[其他]具有改進(jìn)排管容器組件的壓水堆

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 87102541
• 申請日: 1987-04-04
• 公開（公告）號: CN87102541A
• 公開（公告）日: 1988-01-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 詹姆斯·埃德文·吉勒;約翰E·古森
• 申請（專利權(quán)）人: 西屋電氣公司
• 主分類號: G21C7/30
• 分類號: G21C7/30
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利代理部
• 代理人: 范本國

本發(fā)明涉及一個(gè)具有改進(jìn)設(shè)計(jì)的壓水堆系統(tǒng)。更詳細(xì)地說，涉及在壓力殼內(nèi)并由其提供必要機(jī)械支承作用的改進(jìn)排管容器組件，并考慮了排管容器組件遇到的允許應(yīng)力條件和振動問題。

在技術(shù)上眾所周知，傳統(tǒng)壓水堆使用了很多控制棒，這些控制棒裝在反應(yīng)堆容器內(nèi)。這些軸向平行的控制棒可作軸向移動插入到燃料棒組件中。這些控制棒裝有吸收中子的材料，因此，可降低堆芯中子通量水平。調(diào)整控制棒與有關(guān)燃料組件的相對位置，就能控制和調(diào)節(jié)反應(yīng)堆的反應(yīng)性和相應(yīng)的輸出功率。典型的控制棒排列成棒束，每個(gè)棒束的那些棒裝到一個(gè)公共的各自相關(guān)的星形接頭上，每個(gè)星形接頭又連接到有關(guān)的棒束升降控制機(jī)構(gòu)上。

在這種壓水堆的一些改進(jìn)設(shè)計(jì)中，使用了控制棒束（RCC）和水置換棒束（WDRC）及所謂的灰棒束，后兩種棒束在結(jié)構(gòu)上和相應(yīng)的控制棒束相同，因此，這兩種棒束在這里均看作控制棒束。在一個(gè)這樣的反應(yīng)堆設(shè)計(jì)里，總共有2800多根反應(yīng)堆控制棒和水置換棒，組裝成185個(gè)棒束。每個(gè)棒束各自有相應(yīng)的星形接頭，棒束的棒分別裝在星形接頭上。

在這樣典型的改進(jìn)設(shè)計(jì)的壓水堆里，在反應(yīng)堆容器內(nèi)，由下往上設(shè)置了一個(gè)下部吊蘭組件、一個(gè)內(nèi)部吊蘭組件、一個(gè)排管容器（每個(gè)都大致呈圓筒狀）和一個(gè)上部封頭。在下部吊蘭里裝有組成堆芯的許多相互平行的燃料棒組件。燃料棒組件上下端分別由相應(yīng)的上下堆芯板支承。上堆芯板焊接到內(nèi)部吊蘭組件園柱側(cè)壁的底部邊緣上。在內(nèi)部吊蘭組件里裝有大量的緊密布置的棒導(dǎo)向裝置，導(dǎo)向裝置基本上布滿內(nèi)部吊蘭組件的整個(gè)截面。第一種和第二種形式導(dǎo)向裝置分別裝有反應(yīng)堆控制棒束和水置換棒束。這些棒束分別套裝在與它們相對應(yīng)的導(dǎo)向裝置內(nèi)，通常與相應(yīng)的燃料棒組件密切合作。

本發(fā)明針對壓水堆采用的改進(jìn)設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)之一，是要達(dá)到有效地改善燃料利用率，使總?cè)剂腺M(fèi)用降低。根據(jù)這個(gè)目的，水置換棒束起機(jī)械慢化劑控制作用。當(dāng)開始新燃料循環(huán)時(shí)，所有水置換棒束完全插入相關(guān)的料材棒組件中，從而進(jìn)入到堆芯。燃料循環(huán)一般約為十八個(gè)月，此后必須更換燃料。當(dāng)循環(huán)中過剩反應(yīng)性水平降低時(shí)，水置換棒束成組地逐步從堆芯抽出，以便使反應(yīng)堆保持在同樣的反應(yīng)性水平上，即使燃料棒組件的反應(yīng)性隨時(shí)間而下降時(shí)也是如此。相反，控制棒束相對于燃料組件作軸向移動以連續(xù)控制反應(yīng)堆的反應(yīng)性和相應(yīng)的輸出功率水平，例如，用來響應(yīng)負(fù)荷的要求，其方式類似于傳統(tǒng)壓水堆的控制運(yùn)行。水置換棒束為反應(yīng)堆的譜移控制提供了一種機(jī)械手段，這與在1983年4月29日提交的序號為：490，099的稱為“核反應(yīng)堆”的未決申請中透露的反應(yīng)堆是一樣的。

這樣改進(jìn)設(shè)計(jì)的反應(yīng)堆的關(guān)鍵性設(shè)計(jì)指標(biāo)是使堆內(nèi)構(gòu)件的振動減到最小，振動是由于堆芯的引出流體從其中通過時(shí)引起的，達(dá)到此指標(biāo)的主要因素是使堆芯的引出水流以軸向通過壓力殼內(nèi)部吊蘭組件，因此，要保持水流平行于棒束和相應(yīng)棒導(dǎo)向裝置。維持軸向流動的有效條件是減少棒束處橫流的出現(xiàn)。由于有大量的棒束和水置換棒所要求的材料形式，可能產(chǎn)生值得注意的磨損，這一點(diǎn)特別重要。通過增加容器的有效長度，使棒的位置處在容器出口接管的下面來達(dá)到此目的，這樣，棒束只經(jīng)受軸向流動。因此，設(shè)置排管容器作為一個(gè)附加結(jié)構(gòu)，它裝在內(nèi)部吊蘭組件上面，也就是在棒束上面。排管容器接受軸向堆芯的引出流體，然后拐90°彎到徑向方向，再從容器徑向分布的出口接管排出。因此，排管容器必須經(jīng)受住冷卻劑從軸向轉(zhuǎn)到徑向的橫流。在容器上部的堆內(nèi)構(gòu)件里必須設(shè)有屏蔽和分配流量的裝置。

排管容器通常包括一塊下部排管容器板和一塊上部排管容器板。棒導(dǎo)向裝置下端和上端的位置分別固定在上部堆芯板和下部排管容器板上。許多排管安裝在排管容器內(nèi)，并平行地裝在下部和上部板定位孔之間，它們分別與棒導(dǎo)向裝置對準(zhǔn)。在下部排管容器板上設(shè)置了許多通流孔，它們與相應(yīng)的排管的孔的位置是錯開的。堆芯的引出中流體通過內(nèi)部吊蘭組件向上流動時(shí)經(jīng)過排管流出。排管容器接收的堆芯的引出口流體或者是它的大部分流量，使其從軸向流動轉(zhuǎn)到徑向方向，以便通過與排管容器相通的在外徑方向排列的出口接管流出。

排管以相同的平行軸向和對中關(guān)系連接到相對應(yīng)的流動套管上，套管延伸到堆容器封頭內(nèi)預(yù)定的高度，套管又同相應(yīng)的封頭延伸部分對準(zhǔn)并貼近它。封頭延伸部分穿過封頭結(jié)構(gòu)壁，并在封頭直上方的封頭外部自由端上。裝設(shè)如上所述的相應(yīng)的控制機(jī)構(gòu)。控制機(jī)構(gòu)具有相應(yīng)的驅(qū)動棒，驅(qū)動棒延伸通過各自的封頭延伸部分。流動套管和排管分別連接到相關(guān)的裝有控制棒束和水置換棒束的星形接頭上，并可用來調(diào)整它們在內(nèi)部吊蘭組件里的相應(yīng)的標(biāo)高位置。當(dāng)棒束下降進(jìn)入下部吊蘭組件時(shí)也就進(jìn)入到相關(guān)的燃料棒組件中，因此，便可控制堆芯的反應(yīng)性。