CN106935283A - 核反应堆流路密封系统和密封件 - Google Patents

核反应堆流路密封系统和密封件 Download PDF

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CN106935283A CN201611007512.6A CN201611007512A CN106935283A CN 106935283 A CN106935283 A CN 106935283A CN 201611007512 A CN201611007512 A CN 201611007512A CN 106935283 A CN106935283 A CN 106935283A
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Abstract

本发明涉及核反应堆流路密封系统和密封件。具体而言,密封件定位在邻接的核反应堆构件之间。示例性密封件可通过重力、凹槽、保持器、直接接合或其它匹配结构保持就位以密封邻接的构件。示例性密封件的压缩相对于接合的构件驱动密封件,从而防止其之间的流体通道。示例性密封件可包括到接合构件外的较高压力流体的腔开口以驱动密封件的张开或密封。密封件可具有C形的、E形的、O型圈、盘绕的、螺旋的或其它截面以提供此腔。示例性密封件可为与在核反应堆中遭遇的辐射和热兼容的柔性材料。密封件关于构件的邻接可为连续的或分段的。环形密封件可围绕可移除地接合的堆芯板、支撑件、围筒和/或烟囱头部和结构的周边连续地延伸。

Description

核反应堆流路密封系统和密封件
技术领域
本发明涉及核反应堆流路密封系统和密封件。
背景技术
图1是相关技术的反应堆压力容器100的截面示意视图,诸如ESBWR压力容器。容器100包括在堆芯围筒114内沿侧向支撑一个或多个燃料组件110的堆芯板118。流体冷却剂和/或减速剂(诸如液态水)通常通过给水线路、烟囱径流或其它冷却剂供应源围绕容器100的周边输送到环形下导管区域101中。流体穿过下导管101向下流至堆芯板118下方的堆芯入口区域。在堆芯入口处,流体转向且向上流到由堆芯围筒114限制且包含组件110的堆芯中。在堆芯围筒114的底部处,流体改变方向且穿过在容器100的中央堆芯中的组件110向上流。如此,堆芯围筒114将穿过其中的堆芯和组件110的冷却剂的向上流从环形物101中的下导管流分开。
堆芯板118支撑堆芯围筒114且其自身可由支撑环和腿部102支撑。堆芯板118、堆芯围筒114和/或支撑环102可为圆柱形或环形的以围绕容器100的整个内周边或角形长度延伸。顶部引导件112可定位在堆芯围筒114的顶部处以对燃料组件110的顶部提供侧向支撑和定位。当液态冷却剂在组件110中沸腾时,蒸汽和水的加热的混合物穿过顶部引导件112向上流。带有流引导隔板121的烟囱120接收排出燃料组件110的高能蒸汽/水混合物。蒸汽分离器组件140可定位在烟囱120的上端(诸如在烟囱头部122处)。
堆芯围筒114、堆芯板118、顶部引导件112和烟囱120中的任一者可相对于彼此移动且在操作期间可移除地接合。烟囱头部122可由烟囱限制器123侧向地支撑,烟囱限制器可成对,从而使烟囱120上的支架和容器100的内壁滑动配合。在烟囱120上面,蒸汽分离器组件140可接收引导的高能流体流且将液态水从穿过其上升的蒸汽-水混合物分开。来自蒸汽分离器组件140的蒸汽向上流至蒸汽干燥器141,在那里移除额外湿气。分开和移除的液体向下引导回到下导管环形物101中,且排出蒸汽干燥器141的干燥的蒸汽然后引导到主蒸汽线路103中以用于电功率产生。
发明内容
示例性实施例包括一个或多个密封件以用于在核反应堆环境中的邻接构件之间使用。示例性密封件可安装在构件之间(其接合或接触的地方),诸如构件内的凹槽中或构件之间的其它区域。凹槽中的示例性密封件通过邻接加压且因此在构件的接合的方向上相对于构件密封。例如,构件可分隔核反应堆内的不同流路,且示例性密封件可利用流路的不同特性以进一步增强密封。例如,密封件可包括可张开的凹处,其朝带有较高压力的流开放且相对于其它流闭合。较高压力可张开或驱动凹处且因此进一步在构件的接合的方向上密封,从而增强密封。这可较好隔离越过构件的带有不同特点的流,且防止流之间的差别的不期望的混合和退化。例如,带有C形或E形的截面的弹性密封件在与流体流平行的平面中可利用此压力差别。密封件也可具有O型圈、盘绕的和/或螺旋的截面,如额外示例中的那样。
示例性密封件可为增强不同构件之间的密封的任何形状或大小。例如,密封件可在垂直于流路的平面中围绕邻接结构的周边形成连续通路。密封件可为圈形的、环形的或以此方式围绕构件的接合的轴线的任何其它形状。示例性密封件可通过重力、构件中的凹槽、固定夹、焊接等保持在邻接构件之间。例如,在待密封的构件为将下导管流从堆芯流隔离的堆芯支撑件或板、围筒和/或烟囱结构的情况下,密封件可由附接至可移除地接合反应堆中的这些结构的相同螺栓的保持器保持在构件之间。
技术方案1.一种用于在核反应堆环境中使用的密封系统,所述系统包括:
第一构件;
第二构件,其邻接所述第一构件,其中所述第二构件在邻接所述第一构件的表面中包括凹槽;以及
在所述凹槽中的密封件,其构造成在第一方向上相对于所述第一构件密封,其中所述密封件包括到所述密封件中的凹处中的开口,所述开口构造成在所述开口处相对较高的压力下在所述第一方向上驱动所述密封件。
技术方案2.根据技术方案1所述的密封系统,其中,所述开口面向垂直于所述第一方向的第二方向。
技术方案3.根据技术方案1所述的密封系统,其中,所述密封件具有E形和C形的截面中的至少一者。
技术方案4.根据技术方案1所述的系统,其中,所述密封件围绕所述第一方向上的外轴线为环形,以便在所述第二构件邻接所述第一构件处围绕整个周边连续地延伸。
技术方案5.根据技术方案1所述的系统,其中,所述密封件为金属的且弹性的,且其中未压缩的密封件具有在所述第一方向上延伸超出所述凹槽的高度,且其中所述密封件在压缩至所述凹槽的高度时仅弹性地变形。
技术方案6.根据技术方案1所述的系统,其中,所述系统还包括将所述密封件保持在所述凹槽中的保持器。
技术方案7.根据技术方案1所述的系统,其中,所述第一构件和第二构件在邻接时将具有第一流体流的下导管从具有第二流体流的反应堆芯分开,且其中所述第一流体流和所述第二流体流与所述第一方向平行或逆平行。
技术方案8.根据技术方案1所述的系统,其中,所述第二构件是堆芯围筒,且其中所述开口面向所述第一流体流。
技术方案9.一种用于在核反应堆环境中使用的密封系统,所述系统包括:
核反应堆内的第一流分隔结构;
所述核反应堆内的第二流分隔结构,其在所述第一流分隔结构竖直地上方且直接地接合至所述第一流分隔结构,其中所述第一流分隔结构和第二流分隔结构将第一冷却流从第二冷却流分开,且其中所述第一冷却流和所述第二冷却流具有显著不同的温度和压力;以及
密封件,其压缩在所述第一流分隔结构和所述第二流分隔结构之间且在所述第一流分隔结构和所述第二流分隔结构中的至少一者的内部。
技术方案10.根据技术方案9所述的密封系统,其中,所述第一流是向下流的液态给水,且其中所述第二流是向上堆芯流。
技术方案11.根据技术方案9所述的密封系统,其中,所述第一流分隔结构和所述第二流分隔结构围绕圈直接地接合,且其中所述密封件是压缩在所述圈中的环形物。
技术方案12.根据技术方案9所述的密封系统,其中,所述密封件具有C形和E形的截面中的至少一者。
技术方案13.根据技术方案12所述的密封系统,其中,所述密封件具有带有面向所述第一流的两个开口的E形的截面,且其中所述第一流相比于所述第二流具有较高压力。
技术方案14.根据技术方案13所述的密封系统,其中,所述密封件是环形的和柔性的金属合金。
技术方案15.根据技术方案14所述的密封系统,其中,未压缩的密封件具有延伸超出所述第一流分隔结构和所述第二流分隔结构中的所述至少一者的高度,且其中所述密封件在压缩到完全在所述第一流分隔结构和所述第二流分隔结构中的所述至少一者的内部时仅弹性地变形。
技术方案16.根据技术方案9所述的密封系统,其中,所述第一流分隔结构和所述第二流分隔结构是所述核反应堆内的烟囱系统的部分。
技术方案17.根据技术方案16所述的密封系统,其中,所述密封系统还包括:
螺栓,其可移除地接合所述第一流分隔结构和所述第二流分隔结构;和
保持器,其将所述密封件保持在所述第一流分隔结构和所述第二流分隔结构中的所述至少一者的内部,其中所述保持器接合至所述螺栓。
技术方案18.一种密封核反应堆环境中的流路的方法,所述方法包括:
在第一构件的接触面中形成凹槽;
在所述凹槽中安装柔性密封件,其中所述柔性密封件在未压缩时延伸超出所述凹槽,其中所述密封件包括到所述密封件中的凹处中的开口,所述开口构造成在所述开口处相对较高的压力下在所述第一方向上驱动所述密封件;以及
相对于所述第一构件的接触面邻接第二构件,以便压缩所述密封件。
技术方案19.根据技术方案18所述的方法,其中,相对于所述第一构件的接触面邻接所述第二构件在所述核反应堆中将第一流路从第二流路直接地分开,其中所述第一流路是所述核反应堆中的环形下导管,且其中所述第二流路是所述核反应堆的堆芯。
技术方案20.根据技术方案19所述的方法,其中,所述安装包括将所述柔性密封件定位在所述凹槽中,使得所述开口面向所述第一流路。
附图说明
通过详细描述附图,示例性实施例将变得更加显而易见,附图中的相似元件由相似参考标号表示,附图将仅通过图示给出且因此不限制其描绘的用语。
图1是相关技术的核动力容器和内部的图示。
图2是示例性实施例密封系统的示意性截面。
图3是可在示例性实施例系统中使用的示例性密封件的图示。
图4A和图4B是可在示例性实施例系统中使用的额外示例性密封件的示意性截面。
零件清单
100 反应堆容器
101 下导管区域
102 支撑圈
103 蒸汽线路
110 燃料组件
112 顶部引导件
114 堆芯围筒
118 堆芯板
120 烟囱
121 烟囱隔板
122 烟囱头部
123 烟囱限制器
140 蒸汽分离器
141 蒸汽干燥器
200 示例性实施例密封系统
102a,102b 凹槽
410 螺栓
415 固定夹
250,250a,250b 密封件
251 尖头
252 间隙。
具体实施方式
由于这是专利文件,当阅读和理解它时应当应用构造的大体广泛的规则。在此文件中描述和示出的一切是落入所附权利要求的范围内的主题的示例。本文公开的任何特定结构和功能细节仅为了描述如何制成和使用示例性实施例或方法的目的。本文未特别地公开的若干不同的实施例落入权利要求范围内;因而,权利要求可以许多备选形式实施且不应解释为仅限于本文提出的示例性实施例。
将理解的是,虽然本文可使用用语第一、第二等来描述各种元件,但这些元件不应由这些用语限制。这些用语仅用于将一个元件与另一个区别。例如,第一元件可使用用语第二元件,且类似地,第二元件可使用用语第一元件,而不脱离示例性实施例的范围。如本文所使用,用语“和/或”包括相关联的列出项目中的一个或多个的任何和全部组合。
将理解的是,当元件称作为“连接”、“联接”、“匹配”、“附接”或“固定”至另一元件时,其可直接地连接或联接至另一元件或可存在中间元件。作为对照,当元件称作为“直接地连接”或“直接地联接”至另一元件时,则不存在中间元件。用于描述元件之间的关系的其它词语应当以类似的方式解释(例如,“在…之间”对比“直接地在…之间”、“相邻”对比“直接相邻”等)。类似地,诸如“通信地连接”的用语包括两个装置之间全部种类的信息交换通道,包括即时装置、网络等(无线连接或非无线连接)。
如本文所使用,单数形式“一个”、“一种”和“该”意在包括单数和复数形式两者,除非带有词语像“仅”、“单个”和/或“一个”的语言另外清楚地指出。还将理解的是,用语“包括”、“包括了”、“包含”和/或“包含了”在本文使用时表示指出的特征、步骤、操作、元件、概念和/或构件的存在,但其自身并未排除一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、构件、概念和/或其组的存在或添加。
应注意的是,下文论述的结构和操作可出现不同于附图中描述的和/或提到的顺序。例如,取决于涉及的功能/作用,接连地示出的两个操作和/或附图可实际上同时执行或可有时以相反顺序执行。类似地,下文描述的示例性方法内的独立操作可重复地、独立地或顺序地执行,以便提供除了下文描述的单个操作之处的循环或其它系列的操作。应假设的是,以任何可工作的组合的具有下文描述的特征和功能的任何实施例落入示例性实施例范围内。
发明人已经认识到,形成下导管区域的结构(诸如堆芯板、堆芯围筒、围筒支撑件、烟囱等)可通过将下导管区域从内堆芯流不完全地密封的匹配结构可移除地接合。下导管中的流体通常为在强迫流压力下的较低温度的液体,而穿过堆芯向上的流为较高温度的潜在两相流。发明人新近认识到这两种流之间的泄漏的可能性,诸如在堆芯板和围筒或围筒支撑件搁置在彼此上作为单独件的地方,非常高能的流可通过其逸出。发明人还认识到,在较新的自然循环反应堆设计(诸如ESBWR)中,下导管和堆芯流之间的泄漏在依赖自然循环的情况下确保强自然循环驱动时可特别有害,诸如装置外瞬态功率的损失。例如,泄漏到较热堆芯流中的较冷下导管流可冷却或冷凝穿过堆芯向上流动的流体,从而降低这些流之间的自然压力梯度且减少自然循环冷却。如此,发明人新近认识到对于分开在不同压力下的流的结构之间弹性密封以及将较低能量的下导管流从较高能量的堆芯流分开的结构之间密封的需要,特别是在其中自然循环是初始冷却剂循环流的关键元件的自然循环反应堆中。下文描述的示例性实施例利用由示例性实施例实现的独特解决方案解决由发明人认识到的这些和其它问题。
本发明是用于在核反应堆环境和包括其的系统中使用的密封件。作为本发明的对照,下文论述的少数示例性实施例和示例性方法仅说明了可用作本发明和/或与本发明有关的各种不同构造的子集。
图2是关于与从图1的容器100的下导管区域101相邻的堆芯板118的截面细节。如图2中所示,示例性实施例密封系统200可在其中带有若干构件的核反应堆内使用。示例性实施例密封系统200包括遭受泄漏的单独反应堆内部构件之间的一个或多个弹性密封件250。例如,密封件250a和250b可安装在分隔反应堆内的流体流的构件之间,诸如将下导管区域101从内部堆芯流分开的构件。这些构件可为围筒支撑件102、堆芯板118和/或堆芯围筒114,如图2中所示的那样。当然,密封件250也可在其它流分隔结构中和其它流分隔结构之间使用(诸如堆芯筒、顶部引导件、烟囱区段、烟囱头部、蒸汽分离器、反应堆头部等之间),以及将从抵抗性密封受益的任何其它反应堆结构(诸如修改的反应堆内部和/或冷却剂循环构件)。
在图2中,向下流↓在左边或沿径向向外的下导管101中,而向上流↑在右边或沿径向向内的堆芯区域内。向下流↓可围绕反应堆的角形周边为环形的,而图2仅为示出径向和轴向维度的截面示意图。下导管101中的向下流↓可为来自自然循环的相对较高压力下的相对较冷的液态水,而向上流↑可为相对较低压力下的较热的蒸汽-水混合物。例如,在ESBWR中,向下流↓可为在大约270摄氏度且高于大约7.2MPa的冷凝液体,而向上流↑可高于280摄氏度、低于7.2MPa且包含双相流。
密封件250在分隔向上流和向下流的结构之间出现在示例性实施例系统200中以便防止流之间的流体泄漏和因此的能量传递。密封件250可为连续环形圈,以便在采用三个维度或提供期望的密封的任何其它形状时连续地密封图2中示出的结构的周边。例如,对于大体平坦的圆柱形堆芯板118和环形堆芯围筒114,密封件250a可为围筒114和堆芯板118之间的连续环形座以减少穿过围筒114和堆芯板118的接合点的流。围筒114可移除地栓接、或甚至仅在重力下搁置在堆芯板118上,使得在核液力中遭遇极端力的情况下,围筒114和堆芯板118之间的移动和/或不均匀接触是可能的。密封件250在这种情况下减少或防止泄漏。
密封件250可采用多种形式来密封在核反应堆环境中(诸如在示例性系统200中)的流形成结构之间的接触。图3示出了第一示例性密封件,可用作图2中的密封件250b。如图3中所示,示例性密封件250b可为带有交替或曲折形状的E形的密封件。类似密封件在2010年9月7日提交的共同拥有的申请12/876567(现在的美国专利8475139)中描述,其通过引用以其全部并入本文,且如果根据此详细描述再设计,其密封件和方法可类似于示例性密封件250b。示例性密封件250b的大小确定为配合在加工或在待密封的结构的接触表面(诸如将接触堆芯板118的围筒支撑件102的顶面(图2))中另外形成的凹槽102b中。凹槽102b在图3中以部分剖面示出,且要理解的是,凹槽102b可为凸缘或在宽度方面完全地包含在诸如围筒支撑件102的结构中。凹槽102b和密封件250b可延伸围筒支撑件102的整个圆周,以便将支撑件102的内部从其外部完全地密封。
凹槽102b可在堆芯支撑件102的制造和安装期间形成,诸如通过模制、加工、冲压等,且密封件250b可其后不久放置在凹槽102b中。类似地,凹槽102b可在反应堆芯拆卸且接触表面可用于修改以形成凹槽102b时的维护周期或中断期间形成。密封件250b也可在此维护周期期间放置在凹槽102b中(在新形成或存在的凹槽102b中),从而潜在地替换存在的或磨损的密封件。密封件250b可经由重力和/或凹槽102b上方另一结构的安装相对紧密地配合在凹槽102b中且保持在其中。类似地,密封件250b可焊接、栓接或另外附接至凹槽102b中的表面。
示例性密封件250b的大小确定为从凹槽102b竖直地突出距离d且可沿d在竖直方向上弹性地压缩。例如,凹槽102b在堆芯支撑件102中可为竖直地仅1至2英寸深,且密封件250b可在距离d中在凹槽102b上方延伸少于四分之一英寸。密封件250b构造成压缩距离d且由于此压缩而施加弹性阻力,从而形成密封。密封件250b可大小确定为一定厚度且选择在压缩距离d时将不失效或塑性变形的核反应堆环境兼容材料,诸如不锈钢或像X-750或合金718(改性的)的其它金属合金。备选地,密封件250b可在压缩距离d时塑性地或持久地变形,同时仍相对于压缩结构形成密封。
如图3中所示,示例性密封件250b可为E形的以进一步利用越过密封结构的压力差别。例如,P1相比于在围筒支撑件102的相对侧上的P2可具有较高压力,且任何泄漏流体可具有因此从P1越过围筒支撑件102的顶面流到P2的趋势。示例性密封件250b中可张开的间隙252可利用此压力差别且驱动密封件250b在此压力差别下在方向d上竖直地张开。具体而言,通过将间隙252的形状和位置确定为朝较高压力P1开放,在尖头251和间隙252沿径向承靠在凹槽102b中的情况下,密封件250b可由高于压力P2的压力P1驱动竖直地张开从而张开间隙252。在密封件250b中由压力差别形成的此竖直力可增强密封件250b和承靠在其上且压缩其的结构(诸如堆芯板118(图2))之间的竖直力且因此密封有效性。类似地,如果P2预期大于P1,诸如下导管101(图2)中的流体预期相比于堆芯流体流具有较高压力,示例性密封件250b可反过来以较好利用相反的压力差别。
图4A和图4B是可在图2的示例性系统200中使用的密封件的额外示例。例如,如图4A和图4B中所示,示例性密封件250a可为单一的(如图4A)或带有内O型圈的双重的(如图4B)C形圈。凹槽114a可在流引导结构(诸如围筒114)的顶面中容纳示例性密封件250a。类似于凹槽102b(图3),凹槽114a可以任何方式形成以容纳密封件250a。类似于图2,图4A和图4B为截面示意图,且密封件250a在未示出的深度方向上延伸,潜在地形成环形圈或带有C形截面的区段。
示例性密封件250a可大小确定为配合在凹槽114a中,其中小的竖直突出部在围筒114竖直地承靠下部结构(诸如示例性系统200中的堆芯板118(图2))时允许压缩且越过距离d密封。由于凹槽114a可为面向下的竖直定向且示例性弹簧250a可相对于重力安装在凹槽114a中,固定夹415可用于在未压缩时将示例性弹簧保持在凹槽114a中。例如,通过摩擦接触、焊接、栓接或其它接合和固定机构,固定夹415可毗连在C形的示例性密封件250a的间隙中(图4A),或可接合或推压C形的示例性密封件250a的弯曲部分(图4B)。螺栓410可将固定夹415固定至上部结构(诸如围筒114)。螺栓410可进一步用于可移除地接合总体邻接结构(诸如围筒114和堆芯板118)。
类似地,示例性密封件250a可在烟囱区段和蒸汽分离与干燥设备中使用,其在2015年7月6日提交的名称为“CHIMNEY AND LOADING/UNLOADING METHODS FOR THE SAMEIN NUCLEAR REACTORS”的共同拥有的申请14/792512中描述,且以其全部并入本文。在此改变中,结构114或102(图3)例如可为烟囱筒或延伸物。螺栓410可为可移除地接合烟囱构件的外螺栓或抗震销。密封件250可在竖直地接合时密封压缩密封件250的烟囱部分的整个周边,从而防止在烟囱的任一侧的相对流的混合。
图4A和图4B中的示例性密封件250a可定形为利用分流之间的压力差别,类似于其它示例性密封件。如图4A和图4B中所示,示例性密封件250a可为C形的,使得在C的开口侧上增加的压力迫使密封件250a竖直张开,从而增强邻接结构之间的竖直力和密封。图4A的密封件250a可为单圈密封件,而图4B的密封件250a包括额外的双内圈以增加密封件弹簧常数和有效性。示例性密封件250a由与操作核反应堆环境兼容的柔性、弹性密封材料(诸如金属合金)形成。当然,E形的和其它密封件也可在示例性系统中的凹槽250a中使用以利用压力差别。
示例性实施例和方法如此描述,本领域的技术人员应了解,示例性实施例可通过常规实验改变和替代,同时仍落入以下权利要求的范围内。例如,接合在一起以引导流构造的各种不同反应堆结构与示例性实施例系统和仅通过示例性实施例的合理定尺寸的密封件兼容,且落入权利要求的范围内。此变型不认作脱离这些权利要求的范围。

Claims (10)

1.一种用于在核反应堆环境中使用的密封系统,所述系统包括:
第一构件(118);
第二构件(102),其邻接所述第一构件(118),其中所述第二构件(102)在邻接所述第一构件(118)的表面中包括凹槽(102b);以及
在所述凹槽(102b)中的密封件(250b),其构造成在第一方向上相对于所述第一构件(118)密封,其中所述密封件(250b)包括到所述密封件(250b)中的凹处中的开口(252),所述开口构造成在所述开口(252)处相对较高的压力下在所述第一方向上驱动所述密封件。
2.根据权利要求1所述的密封系统,其特征在于,所述密封件(250b)具有E形和C形的截面中的至少一者。
3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述密封件(250b)围绕所述第一方向上的外轴线为环形,以便在所述第二构件(102)邻接所述第一构件(118)处围绕完整周边连续地延伸。
4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述密封件(250b)为金属的且弹性的,且其中未压缩的密封件(250b)具有在所述第一方向上延伸超出所述凹槽(102b)的高度,且其中所述密封件在压缩至所述凹槽的高度时仅弹性地变形。
5.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述第一构件(118)和第二构件(102)在邻接时将具有第一流体流的下导管(101)从具有第二流体流的反应堆芯分开,且其中所述第一流体流和所述第二流体流与所述第一方向平行或逆平行。
6.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述第二构件(102)是堆芯围筒,且其中所述开口(252)面向第一流体流。
7.一种密封核反应堆环境中的流路的方法,所述方法包括:
在第一构件(102)的接触面中形成凹槽(102b);
在所述凹槽中安装柔性密封件(250b),其中所述柔性密封件(250b)在未压缩时延伸超出所述凹槽(102b),其中所述密封件(250b)包括到所述密封件中的凹处中的开口(252),所述开口构造成在所述开口(252)处相对较高的压力下在所述第一方向上驱动所述密封件;以及
相对于所述第一构件(102)的接触面邻接第二构件(118),以便压缩所述密封件(250)。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,相对于所述第一构件(102)的接触面邻接所述第二构件(118)在所述核反应堆中将第一流路从第二流路直接地分开,其中所述第一流路是所述核反应堆中的环形下导管(101),且其中所述第二流路是所述核反应堆的堆芯。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述安装包括将所述柔性密封件(250b)定位在所述凹槽(102b)中,使得所述开口面向所述第一流路。
10.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述密封件(250b)具有E形和C形的截面中的至少一者。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112728084A (zh) * 2020-12-24 2021-04-30 中国航发长江动力有限公司 一种金属密封环加工方法及金属密封环

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111963797A (zh) * 2020-08-28 2020-11-20 眉山中车制动科技股份有限公司 一种保证铁路货车e形密封圈主动密封的结构及方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19728715A1 (de) * 1997-07-04 1998-12-24 Siemens Ag Dichtung
CN1321877A (zh) * 1999-12-23 2001-11-14 通用电气公司 用于沸水反应堆内泵的流量测量设备和方法
CN102163468A (zh) * 2009-11-18 2011-08-24 阿海珐核能公司 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
EP2426671A2 (en) * 2010-09-07 2012-03-07 GE-Hitachi Nuclear Energy Americas LLC Method and apparatus for a jet pump slip joint internal seal
CN202905193U (zh) * 2012-11-29 2013-04-24 华北电力大学 压水堆核电站吊篮与压力容器管嘴的密封连接结构
CN203055475U (zh) * 2013-02-04 2013-07-10 中国核动力研究设计院 超临界水冷堆堆芯流体出口热套管结构
CN103474104A (zh) * 2012-06-08 2013-12-25 中国核动力研究设计院 吊篮下挂分体式一体化压水堆
CN103594125A (zh) * 2013-11-27 2014-02-19 中科华核电技术研究院有限公司 反应堆压力容器用密封环
CN103646674A (zh) * 2013-11-27 2014-03-19 中科华核电技术研究院有限公司 C型密封环
WO2014189581A2 (en) * 2013-02-27 2014-11-27 Smr Inventec, Llc Nuclear reactor shroud
CN104246900A (zh) * 2012-04-27 2014-12-24 西屋电气有限责任公司 用于压水反应堆的仪器和控制贯穿法兰

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2735450A1 (de) 1977-08-05 1979-02-15 Kraftwerk Union Ag Dampferzeuger fuer kernkraftwerke, insbesondere fuer druckwasserreaktoren
US4345549A (en) 1979-12-17 1982-08-24 Ansaldo Societa Per Azioni Steam-generator with improved facilities for replacement of parts
US4904442A (en) 1988-11-14 1990-02-27 Westinghouse Electric Corp. Permanent cavity seal ring for a nuclear reactor containment arrangement
US5309626A (en) 1992-10-30 1994-05-10 Westinghouse Electric Corp. Reactor vessel head O-ring installation tool
US5828713A (en) * 1996-10-15 1998-10-27 Mpr Associates, Inc. Replacement core shroud assembly for a boiling water reactor
DE19654357A1 (de) * 1996-12-24 1998-06-25 Busak & Shamban Gmbh & Co Dichtungsanordnung
JP4851811B2 (ja) * 2006-02-28 2012-01-11 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 自然循環式沸騰水型原子炉およびその取り扱い方法
US7813464B1 (en) 2007-01-12 2010-10-12 Westinghouse Electric Co Llc Permanent seal ring for a nuclear reactor cavity
DE102010024501B4 (de) * 2010-06-21 2013-01-10 Areva Np Gmbh Dichtelementebefestigungssystem für einen Druckbehälter, insbesondere einen Reaktordruckbehälter
JP5638401B2 (ja) * 2011-01-24 2014-12-10 国立大学法人東北大学 メタルガスケット
US8936249B2 (en) * 2012-03-02 2015-01-20 Eaton Corporation Resilient seal having a pressurized bellows spring
US10128007B2 (en) 2015-07-06 2018-11-13 Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc Chimneys having joinable upper and lower sections where the lower section has internal partitions

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19728715A1 (de) * 1997-07-04 1998-12-24 Siemens Ag Dichtung
CN1321877A (zh) * 1999-12-23 2001-11-14 通用电气公司 用于沸水反应堆内泵的流量测量设备和方法
CN102163468A (zh) * 2009-11-18 2011-08-24 阿海珐核能公司 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
US8475139B2 (en) * 2010-09-07 2013-07-02 Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc Method and apparatus for a jet pump slip joint internal seal
TW201221807A (en) * 2010-09-07 2012-06-01 Ge Hitachi Nucl Energy America Method and apparatus for a jet pump slip joint internal seal
EP2426671A2 (en) * 2010-09-07 2012-03-07 GE-Hitachi Nuclear Energy Americas LLC Method and apparatus for a jet pump slip joint internal seal
CN104246900A (zh) * 2012-04-27 2014-12-24 西屋电气有限责任公司 用于压水反应堆的仪器和控制贯穿法兰
CN103474104A (zh) * 2012-06-08 2013-12-25 中国核动力研究设计院 吊篮下挂分体式一体化压水堆
CN202905193U (zh) * 2012-11-29 2013-04-24 华北电力大学 压水堆核电站吊篮与压力容器管嘴的密封连接结构
CN203055475U (zh) * 2013-02-04 2013-07-10 中国核动力研究设计院 超临界水冷堆堆芯流体出口热套管结构
WO2014189581A2 (en) * 2013-02-27 2014-11-27 Smr Inventec, Llc Nuclear reactor shroud
CN103594125A (zh) * 2013-11-27 2014-02-19 中科华核电技术研究院有限公司 反应堆压力容器用密封环
CN103646674A (zh) * 2013-11-27 2014-03-19 中科华核电技术研究院有限公司 C型密封环

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112728084A (zh) * 2020-12-24 2021-04-30 中国航发长江动力有限公司 一种金属密封环加工方法及金属密封环
CN112728084B (zh) * 2020-12-24 2023-04-14 中国航发长江动力有限公司 一种金属密封环加工方法及金属密封环

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Publication number Publication date
EP3168840A1 (en) 2017-05-17
US20170140843A1 (en) 2017-05-18
US10460845B2 (en) 2019-10-29
EP3168840B1 (en) 2019-01-09

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