CN102163468B - 用于固定和禁闭核反应堆容器的衬垫平面的方法以及应用此方法的衬垫 - Google Patents

Abstract

一种在用于封闭核反应堆的容器的操作期间固定和禁闭容器的衬垫平面以防止固体材料颗粒朝向所述容器内部迁移的方法，其特征在于，在已经卸下盖并将此盖放于支架之后，该方法包括：围绕盖的台肩放置由金属条带形成的环形衬垫，所述环形衬垫通过牢固附连到所述条带的自持部件维持在台肩的竖直壁上，通过将盖定位于预定高度，将支承有环形衬垫的盖置于容器上方，并进行衬垫平面的清洁度检测，将盖降低并安放于容器上以使条带的端侧边缘分别与盖的水平壁和容器的法兰的水平壁接触，将此盖附连在容器的法兰上；以及用于此方法的环形衬垫。

Description

用于固定和禁闭核反应堆容器的衬垫平面的方法以及应用此方法的衬垫

技术领域

本发明涉及在核反应堆容器的关闭操作时用于固定和禁闭核反应堆容器的衬垫平面的方法。

本发明还涉及应用此方法的环形衬垫。

背景技术

压水核反应堆在建筑内部包括容纳由多个可燃组件(大体棱柱形，竖直且并置地排列)形成的核反应堆堆芯的容器。

在反应堆容器内布置着尤其是保证支撑和维护核反应堆堆芯的可燃组件的内部设备部件。

大体圆筒形的容器在其下部形成有凸形底部并包括一上端，该上端在核反应堆运行期间由一凸形盖闭合。容器的这个盖被竖直排列的称为适配器的管道穿过，这些管道用于确保允许控制束在特定堆芯组件中位移的延伸器通过。

当盖置于容器上时，其确定了一衬垫平面，该平面由在容器法兰上形成的环形凹部和在容器盖上形成的形状上配合上述凹部的环形台肩所形成。

容器法兰的凹部和盖的台肩分别确定两个基本水平彼此相向的水平表面，当盖夹紧于容器上时两个O环形衬垫在这两个表面之间略微挤压。

通过拧入容器法兰并穿过设在盖的法兰环中的平滑孔的销，盖被附连到反应堆容器上。

这些销通常数量较大且彼此较近，因此拆卸和重装盖就需要拧出和拧入所有这些销。

还有，在拧入和拧出操作期间，通过张紧装置，牵伸力被施加在销上以便将其置入预加应力状态。

从而反应堆运行期间容器和盖之间的密封通过两个O形环实现，通常O形环是“因科镍合金”(注册商标)或是镀银不锈钢。这些衬垫布置于设在盖的台肩的平面表面上的两个同心槽中。

这些衬垫支承于所述平面表面上，面对容器法兰，并且这些衬垫的翼展部(spans)被机加工以便获得没有任何标记、瑕疵的完美表面。

使用销拧紧盖稍微挤压衬垫，衬垫的支撑表面约1mm宽，通常为3mm量级。

容器法兰的凹部和盖的台肩各自分别包括一竖直壁，在将盖安放于容器法兰上后，所述竖直壁在其间界定一间隙。

在重载反应堆的一部分的操作期间，对反应堆施行冷停堆，而后关闭容器上端部的盖被卸下。

移除此盖后，通过放置一临时的可膨胀衬垫于容器法兰凹部的边缘上放置一临时盖于容器上以确保临时的密封。

当重新装入核反应堆堆芯后，在将盖安放于容器法兰上期间，在通过加压去污器对池施行去污后，移除可膨胀的临时衬垫。

在开始张紧销的操作时，由于可燃组件和夹持环的弹簧产生的力，盖相对于容器法兰被稍稍提起。因此在位于盖下面的衬垫和架设在容器法兰上的衬垫之间有约2mm至3mm的游隙。

已发现，维护操作后，关闭反应堆容器时观察到泄漏，且该泄漏由在所述容器法兰上的盖的夹紧销被用于张紧和松脱销的工具拉伸时容器法兰的密封衬垫的翼展部上可能存在的金属微屑或其它颗粒所证实。

这些微斜的形成可能缘自于借助于张紧和松脱工具将所述销装配于容器法兰上时销的螺纹顶在盖的光滑孔壁上的摩擦。

在拧入销的操作前由于临时可膨胀衬垫的撤回，这些微屑可能已经通过穿过盖的台肩和容器的凹部之间形成的间隙在衬垫翼展部下方行进，且在拧入销期间到达所述衬垫的翼展部。

在25巴量级初压和30℃量级温度下重启机组时，泄漏随之发生在衬垫翼展部处。

在GB877,277中，已知一种环状C形衬垫，其被置于由容器法兰上形成的环形凹部和形状上匹配所述凹部的形成于容器盖中的环形台肩所形成的衬垫平面处。环形衬垫的各端侧边缘分别焊接到盖的水平壁和容器法兰的水平壁上。

在将盖安放到容器上之后焊接环形衬垫，使得焊接操作期间，微粒或异物可以通过穿过间隙在衬垫翼展部下方行进。

另外，在对核反应堆的一部分进行装载的新操作期间，在移除盖之前，至少其中一个焊道需要现场移除，这使操作更复杂，增加了反应堆的停堆时间并可能产生讨厌的碎屑。

发明内容

本发明的目的是提供一方法，用于在封闭容器的操作期间固定和禁闭反应堆容器的衬垫平面，藉由可简单应用的装置避免这些缺点并防止固体材料颗粒朝向核反应堆容器内部迁移。

从而，本发明的目的是一种在用于封闭核反应堆的容器的操作期间固定和禁闭容器的衬垫平面以防止固体材料颗粒朝向所述容器内部迁移的方法，所述衬垫平面由形成于容器的法兰上的环形凹部和形成于容器的盖上的环形台肩所形成，所述凹部和所述台肩面向彼此，并且均包括一竖直壁，从而在将盖安放于容器的法兰后在竖直壁之间界定一间隙，所述台肩包括配有两个O环密封衬垫的水平壁，其特征在于，在已经卸下盖并将此盖放于支架之后，该方法包括：

-围绕盖的台肩放置由金属条带形成的环形衬垫，所述环形衬垫通过所述条带的自持部件维持在台肩的竖直壁上，

-通过将盖定位于预定高度并进行衬垫平面的清洁度检测，将支承有环形衬垫的盖置于容器上方，

-将盖降低并安放于容器上以使条带的端侧边缘分别与盖的水平壁和容器的法兰的水平壁接触，

-将此盖附连在容器的法兰上，以及

-在反应堆的整个运行循环期间将环形衬垫留在其位置。

本发明的目的还是一种环形衬垫，用于在封闭核反应堆的容器的操作期间固定和禁闭容器的衬垫平面以防止固体材料颗粒朝向所述容器内部迁移，所述衬垫平面由形成于容器的法兰上的环形凹部和形成于容器的盖上的环形台肩所形成，所述凹部和所述台肩面向彼此，均包括一竖直壁，在所述竖直壁之间界定一间隙，台肩包括配有两个O环密封衬垫的水平壁，特征在于，衬垫由金属条带形成，其一方面包括能分别支承于盖的水平壁和容器的法兰的水平壁的两个端侧边缘，另一方面包括维持在盖的台肩的竖直壁上的所述环形衬垫的自持部件。

根据本发明的其它特征：

-所述自持部件包括至少两个对置的金属接片并被附连于条带的面向盖的台肩的竖直壁的外表面上，

-所述自保持部件包括多个金属接片，其均匀地分布于条带的周边上并附连于所述条带的面向盖的台肩的竖直壁的外表面上，

-各接片通过焊接附连于条带的外表面上，且厚度介于0.2mm到0.5mm之间，优选为0.25mm量级，

-环形衬垫的条带的形状为柔韧环形，具有介于0.3mm到1mm之间，优选为0.5mm量级的小厚度，

-环形衬垫的条带具有L形截面，包括两个其间形成角度的壁，分别为：上壁，其端侧边缘支承于盖的水平壁上；和宽度比上壁小的下壁，其端侧边缘支承于容器的法兰的水平壁上，

-接片附连于条带的上壁的外表面上，以及

-接片附连于条带的下壁的外表面上。

附图说明

阅读随后的以示例并参照附图给出的说明书后，本发明及其优点将更好地理解，附图中：

-图1是包含核反应堆堆芯及内部结构的核反应堆容器的示意性实际截面视图，

-图2和3分别是带有环形衬垫的盖和容器法兰沿竖向平面的部分截面视图，

-图4是环形衬垫的第一实施例的示意性透视视图，

-图5是上紧盖之前，容器法兰和带有环形衬垫的盖沿竖向平面的部分截面视图，

-图6是上紧盖之后，容器法兰和带有环形衬垫的盖沿竖向平面的部分截面视图，以及

-图7是环形衬垫的第二实施例沿竖向平面的示意性截面视图。

具体实施方式

图1中，示出了压水核反应堆的容器，总体上用标记1表示。

总体为圆筒形的容器1的下部由一凸形底部形成并包括上端，该上端在核反应堆运行期间通过支承于容器法兰1b上的凸形盖1a封闭。

容器1容纳由可燃组件形成的反应堆堆芯2(未示出)，这些组件形状总体为棱柱形，以并列方式竖直布置于总体标记为3的内部结构内。这些内部结构形成核反应堆的下堆内构件。

下堆内构件3特别地包括用于支撑堆芯的板3a、堆芯壳体3b和用于侧向维持核反应堆堆芯的隔板3c。

在堆芯2的上部上设有称为核反应堆的上堆内构件的第二套件。

传统地，上堆内构件4特别地包括下板4a，通过该下板，上堆内构件坐落于堆芯2的上部上，且该下板被称为上堆芯板。

上堆内构件进一步包括大厚度的上板4b，其形成用于支撑核反应堆控制棒的导向管6的板。间隔柱4c确保相互平行并水平置于核反应堆内的板4a和4b的装配与间开。

容器1的盖1a被竖直排布的管5穿过，该管称为转接器，用于确保控制束的位移延长器通过特定堆芯组件。

盖1a与容器法兰1b界定衬垫平面10。

如图1所示，并且在图2中以更大比例特别示出，衬垫平面10由形成于容器法兰20b上的环形凹部20和形成于容器1的盖1a上的环形台肩30所形成。凹部20和台肩30彼此面对。

凹部20包括水平壁21和竖直壁22，台肩30包括面向水平壁21的水平壁31和面向凹部20的竖直壁22的竖直壁32。

盖1a安放于容器法兰1b后，凹部20的竖直壁22和台肩30的垂直壁32在其间界定间隙12，如图5和图6所示。

传统地，台肩30的水平壁31包括两个O环衬垫13，每个衬垫通过未示出的适当的部件(例如凸耳)附连于槽14中。

当将盖1a张紧到容器1的法兰1b上时，O环衬垫13被稍稍挤压。盖1a通过销(未示出)附连到容器法兰1b上，这些销拧入到形成于法兰1b中的螺孔16中且穿过设在盖1a的法兰环中的平滑孔15。

这些销通常数量相对较大且彼此相对靠近，因此盖的拆卸和重装需要将所有这些销拧出和拧入。

在张紧和松脱操作期间，已知类型的张紧装置(未示出)施加牵伸力于销以便使其进入预加应力状态。

为了避免在拧入或拧出销期间金属微屑或其它固体材料颗粒沉积于容器法兰1b的密封衬垫13的翼展部21上(这可能导致泄漏)，总体标记为40的环形衬垫在所述盖1a的台肩30处(特别地在间隙12处)插入到容器法兰1b和盖1a之间，如图2、5和6所示。

环形衬垫40由金属条带41形成，条带优选形状为柔韧环形，具有0.3mm到1mm之间的小厚度，尤其为0.5mm量级的厚度。

通常，形成环形衬垫40的条带41包括当盖1a装配到容器法兰1b上时用以支撑于盖1a的水平壁17上的第一端侧边缘41a以及用以支撑于容器1的法兰1b的水平壁18上的第二端侧边缘41b，随后将明白这一点。

如图4所示，环形衬垫40的条带41包括：当盖1a已从容器法兰1b移除并放在支架(未示出)上时，自身维持在盖1a的台肩30的竖直壁32上的所述衬垫40的自持部件。

自持部件包括至少两个对置的金属接片50，优选若干金属签条50均匀地分布于衬垫40的条带41的周边。

金属接片50附连在条带41的外表面用以被置于面对凹部30的竖直壁32，这些接片45通过焊接附连。

各接片50厚度介于0.2mm到0.5mm之间，优选为0.25mm量级。

如图4所示，条带41优选具有L形截面，包括之间形成角度的两壁，分别是上壁44和宽度比上壁44的宽度小的下壁45。

根据图4所示的第一实施例，接片50附连在条带41的上壁44的外表面43上。

根据图7所示的第二实施例，接片50附连到条带41的下壁45的外表面43上。

通常，形成衬垫40的金属条带41可具有任何其他形状，诸如C形或V形截面。

将环形衬垫40安放于盖1a和容器法兰1b之间的衬垫平面10是以下述方式进行的。

在维护操作或核反应堆堆芯重载操作期间，销被拧下来，盖1a从容器1上移除。盖1a被放于一支承件(未示出)，以便允许操作员触及O环衬垫13并可能进行更换。

通过使上边缘41a抵靠台肩30的水平壁17，操作员围绕台肩30的竖直壁32手工放置条带41。自持接片50的自由边缘支承于台肩30的竖直壁32并确保通过支撑加固该竖直壁32而维持条带41。考虑到形成衬垫40的条带41的非对称外形以及条带的重量，接片50形成止挡并维持衬垫40在盖1a的台肩30上的适当位置的元件。

接下来，支承环形衬垫40的盖1a被输送到容器1b上方，在运输期间环形衬垫40仅靠接片50(无任何期他元件)维持。

盖1a定位于容器法兰1b的预定高度处，执行衬垫平面10的清洁度检测。

接下来，且如图5所示，将盖1a下降到容器上使得条带41的端侧边缘41a和41b与水平壁(分别为盖1a的台肩30的水平壁17以及容器法兰1a的凹部40的水平壁18)接触。

因此，在上紧销之前，条带41在使O环衬垫13与翼展部21接触之前防止任何固体材料的微粒或异物朝向容器内迁移。

通过上紧销(未示出)，盖1a然后附连到容器法兰1b上。

一旦将盖1a张紧于容器1上，形成环形衬垫40的条带41就被逐渐挤压，如图5所示。

因为边缘41a和41b分别与盖1a的水平壁17和容器法兰1b的水平壁18接触并且也因为母体(generatrix)41c由于接片50的挤压而与台肩30的竖直壁32接触，因此环形衬垫40确保衬垫平面10的禁闭，从而防止微屑或任何其他颗粒朝向所述衬垫平面10并朝向容器内部迁移。

放置后，在整个核反应堆运行循环期间，环形衬垫40都置于合适位置，而在下一循环被更换。

优选地，环形衬垫40的条带41为不锈钢。

新移去盖1a时，环形衬垫40可容易撤下无需任何特殊操作。实际上，停堆期间，就置换而言，衬垫可手工拿掉。然后将盖置于其支架，衬垫的移除没有任何特别的难处且特别是在反应堆容器或池中不产生任何污染。

因而根据本发明的环形衬垫给出了以下可能性：在封闭核反应堆容器的操作期间固定和禁闭反应堆容器的衬垫平面，从而在上紧用于确保将盖附连至反应堆的容器法兰上的销之前或上紧销期间，避免任何微屑或异物侵入这些衬垫和这些衬垫翼展部之间。

本环形衬垫具有无需任何特殊附连操作就能够容易地安放于核反应堆容器的盖的台肩上的优点。

Claims (11)

1.一种在用于封闭核反应堆的容器(1)的操作期间固定和禁闭容器(1)的衬垫平面(10)以防止固体材料颗粒朝向所述容器(1)内部迁移的方法，所述衬垫平面(10)由形成于容器(1)的法兰(1b)上的环形凹部(20)和形成于容器的盖(1a)上的环形台肩(30)所形成，所述凹部(20)和所述台肩(30)面向彼此，并且均包括一竖直壁(22，32)，从而在将盖(1a)安放于容器的法兰(1b)后在竖直壁之间界定一间隙(12)，所述台肩(30)包括配有两个O环密封衬垫(13)的水平壁(31)，其特征在于，在已经卸下盖(1a)并将此盖放于支架之后，该方法包括：

-围绕盖(1a)的台肩(30)放置由金属条带(41)形成的环形衬垫(40)，所述环形衬垫通过牢固附连到所述金属条带(41)的自持部件(50)维持在台肩(30)的竖直壁(32)上，

-通过将盖定位于预定高度并进行衬垫平面(10)的清洁度检测，将支承有环形衬垫(40)的盖(1a)置于容器(1)上方，

-将盖(1a)降低并安放于容器(1b)上以使金属条带(41)的端侧边缘(41a，41b)分别与盖(1a)的水平壁(17)和容器的法兰(1b)的水平壁(18)接触，

-将此盖(1a)附连在容器的法兰(1b)上，以及

-在反应堆的整个运行循环期间将环形衬垫(40)留在其位置。

2.一种环形衬垫(40)，用于在封闭核反应堆的容器(1)的操作期间固定和禁闭容器(1)的衬垫平面(10)以防止固体材料颗粒朝向所述容器(11)内部迁移，所述衬垫平面(10)由形成于容器(1)的法兰(1b)上的环形凹部(20)和形成于容器的盖(1a)上的环形台肩(30)所形成，所述凹部(20)和所述台肩(30)面向彼此，均包括一竖直壁(22，32)，在所述竖直壁之间界定一间隙(12)，台肩(30)包括配有两个O环密封衬垫(13)的水平壁(31)，其特征在于，衬垫(40)由金属条带(41)形成，所述金属条带一方面包括能分别支承于盖(1a)的水平壁(17)和容器的法兰(1b)的水平壁(18)的两个端侧边缘(41a，41b)，另一方面包括维持在盖(1a)的台肩(30)的竖直壁(32)上的所述环形衬垫(40)的自持部件(50)。

3.根据权利要求2的环形衬垫(40)，其特征在于，所述自持部件包括至少两个对置的金属接片(50)并被附连于金属条带(41)的面向盖(1a)的台肩(30)的竖直壁(32)的外表面上。

4.根据权利要求2的环形衬垫(40)，其特征在于，所述自持部件包括多个金属接片(50)，所述金属接片均匀地分布于金属条带(41)的周边上并附连于所述金属条带(41)的面向盖(1a)的台肩(30)的竖直壁(32)的外表面上。

5.根据权利要求3或4的环形衬垫(40)，其特征在于，各接片(50)通过焊接附连于金属条带(41)的外表面上，且厚度介于0.2mm到0.5mm之间。

6.根据权利要求5的环形衬垫(40)，其特征在于，所述厚度为0.25mm量级。

7.根据权利要求2至4中任意一项的环形衬垫(40)，其特征在于，环形衬垫(40)的金属条带(41)的形状为柔韧环形，具有介于0.3mm到1mm之间的小厚度。

8.根据权利要求7的环形衬垫(40)，其特征在于，所述小厚度为0.5mm量级。

9.根据权利要求2至4中任意一项的环形衬垫(40)，其特征在于，环形衬垫(40)的金属条带(41)具有L形截面，所述L形截面包括两个其间形成角度的壁(44，45)，分别为：上壁(44)，其端侧边缘(41a)支承于盖(1a)的水平壁(17)上；和宽度比上壁(44)小的下壁(45)，其端侧边缘(41b)支承于容器的法兰(1b)的水平壁(18)上。

10.根据权利要求3至4中任意一项的环形衬垫(40)，其特征在于，接片(50)附连于金属条带(41)的上壁(44)的外表面上。

11.根据权利要求3至4中任意一项的环形衬垫(40)，其特征在于，接片(50)附连于金属条带(41)的下壁(45)的外表面上。