆設計中，比如沸水堆(BWR)和壓水堆(PWR)的設計，放射性的反應堆堆芯浸沒在壓力容器底部處或靠近底部的主冷卻劑水中。在BWR設計中，由反應堆堆芯產生的熱量使主冷卻劑水沸騰形成蒸汽，位于壓力容器頂部處或附近的部件(例如，汽水分離器、蒸汽干燥器等)提取所形成的蒸汽。在PWR設計中，主冷卻劑保持在加壓或過冷的液態中，主冷卻劑從壓力容器中流出而流入外部的蒸汽發生器，或者，位于壓力容器之內的蒸汽發生器(有時稱之為“一體化PWR”設計)。不管哪一種設計，加熱的主冷卻劑水加熱蒸汽發生器內的二次冷卻劑水而產生蒸汽。PWR設計的優點在于，蒸汽包括不暴露于放射性的反應堆堆芯的二次冷卻劑水。不管在BWR設計還是在PWR設計中，主冷卻劑都流過閉合的循環回路。向上流過反應堆堆芯的主冷卻劑水被加熱，主冷卻劑水上升通過中心區域到達反應堆頂部，那里，主冷卻劑水反向流動，通過壓力容器和中央上升結構之間形成的下水環腔，向下流回到反應堆堆芯。這是針對如此反應堆構造的自然對流流動回路。然而，對于高能量的反應堆，若用機電的反應堆冷卻劑泵提供的原動力來補充或代替自然對流則是有利或必要的。在傳統的方法中，采用無軸封泵，其中，泵電動機使整體式的驅動軸/葉輪子組件轉動。該設計的優點在于，在驅動軸/葉輪子連接處不包括任何的密封(因此，名為“無軸封泵”)。對于核反應堆來說，通常的做法是提供整體式的反應堆冷卻劑泵，該冷卻劑泵包括無密封的驅動軸/葉輪子組件、電動機(包括定子、轉子磁體或繞組，以及合適的軸承或其它驅動聯軸器)以及支承法蘭，該支承法蘭支承電動機并包括石墨合金密封，驅動軸通過該石墨合金密封，將泵電動機連接到葉輪。通過插入葉輪穿過反應堆壓力容器中的開口，并將法蘭固定在開口上，就可安裝好反應堆冷卻劑泵。在安裝時，葉輪位于壓力容器內，而泵電動機位于壓力容器外面(且最好位于設置在壓力容器周圍的任何隔絕材料外面)。盡管電動機位于壓力容器外面，但仍有足夠的熱量傳遞到泵電動機，于是，通常設置呈熱交換器或類似形式的專用電動機冷卻裝置。將泵電動機放置在外面簡化了電源連接，并能使泵電動機設計在額定溫度下，該溫度基本上低于壓力容器內主冷卻劑水的溫度。本專利技術披露的是提供各種益處的改進，本
內的技術人員閱讀以下描述后將會明白到這些改進。
技術實現思路
在本專利技術的一個方面，裝置包括壓水堆(PWR)，其包括帶有垂直定向的圓柱軸線的圓筒形壓力容器；設置在圓筒形壓力容器內的核反應堆堆芯；設置在圓筒形壓力容器內的分離器板，該分離器板分隔壓力容器以限定設置在分離器板上方的含有穩壓器體積的一體式穩壓器和設置在分離器板下方限定反應堆體積且包含核反應堆堆芯的反應堆容器部分，其中，分離器板限制但不完全切斷穩壓器體積和反應堆體積之間的流體連通；以及反應堆冷卻劑泵包括(i)設置反應堆體積內的在壓力容器內的葉輪，(ii)設置在壓力容器外面的泵電動機，以及(iii)可操作地連接泵電動機與葉輪的驅動軸，其中，(I)泵電動機的至少一部分設置在分離器板的上方，(2)反應堆冷卻劑泵沒有部分設置在穩壓器體積內，以及(3)驅動軸通過壓力容器內的開口，該開口至少足夠大可讓葉輪通過。在本專利技術的另一方面，方法包括安裝反應堆冷卻劑泵，該泵包括泵電動機、驅動軸、葉輪以及安裝在壓水堆(PWR)上的安裝法蘭，壓水堆包括壓力容器和設置在壓力容器內的核反應堆堆芯，上述安裝包括在壓力容器外預組裝泵電動機、驅動軸、葉輪和安裝法蘭，以形成設置在壓力容器外面的作為一個單元的泵組件，其中，泵電動機通過驅動軸與葉輪連接；插入泵組件的葉輪和驅動軸通過壓力容器的開口，同時，泵電動機保持在壓力容器外面；以及將泵組件的法蘭固定到壓力容器外面以在壓力容器上安裝泵組件；其中，上述插入和固定將泵組件安裝在壓力容器上，使泵組件的驅動軸垂直地定向。在本專利技術的另一方面，就在前面段落中描述的反應堆冷卻劑泵還包括泵擴散器，其不是由預組裝形成的整體泵組件的一個部件，前面段落中描述的安裝還包括在插入和固定操作之外的操作中將泵擴散器設置在壓力容器內。在本專利技術的另一方面，裝置包括反應堆冷卻劑泵，該泵包括泵組件和泵擴散器。泵組件包括泵電動機、葉輪以及可操作地連接作為所述泵組件的泵電動機和葉輪的驅動軸。泵擴散器構造成接納葉輪。泵擴散器不與泵組件固定。在本專利技術的另一方面，裝置包括前面段落中闡述的反應堆冷卻劑泵以及壓水堆(PWR)，壓水堆包括帶有垂直定向的圓柱軸線的圓筒形壓力容器，設置在圓筒形壓力容器內的核反應堆堆芯，以及設置在圓筒形壓力容器內的分離器板，分離器板分離壓力容器而限定設置在分離器板上方的一體式穩壓器體積和設置在分離器板下方包含核反應堆堆芯的反應堆容器部分。反應堆冷卻劑泵安裝在壓水堆的圓筒形壓力容器上，使葉輪安裝在泵擴散器內，泵電動機的至少一部分設置在分離器板的上方。反應堆冷卻劑泵沒有任何部分通過一體的穩壓器體積。在本專利技術的另一方面，裝置包括反應堆冷卻劑泵和壓水堆(PWR)。反應堆冷卻劑泵包括泵電動機、葉輪、可操作地連接泵電動機和葉輪的驅動軸、以及泵擴散器。泵電動機、葉輪、驅動軸，以及泵擴散器固定在一起成為整體的泵組件，令葉輪設置在泵擴散器內。壓水堆包括圓柱軸線垂直定向的圓筒形壓力容器，設置在圓筒形壓力容器內的核反應堆堆芯，以及設置在圓筒形壓力容器內的分離器板，分離器板分離壓力容器而形成設置在分離器板上方的一體式穩壓器體積和設置在分離器板下方包含核反應堆堆芯的反應堆容器部分。整體的泵組件安裝在壓水堆的圓筒形壓力容器上，使泵電動機的至少一部分安裝在分離器板的上方，反應堆冷卻劑泵沒有部分通過一體式穩壓器體積。附圖說明本專利技術可形成各種部件和這些部件的布置，以及各種過程操作和這些過程操作的安排。附圖僅是為了說明優選的實施例，并不認為是限制本專利技術。圖1示意地示出壓水堆(PWR)的側視剖視圖，該壓水堆包括一體的穩壓器和反應堆冷卻劑泵(RCP)。圖2示意地示出圖1的PWR的上部容器部分的立體圖。圖3示意地示出圖1的PWR的容器封頭區域的側視剖視圖，該壓水堆包括一體的穩壓器和RCP。圖4示意地示出反應堆冷卻劑泵(RCP)的側視剖視圖。圖5示意地示出圖1的PWR的上部容器部分的立體圖，使封閉件打開，以使容器封頭移離容器的其余部分，令容器封頭和容器其余部分傾斜而露出選定的內部部件。圖6和7分別示意地示出上部容器部分的一個替代實施例的立體圖和放大的剖視立體圖，該上部容器略去了封閉件以移去容器封頭，并使用了不同成形的一體式穩壓器。圖8示意地示出圖1的PWR的容器封頭區域的替代實施例的立體圖，該壓水堆包括另一個替代的RCP實施例。具體實施方式參照圖1-4，壓水堆(PWR)包括圓筒形壓力容器10。如本文中所采用的，詞語“圓筒形壓力容器”是指，壓力容器具有大致的圓筒形形狀，但在某些實施例中可偏離數學意義上完全的圓筒形。例如，所示的圓筒形壓力容器10沿著圓筒形長度具有直徑變化的圓形橫截面，并具有倒圓的端部，且包括各種容器貫穿件、容器部分法蘭連接等。圓筒形壓力容器10安裝在直立位置中，其具有上端12和下端14。然而，直立位置可考慮偏離圓柱軸線的準確垂直定向本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種裝置包括壓水堆，其包括：帶有垂直定向的圓柱軸線的圓筒形壓力容器；設置在圓筒形壓力容器內的核反應堆堆芯；設置在圓筒形壓力容器內的分離器板，其分隔壓力容器以限定設置在分離器板上方含有穩壓器體積的一體式穩壓器和設置在分離器板下方的限定反應堆體積且包含核反應堆堆芯的反應堆容器部分，其中，分離器板限制但不完全切斷穩壓器體積和反應堆體積之間的流體連通；以及反應堆冷卻劑泵包括：（i）設置在壓力容器內的反應堆體積內的葉輪，（ii）設置在壓力容器外面的泵電動機，以及（iii）可操作地連接泵電動機與葉輪的驅動軸，其中，（1）反應堆冷卻劑泵沒有部分設置在穩壓器體積內，以及（2）驅動軸通過壓力容器內的開口，該開口至少足夠大可讓葉輪通過。

【技術特征摘要】
2011.10.26 US 13/282,217書或其等價物的范圍之內，那么，就要認為本發明包括所有如此的修改和替換。權利要求1.一種裝置包括壓水堆，其包括: 帶有垂直定向的圓柱軸線的圓筒形壓力容器； 設置在圓筒形壓力容器內的核反應堆堆芯； 設置在圓筒形壓力容器內的分離器板，其分隔壓力容器以限定設置在分離器板上方含有穩壓器體積的一體式穩壓器和設置在分離器板下方的限定反應堆體積且包含核反應堆堆芯的反應堆容器部分，其中，分離器板限制但不完全切斷穩壓器體積和反應堆體積之間的流體連通；以及 反應堆冷卻劑泵包括:(i)設置在壓力容器內的反應堆體積內的葉輪，(ii)設置在壓力容器外面的泵電動機，以及(iii)可操作地連接泵電動機與葉輪的驅動軸，其中，(I)反應堆冷卻劑泵沒有部分設置在穩壓器體積內，以及(2)驅動軸通過壓力容器內的開口，該開口至少足夠大可讓葉輪通過。2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，圓筒形壓力容器的橫截面包括形成一體式穩壓器的凹入部的狹窄的部分，其中，泵電動機至少部分地設置在所述凹入部內。3.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，泵電動機至少部分地交疊圓筒形壓力容器的反應堆容器部分的橫截面面積。4.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，反應堆冷卻劑泵的驅動軸平行于圓筒形壓力容器的圓柱軸線定向。5.如權利要求4所述的裝置，其特征在于，反應堆冷卻劑泵包括圍繞圓筒形壓力容器的圓柱軸線成360° /N間距的N個反應堆冷卻劑泵，這里N是大于或等于2的整數。6.如權利要求1所述的裝置，其特征在于， 壓水堆還包括中空的圓筒形中央上升器，其與反應堆體積內的圓筒形壓力容器同心地設置并設置在圓筒形壓力容器內；以及 反應堆冷卻劑泵的葉輪構造成向下推進主冷卻劑水，使其進入到中空圓筒形中央上升器和圓筒形壓力容器之間形成的下水環腔。7.如權利要求6所述的裝置，其特征在于， 壓水堆還包括設置在下水環腔內的內蒸汽發生器。8.如權利要求7所述的裝置，其特征在于，反應堆冷卻劑泵將主冷卻劑排入出口腔內，該出口腔與反應堆冷卻劑泵和內蒸汽發生器間隔開。9.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，反應堆冷卻劑泵還包括包含葉輪的環形泵擴散器，該裝置還包括: 支撐板，該支撐板設置在分離器板的下方，該支撐板支承泵擴散器。10.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，(i)反應堆冷卻劑泵還包括含有葉輪的泵擴散器，以及(ii)可讓驅動軸通過的壓力容器內的開口小至不讓泵擴散器通過。11.如權利要求10所述的裝置，其特征在于，還包括設置在泵擴散器處或泵擴散器下方的檢修孔，該檢修孔足夠大可讓泵擴散器通過。12.—種方法,包括: 安裝反應堆冷卻劑泵，該泵包括泵電動機、驅動軸、葉輪以及在壓水堆上的安裝法蘭，壓水堆包括壓力容器和設置在壓力容器內的核反應堆堆芯，所述安裝包括: 在壓力容器外預組裝泵電動機 、驅動軸、葉輪和安裝法蘭，以形成設置在壓力容器外面的作為一個單元的泵組件，其中，泵電動機通過驅動軸與葉輪連接； 插入泵組件的葉輪和驅動軸通過壓力容器的開口，同時，泵電動機保持在壓力容器外面；以及 將泵組件的法蘭固定到壓力容器外面以在壓力容器上安裝泵組件； 其中，插入和固定使泵組件安裝在壓力容器上，使泵組件的驅動軸垂直地定向。13.如權利要求12所述的方法，其特征在于，反應堆冷卻劑泵還包括泵擴散器，泵擴散器不是通過預組裝形成的整體的泵組件的部件，該安裝還包括: 在除插入和固定操作之外的 操作中，將泵擴散器設置在壓力容器內。14.如權利要求13所述的方法，其特征在于，所述安裝包括在實施插入之前將泵擴散器設置在壓力容器內，所述插入包括通過壓力容器的開口插入葉輪和驅動軸，以將葉輪定位在泵擴散器內。15.如權利要求13所述的方法，其特征在于，可讓...

【專利技術屬性】
技術研發人員：斯科特·J·夏高茨，
申請(專利權)人：巴布科克和威爾科克斯核能股份有限公司，
類型：發明
國別省市：