CN104584136A - 用于压水反应堆的堆芯内仪表缆线布设和支承元件 - Google Patents

Abstract

一种核反应堆包括：压力容器；核反应堆堆芯，其包括安置于压力容器中的裂变材料；以及，堆芯篮，其安置于压力容器中并且容纳核反应堆堆芯。堆芯内仪表安置于核反应堆堆芯的引导管中。堆芯内仪表具有从核反应堆堆芯的底部伸出并且做出180°转弯的缆线。底部支承元件附连到堆芯篮的底部并且限定或包括布设管，布设管将堆芯内仪表的缆线通过180°转弯布设。在某些实施例中，压力容器包括上容器部分和下容器部分，核反应堆堆芯和堆芯篮安置于下容器部分中，并且容器贯穿件穿过下容器部分或者穿过中凸缘，中凸缘连接上容器部分和下容器部分。

Description

用于压水反应堆的堆芯内仪表缆线布设和支承元件

本申请要求保护在2012年4月17日提交的美国临时申请No.61/625,387的权益。在2012年4月17日提交的美国临时申请No.61/625,387以全文引用的方式并入到本申请的说明书中。

简要概述

下文涉及核反应堆技术、核发电技术、核反应堆仪表技术、核反应堆流体力学设计技术和相关技术。

在一体式压水反应堆(一体式PWR)型核反应堆设计中，核反应堆堆芯在压力容器底部处或附近浸没于主冷却剂中。在典型设计中，主冷却剂在圆柱形压力容器中维持在过冷液相，圆柱形压力容器大体上直立安装(即，其圆柱轴线竖直地定向)。中空圆柱形中心立管同心安置于压力容器内侧。主冷却剂向上流动穿过反应堆堆芯，在反应堆堆芯处，其被加热并且穿过中心立管上升，从中心立管的顶部排放并且反向以向下往回朝向反应堆堆芯通过限定于压力容器与中心立管之间的降液管环形空间流动。在一体式PWR设计中，至少一个蒸汽发生器位于压力容器内侧，通常在降液管环形空间中。某些说明性一体式PWR设计描述于Thome等人，“Integral Helical Coil Pressurized WaterNuclear Reactor”，在2010年12月16日公开的美国公开No.2010/0316181A1(其以全文引用的方式并入到本文中)中。其它轻水核反应堆设计诸如带有外部蒸汽发生器的PWR设计，沸水反应堆(BWR)等，改变蒸汽发生器和其它部件的布置，但通常将放射性堆芯定位于圆柱形压力容器底部处或附近以便减小在冷却剂流失事故(LOCA)中反应堆堆芯的空气暴露可能性。

核反应堆堆芯由多个燃料组件构成。每个燃料组件包括多个燃料棒。格架组件沿着燃料组件的长度竖直间隔开，格架组件向燃料棒提供结构支承。上端部配件和下端部配件分别在燃料组件的顶部和底部。燃料组件还包括散布于燃料棒中并且焊接到格架组件上的引导管。燃料组件阵列形成核反应堆堆芯，核反应堆堆芯容纳于堆芯成型器中。整个堆芯支承于堆芯篮中，堆芯篮可以例如从压力容器的下凸缘悬挂或者以其它方式支承。

包括中子吸收材料的控制棒被插入到燃料组件的引导管内并且从引导管提出以控制堆芯反应性。监视堆芯条件(例如,反应堆功率、温度等)的仪表和其附属缆线也可以插入于引导管中的某些引导管内。一般而言，引导管容纳控制棒或仪表，但通常并非二者，这归因于空间限制。仪表被称作堆芯内构件，因为它们位于堆芯中。堆芯内构件可以在燃料组件的中心或边缘处位于引导管内侧。将这些仪表定位于反应堆堆芯中或者容器中的其它位置是有挑战性的，因为反应堆容器包含高温和高压水并且堆芯产生高水平辐射。

在一种方案中，在核反应堆中的仪表使用指套管和引导管，如在1991年9月17日提交的Brown等人美国专利No.5,120,491中所公开。包含主压力的指套管从密封台延伸穿过容器到引导管内。指套管通常在容器头部或容器底部进入反应堆容器。指套管止于位于反应堆外侧的密封台，例如，在单独于反应堆隔室的专用隔室中。通过在反应堆堆芯上方或下方布设管，存在从容器贯穿件到其中加载堆芯内仪表的引导管内的(几乎)“直射程(straight shot)”。然而，如果管从容器底部布设，自引导管贯穿件周围的泄漏将在反应堆堆芯下方，这对于LOCA补救而言是有问题的。另一方面，从上方布设管可能干扰控制棒驱动件或者另一上内部部件。

在本文中公开了改进，这些改进提供各种益处，通过阅读下文的描述，这些益处对于本领域技术人员显而易见。

发明内容

根据一方面，一种设备包括：压力容器；核反应堆堆芯，其包括安置于压力容器中的裂变材料；堆芯篮，其安置于压力容器中并且容纳核反应堆堆芯；堆芯内仪表，其安置于核反应堆堆芯的引导管中并且具有从核反应堆堆芯底部伸出并且做出180°转弯的缆线；以及，底部支承元件，其附连到堆芯篮的底部并且限定或包括布设管，布设管将堆芯内仪表的缆线通过180°转弯布设。

根据另一方面，一种设备包括：结合前一段的设备执行的方法，包括：缩回缆线以将堆芯内仪表从核反应堆堆芯的引导管移出并且进入到底部支承元件的布设管内；对设备执行维护，包括利用不同的引导管替换引导管；以及，再插入缆线以将堆芯内仪表从底部支承元件的布设管移出到不同的引导管内。

根据另一方面，一种设备包括：压力容器；核反应堆堆芯，其包括安置于压力容器中的裂变材料；堆芯篮，其安置于压力容器中并且容纳核反应堆堆芯；堆芯内仪表，其安置于核反应堆堆芯的引导管中并且具有缆线，缆线从核反应堆堆芯伸出，做出180°转弯，并且在180°转弯之后向上延伸到位于核反应堆堆芯上方和压力容器顶部下方的容器贯穿件。

根据另一方面，一种设备包括堆芯篮，其被配置成容纳核反应堆堆芯；以及底部支承元件，其附连到堆芯篮的底部并且限定或包括布设管，布设管被成形以布设成从堆芯篮的底部伸出的缆线通过180°转弯。在某些实施例中，所述底部支承元件具有蛋笼格架结构。

附图说明

本发明可以呈现各种部件和部件的布置，和各种过程操作和过程操作的布置。附图只是出于说明优选实施例的目的并且不应被理解为限制本发明。

图1示出了小型模块式反应堆的上半部和下半部，其中堆芯内仪表缆线布设和支承元件通过局部剖视下容器而示意性地示出。

图2以分解图示出了小型模块式反应堆的下半部，包括堆芯内仪表缆线布设和支承元件。

图3示出了小型模块式反应堆的下半部的剖视图，包括堆芯内仪表缆线布设和支承元件。

图4示出了小型模块式反应堆的下半部的剖视图，其示出了堆芯内布设管的路径。

图5和图6示意性地示出了在反应堆堆芯的燃料组件中的堆芯内构件的两种合适布置。

图7至图9示出了堆芯内仪表缆线布设和支承元件的透视图、侧视图和顶视图。

图10为堆芯内仪表缆线布设和支承元件的替代实施例。

具体实施方式

图1示出了一体式反应堆压力容器6，一体式反应堆压力容器6包括上容器8和下容器10。容器部分或部段8、10在操作期间在中凸缘14处联结，但图1示出了上容器8从下容器的中凸缘14提起(例如，用于再加燃料)。在一体式反应堆中，容器在共同压力边界中(即在压力容器6中)容纳反应堆堆芯，反应堆堆内构件和蒸汽发生器。图1的一体式反应堆被设计成使得上容器8容纳蒸汽发生器并且可以作为一单元(包括蒸汽发生器)被移除以再加燃料。

图2示出了容纳于说明性下容器10中的部件：上堆内构件16，其从中凸缘14悬挂；说明性反应堆堆芯18，其由燃料组件19阵列、堆芯成型器20和堆芯篮22构成。反应堆堆芯18被示意性地示出，包括仅几个燃料组件19，更通常地，堆芯包括数十燃料组件(例如，在图5至图6的实施例中69个燃料组件)。上堆内构件16可以包括诸如控制棒引导框架的部件，其引导控制棒组件、内部CRDM、内部反应堆冷却剂泵(RCP)等。(在图2中，图示了上堆内构件16，仅示出了包括吊板和拉杆的结构框架，和在中凸缘14处的一组RCP；然而，在某些实施例中，内部RCP可能被省略，以有利于在外部安装RCP)。

在反应堆操作期间，由堆芯内仪表来监视反应堆堆芯18，堆芯内仪表从堆芯布设到馈通，将堆芯内缆线从压力容器传出。在反应堆堆芯内，几个引导管用于堆芯内仪表。(在堆芯内的其余引导管用于接纳控制棒)。在反应堆堆芯18外侧，布设管将缆线从反应堆堆芯传送至少直到穿过压力容器壁的馈通。应当指出的是，术语“引导管”有时在该技术中不仅用于指反应堆堆芯中的引导管，而且也用于指用作反应堆堆芯外侧的缆线管道。对于本公开而言，为了避免混淆，在堆芯外侧容纳堆芯内缆线的管件被称作“布设管”。术语“引导管”用于指为反应堆堆芯的部分的引导管。堆芯内仪表缆线自身可能是矿物绝缘缆线(MI缆线)和/或可能包括覆盖电导体的指套管。在任一情况下，布设管向堆芯内缆线提供支承，防止流致振动损坏缆线。

说明性核反应堆为紧凑小型模块式反应堆(SMR)，其包括安置于压力容器内侧的一体式蒸汽发生器以及内部控制棒驱动机构(内部CRDM)。此外，说明性SMR为压水反应堆(PWR)，压水反应堆(PWR)包括由蒸汽泡在上容器8顶部限定的内部加压器，压力由合适输入诸如用于加热/膨胀蒸汽泡的电阻加热器和用于冷却/收缩蒸汽泡的喷淋器(细节未图示)等控制。将堆芯内仪表缆线从上方且围绕或穿过内部加压器、内部蒸汽发生器和内部CRDM布设将是有挑战性的。使缆线穿过CRDM在再加燃料期间也造成问题，因为缆线将通常需要被移除以便于移除CRDM以便接近反应堆堆芯。使堆芯内缆线穿过压力容器底部布设也是不合需要的，因为其需要在反应堆堆芯下方的贯穿件，这从冷却剂流失事故(LOCA)管理观点而言这是有问题的。虽然对于SMR而言，由于其紧凑性，从上方或下方布设堆芯内缆线是特别有问题的，在其它类型的核反应堆的情况下，产生类似的堆芯内缆线布设问题。

在本文中还公开了将堆芯内仪表缆线从侧部端口布设并且将缆线向下布设(例如,通过限定于堆芯篮22与下压力容器10之间的环形空间,合适地固定到上堆内构件结构骨架的周围或者固定到下容器10的内侧壁)到反应堆容器底部并且然后从下方向上回到反应堆堆芯18内。例如，堆芯内仪表缆线可能经由在中凸缘14处或附近的馈通穿过压力容器。这种布设有利地将堆芯内馈通放置于反应堆堆芯18上方，同时也避免将堆芯内缆线在中心穿过上堆内构件16布设。这种布设并不包括在中凸缘14附近缆线相对急剧的90°向下转弯。然而，堆芯内缆线必需的弯曲半径通常在大部分MI缆线的公差内(例如，典型MI缆线具有大约18英寸的弯曲半径)，并且此外，在打开期间，这个区域相对易于接近，其中，移除了上容器8。

更显著的困难是堆芯内缆线在压力容器底部180°转弯以便从下方进入反应堆堆芯18。这也是特别急剧的转弯，并且此外，在反应堆堆芯18下方的区域并不易于接近，甚至当移除了上容器8时。此外，每个堆芯内缆线的向上缆线部分必须与反应堆堆芯18的接纳引导管精确地对准以便进入它。(如在本上下文中所用的术语“180°转弯”表示在反应堆堆芯的引导管中竖直延伸的缆线部分和从反应堆堆芯底部布设到位于反应堆堆芯上方的堆芯内馈通的缆线部分之间过渡的堆芯内缆线中的转弯。180度转弯的具体形状可能不同，例如可选地沿着其长度具有不均一的弧度，可选地具有一定倾斜以适应在180°转弯与馈通之间略微倾斜的向上路径等)。

如本文所公开，通过使用底部支承元件24便于180°缆线转弯(经由图1的下容器10的局部剖视图被示出为隔离的，并且在图2的分解图中被示出处于其预期位置)用于堆芯内仪表缆线布设和对180°转弯区域的支承。底部支承元件24位于堆芯篮22下方并且包括布设管，布设管具有必需的180°转弯。底部支承元件24位于堆芯篮22下方并且优选地被固定到堆芯篮22以便确保与反应堆堆芯18精确对准。在其中堆芯篮22从中凸缘14悬挂的说明性实施例中，底部支承元件24夹持、栓接或以其它方式固定到堆芯篮22底部。作为额外益处，如果底部支承元件24具有充分的结构强度，其可以在堆芯篮22的悬挂支承件损毁的情况下用作反应堆堆芯18的安全缓冲垫或支承件。(应当指出的是，堆芯篮支承件的结构损毁预期不是大部分反应堆设计中的可信的损毁模式)。

图3示出了下反应堆容器10的剖视图，三个设想到的高度30、32、34用于容器贯穿件传送堆芯内缆线穿过压力容器壁。下容器10容纳堆芯篮22。堆芯篮22包括下堆芯板26，并且底部支承元件24连接到堆芯篮22并且(在说明性示例中)更特别地连接到下堆芯板26。中凸缘14附连到下容器10的顶部。容器由可选的支承裙部38支承,支承裙部38在下容器凸缘40连接下容器。还应当指出的是，单独的中凸缘14可选地省略以有利于在直接联结到彼此的上容器部段和下容器部段上的凸缘。

用于堆芯内容器贯穿件的图示的三个设想到的位置为：在高度30穿过中凸缘；在高度32穿过下容器顶部并且在高度34在支承裙部下方穿过容器。在图3中描绘了在高度30处具有堆芯内贯穿件的实施例，如可以由贯穿中凸缘14的堆芯内布设管28可以看出。在这种布置30中，利用中凸缘14移除堆芯内构件。

在其中堆芯内构件在高度32贯穿下容器凸缘40并且布设到堆芯底部的实施例中，堆芯内构件可能保持安装，即使从下容器10移除了中凸缘14。实际上，堆芯内构件可能甚至在再加燃料期间保持安装，因为燃料组件被移除并且被替换。这合适地通过使堆芯内构件和相关联的矿物绝缘缆线从堆芯引导管缩回来实现，使得在堆芯内构件的远端末端处的堆芯内仪表驻留在底部支承元件24的布设管内侧。

作为另一设想到的方案，堆芯内容器贯穿件34可能位于下部位置，如果中凸缘14太厚而不能机械加工馈通(或者完全省略中凸缘14)并且靠近中凸缘的容器壁也太厚，这可能是有利的。也缩短了缆线的总长度。堆芯内容器贯穿件优选地位于堆芯顶部上方(在示意图3中以高度36指示)。将贯穿件放置于堆芯顶部下方也是可能的，但如果LOCA出现在馈通处，这个位置可能是有问题的。

堆芯内贯穿件可能围绕下容器10或中凸缘14在周向均匀地间隔开。取决于容器贯穿件配置，可能存在多个堆芯内缆线，堆芯内缆线在每个贯穿件处进入，以便减少容器贯穿件的总数。堆芯内构件可能水平或以一定角度进入反应堆。如果堆芯内构件以一定角度进入，这个角度优选地应从外侧向内侧向下倾斜，即，在容器底部朝向反应堆堆芯18倾斜，以便在其从容器贯穿件向下朝向堆芯转弯时，使布设管和堆芯内缆线的弯曲角不太急剧。

从中凸缘或下容器壁，容纳于布设管中的堆芯内构件竖直布设以从顶部或底部进入堆芯。在图4中示出了堆芯内缆线从顶部进入堆芯的合适布置。堆芯内贯穿件可以穿过中凸缘14或下容器凸缘40。从任一位置，布设管28穿过上堆内构件布设到堆芯。

图5示出了如果堆芯内构件从反应堆堆芯18上方向下布设，在燃料元件中的堆芯内构件的说明性布置。在这种实施例中，堆芯内构件布设到构成堆芯18的燃料组件19的边缘以避免干扰控制棒。在说明性示例中，存在28个堆芯内构件和69个燃料组件19。堆芯内构件42放置在反应堆堆芯18的选定燃料组件的边缘处以避免干扰控制棒并且允许堆芯内布设管布设成围绕CRDM并且从支承控制棒的控制棒三脚架的路径出来。这使得燃料元件不对称，这种不对称可能在燃料组件燃烧或其它燃料组件性能特征中引入不合需要的不对称性。

图6示出了在燃料元件中堆芯内构件当它们从反应堆堆芯18下方向上布设时的说明性布置。在从底部进入并不干扰控制棒时，经由反应堆堆芯18底部进入有利地便于堆芯内仪表放置在燃料组件19的中心。

图5和图6的说明性布置假定压水反应堆(PWR)配置，其中，控制棒从上方进入反应堆堆芯18。在某些沸水反应堆(BWR)配置中，控制棒从下方进入堆芯。在此情况下，从反应堆上方向下布设更易于实现将堆芯内仪表放置于燃料组件中心。

暂时返回至图3,如果布设管被布设为从反应堆堆芯的底部进入反应堆堆芯，布设管优选地沿着堆芯篮22的外侧布设到堆芯篮底部。为此目的，通过使用底部支承元件24便于缆线中180°转弯。布设管可以被固定(例如，焊接到)底部支承元件24并且从堆芯篮22下方沿着底部支承元件24布设，或替代地，底部支承元件本身能容纳通道，通道限定嵌入于底部支承元件中并且与底部支承元件一体的布设管。在任一情况下，在堆芯内缆线做出由底部支承元件24支承180°转弯之后，它们各进入反应堆堆芯18中的指定引导管。如果底部支承元件24被固定到堆芯篮22上，便于从沿着底部支承元件24布设到进入反应堆堆芯18内侧的引导管准确地对齐这个过渡，因为这种布置排除了在底部支承元件24与堆芯篮22之间的相对移动(并且因此减小了在底部支承元件24与安置于堆芯篮22中的反应堆堆芯18之间相对移动的可能性)。

如果穿过下容器凸缘32或下容器壁布设到堆芯底部，堆芯内构件可能在再加燃料期间保持在反应堆容器中，充分淹没在水中以限制对个人的辐射剂量。这通过从堆芯牵拉或以其它方式缩回堆芯内缆线足以将堆芯内仪表从反应堆堆芯18的引导管抽出到固定到底部支承元件24(或与底部支承元件24一体)的布设管内的长度来实现。然后，从堆芯篮22移除构成反应堆堆芯18的燃料组件19并且新燃料组件被加载到堆芯篮内。(替代地，这个操作可能引起燃料滑移，其中，燃料元件被移除并且在不同的位置被替换，即，滑移，以增强在堆芯体积上燃料燃烧的均匀性)。在完成了再加燃料(或燃料滑移)操作之后，堆芯内缆线可以被插回到新或滑移的燃料组件的引导管内。在底部支承元件24固定到堆芯篮22的底部的情况下，确保底部支承元件24的布设管与燃料组件19的引导管之间的精确对准，因此能以“盲”方式进行这种堆芯内仪表的再插入，例如，通过在容器贯穿件处向内推动缆线使得缆线和在缆线的远端末端处的堆芯内仪表被推入到反应堆堆芯的引导管内。

虽然这种安装被描述为“盲”的，但也可设想到监视由堆芯内仪表所生成的读数以确定堆芯内仪表到反应堆堆芯内的准确放置。例如，当仪表在燃料组件内侧居中时，预期辐射水平传感器可能产生最大信号。作为补充或替代，盲安装可能依靠已知的贯穿距离，例如，如果在再加燃料开始(或滑移)期间，缆线缩回一定距离“x”以将仪表放置于底部支承元件24的布设管内侧，那么以距离“x”插入缆线应将仪表放回到堆芯内侧的其正确位置。

在核反应堆操作期间，底部支承元件24向布设管的部分提供支承，布设管引导180°缆线转弯。这是有利的，因为布设管相对柔性并且对流致振动敏感。

图7、图8和图9分别示出了底部支承元件24的透视图、侧视图和顶视图。底部支承元件24位于堆芯篮22下方(参看图3)但仍在主压力边界内侧(即，在底部容器10内侧，如在图1中示意性示出)。底部支承元件24并非主压力边界的部分。在某些实施例中，在正常条件下，底部支承元件24也不与主压力边界接触(换言之，并不与下压力容器10接触)。然而，底部支承元件24附连到堆芯篮22的下堆芯板26(参看图3)，例如，由围绕底部支承元件24的外周围间隔开的安装托架43。

在图7至图9的实施例中，底部支承元件24包括蛋笼格架，堆芯内布设管沿着布设管的长度连续地或者沿着布设管在离散锚固点附连到蛋笼格架上。出于说明目的，堆芯内仪表50被示出安置于核反应堆堆芯的引导管52中(引导管52以虚线示出并且并未示出堆芯以便显露堆芯内仪表50和其缆线54)。布设管56以180°弧度固定到底部支承元件24上以便引导受引导的缆线54的180°转弯。虽然为了说明示出了仅一个布设管56引导一个堆芯内仪表50的一个缆线54，应了解底部支承元件24可以提供多个这样的仪表(例如，图5和图6的实施例的28个堆芯内构件)的支承和布设。虽然布设管56被图示为固定到底部支承元件24上的单独元件，在其它设想到的实施例(未图示)中，底部支承元件具有内部通道，内部通道用作堆芯内缆线的布设管(换言之，在这些实施例中，布设管与底部元件为一体的并且由底部支承元件限定)。蛋笼格架较大地敞开以允许主冷却剂流入到反应堆堆芯18内。

在正常操作期间，支承元件24并不支承反应堆堆芯或堆芯篮。然而，其用于在布设管做出(逐渐)180°转弯进入到反应堆堆芯的引导管内时支承布设管。然而，在导致堆芯篮支承件损毁的异常事件的情况下，底部支承元件24可选地也充当“紧急”堆芯支承件。如果堆芯篮变得移位，支承元件将保持堆芯从容器底部提起到足以允许自然循环继续使水循环通过堆芯。这种可选的紧急堆芯支承功能假定支承元件24足够强以支承堆芯和堆芯篮，在某些设想到的实施例中，支承元件并不足够结实以执行这种功能。(同样，应当指出的是，堆芯篮支承件的结构损毁预期不是大部分反应堆设计的可信的故障模式)。

底部支承元件24的格架构造允许经由开口60(参看图9)向上流入到堆芯内并且允许通过开口62(参看图7和图8)的侧向流动，而不会造成有问题的压降。底部支承元件24允许堆芯内缆线从侧部进入容器并且仍被布设到堆芯底部。将布设管刚性地附连到底部支承元件24减小了布设管流致振动，布设管相对为柔性的。流致振动可能引起布设管机械损毁或者通过对金属造成腐蚀而引起布设管损毁。

当设计底部支承元件24时，一种考虑是布设管的180°转弯不应超过布设管或堆芯内缆线的最小可允许的弯曲半径。为了增加180°转弯的半径，在堆芯篮的一侧下降的布设管可能进入在反应堆堆芯18相反侧上的燃料元件，与支承元件24中的其它布设管交叉。为此目的，可以采用各种布局。在具有优化设计的这种方案中，可预期180°转弯的最小半径用于堆芯内仪表进入位于反应堆18中心处或最靠近反应堆18中心的一个或多个燃料组件。(这在图7所示的示例中示出)。

底部支承元件24使用销或夹具合适地附连到堆芯篮22(并且在说明性实施例中，更特别地附连到堆芯篮22的下堆芯板26上)以允许替换和移除，而无需对整个堆芯篮进行大量作业。在此方案中，底部支承元件24是可移除的模块，可以通过移除水平销将可移除的模块从堆芯篮22移除，水平销保持它连接到堆芯篮，若需要，允许它被替换或维修。销可以是帽，其被焊接以防止回退。为了移除这种结构，焊接可以被切断并且销可以被移除。还设想到可以使用螺栓，但螺纹紧固件的辐照(或氢)脆化是核部件中的一个顾虑。底部支承元件24可以替代地焊接到下堆芯板26上，但焊接可能使得难以移除这种结构用于维修或替换并且可能更改金属的性质。此外，某些焊接可能会受到来自附近反应堆堆芯18高辐射的不利影响。

在此方面，在某些实施例中，底部支承元件24并不包括任何焊接，而是通过机械加工坯料或者通过铸造、锻造或另一合适工艺被制造为整体式元件。底部支承元件24合适地由与核反应堆环境兼容的任何结构材料制成，诸如由不锈钢、因科镍合金等制成。

图10示出了用于支承元件的替代设计24a，其使用圆形流动孔62a以允许侧向流动，而不是像图7至图9的实施例中那样使用矩形孔62。大小和形状和流动孔62a可能不同。还设想到这种结构可能具有更厚的壁，具有机械加工(钻孔)到结构内的布设管。

说明性支承元件24的蛋笼格架在平面图中为直线形并且合适地支承布设管的直线形(在平面图中)布置。然而，也设想到非直线形平面图配置。

示出并且描述了优选实施例。显然，在阅读和理解前述详细描述时其他人可想到修改和更改。预期本发明被认为包括所有这些修改和更改，只要它们在所附权利要求或其等效物的范围内。

Claims (26)

1.一种设备，包括：

压力容器；

核反应堆堆芯，其包括安置于所述压力容器中的裂变材料；

堆芯篮，其安置于所述压力容器中并且容纳所述核反应堆堆芯；

堆芯内仪表，其安置于所述核反应堆堆芯的引导管中并且具有从所述核反应堆堆芯底部伸出并且做出180°转弯的缆线；以及

底部支承元件，其附连到所述堆芯篮的底部并且限定或包括布设管，所述布设管将所述堆芯内仪表的缆线通过所述180°转弯布设。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述底部支承元件包括流动开口以允许所述主冷却剂水通过所述底部支承元件流动到所述核反应堆堆芯的底部内。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述堆芯篮包括下堆芯板并且所述底部支承元件附连到所述下堆芯板。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述底部支承元件附连到所述堆芯篮而无需焊接。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述底部支承元件并不包括任何焊接。

6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述底部支承元件具有蛋笼格架结构。

7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述底部支承元件并不接触所述压力容器。

8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述堆芯篮在所述压力容器内悬挂并且所述底部支承元件附连到所述堆芯篮的底部而不接触所述压力容器。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述底部支承元件具有足以在所述堆芯篮悬挂失败的情况下支承所述堆芯篮和所述核反应堆堆芯的结构强度。

10.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述堆芯内仪表的缆线在所述180°转弯之后向上延伸到位于所述核反应堆堆芯上方和所述压力容器顶部下方的容器贯穿件。

11.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：

所述压力容器包括上容器部分和下容器部分，所述核反应堆堆芯和堆芯篮安置于所述下容器部分中，所述堆芯仪表的缆线在所述180°转弯之后向上延伸通过位于所述核反应堆堆芯上方的下容器部分到容器贯穿件。

12.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：

所述压力容器包括上容器部分、下容器部分和联结所述上容器部分和下容器部分的中凸缘，所述核反应堆堆芯和堆芯篮安置于所述下容器部分中，所述堆芯内仪表的缆线在所述180°转弯之后向上延伸到位于所述中凸缘中或所述下容器部分中的容器贯穿件。

13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述堆芯篮从所述中凸缘悬挂。

14.一种设备，包括：

压力容器；

核反应堆堆芯，其包括安置于所述压力容器中的裂变材料；

堆芯篮，其安置于所述压力容器中并且容纳所述核反应堆堆芯；

堆芯内仪表，其安置于所述核反应堆堆芯的引导管中并且具有缆线，所述缆线从所述核反应堆堆芯伸出，做出180°转弯，并且在所述180°转弯之后向上延伸到位于所述核反应堆堆芯上方和所述压力容器顶部下方的容器贯穿件。

15.根据权利要求14所述的设备，其特征在于：

所述压力容器包括上容器部分和下容器部分，所述核反应堆堆芯和堆芯篮安置于所述下容器部分中，并且所述容器贯穿件穿过所述下容器部分。

16.根据权利要求14所述的设备，其特征在于：

所述压力容器包括上容器部分、下容器部分和联结所述上容器部分和下容器部分的中凸缘，所述核反应堆堆芯和堆芯篮安置于所述下容器部分中，并且所述容器贯穿件穿过所述中凸缘或所述下容器部分。

17.根据权利要求16所述的设备，其特征在于，所述堆芯篮从所述中凸缘悬挂。

18.一种设备，包括：

堆芯篮，其被配置成容纳核反应堆堆芯；以及

底部支承元件，其附连到所述堆芯篮的底部并且限定或包括布设管，所述布设管被成形以布设成从所述堆芯篮的底部伸出的缆线通过180°转弯。

19.根据权利要求18所述的设备，其特征在于，所述底部支承元件具有蛋笼格架结构。

20.根据权利要求18所述的设备，其特征在于，所述底部支承元件包括流动开口以允许所述主冷却剂水通过所述底部支承元件流动到所述堆芯篮的底部内。

21.根据权利要求18所述的设备，其特征在于，所述堆芯篮包括下堆芯板并且所述底部支承元件附连到所述下堆芯板。

22.根据权利要求18所述的设备，其特征在于，所述底部支承元件附连到所述堆芯篮而无需焊接。

23.根据权利要求22所述的设备,其特征在于，所述底部支承元件并不包括任何焊接。

24.一种结合核反应堆执行的方法，所述核反应堆包括：压力容器；核反应堆堆芯，其包括安置于所述压力容器中的裂变材料；堆芯篮，其安置于所述压力容器中并且容纳所述核反应堆堆芯；堆芯内仪表，其安置于所述核反应堆堆芯的引导管中并且具有从所述核反应堆堆芯底部伸出并且做出180°转弯的缆线；以及，底部支承元件，其附连到所述堆芯篮的底部并且限定或包括布设管，所述布设管将所述堆芯内仪表的缆线通过所述180°转弯布设，所述方法包括：

缩回所述缆线以将所述堆芯内仪表从所述核反应堆堆芯的引导管移出并且进入到所述底部支承元件的所述布设管内；

对所述核反应堆执行维护，包括利用不同的引导管替换所述引导管；以及

再插入所述缆线以将所述堆芯内仪表从所述底部支承元件的布设管移出到所述不同的引导管内。

25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述缩回和所述再插入为盲操作，其中，观察不到所述堆芯内仪表的位置。

26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述再插入包括监视来自所述堆芯内仪表的信号以确定所述堆芯内仪表在所述反应堆堆芯内的放置。