CN107002886A - 被动一体化隔离阀 - Google Patents

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Abstract

阀组件包括与核反应堆的反应堆压力容器的容器贯穿件连接的凸缘。阀被设置在凸缘内部或从凸缘突出到容器贯穿件中。阀包括阀座和可动阀构件，其定位成使得反应堆压力容器内的压力将可动阀构件推压到阀座上，以关闭阀。阀组件还包括具有入口的增压室，通过该入口，增压室可以被加压以向可移动阀构件施加压力，该促使可移动阀构件远离阀座，以打开阀。增压室可以部分地由可动阀构件的表面限定。阀组件优选地不包括阀致动器。

Description

被动一体化隔离阀
技术领域
以下涉及核反应堆领域、核能领域、核反应堆安全领域和相关领域。
背景技术
现有核电厂通常是具有沸水反应堆(BWR)或压水反应堆(PWR)设计的轻水热核反应堆。在这种反应堆中，将包含易裂变材料(通常是如富集于易裂变的235U中的UO2这样的铀化合物)的核反应堆堆芯设置在反应堆压力容器中所含的处于运行压力和温度下的冷却剂(净化水)中。涉及易裂变的235U裂变的核链反应在核反应堆堆芯中产生热量，该热量传递到冷却剂中。在BWR设计中，热量直接将冷却剂转换成蒸汽，其用于驱动涡轮机，而在PWR设计中，主冷却剂保持液体状态(例如过冷却)，并将二次冷却剂转化为蒸汽发生器中的蒸汽——然后将该二次冷却剂蒸汽用于驱动涡轮机。在传统的PWR设计中，蒸汽发生器是在包含核反应堆的反应堆压力容器外部的部件。在所谓的一体化PWR(integral PWR)设计中，蒸汽发生器与核反应堆堆芯(通常在上方)整体位于反应堆压力容器内。一体化PWR设计有利地减少了承载主冷却剂的大直径容器贯穿件的数量。在一些预期的PWR设计中，这些容器贯穿件可以限于主冷却剂排放和补给管线以及应急堆芯冷却(ECC)连接件。
核反应堆的安全运行包括防止放射性物质释放到环境。为此，众所周知的是，通常用由钢和/或钢筋混凝土构成的放射性物质容纳结构来包围核反应堆，并且采用冗余措施来实施安全系统，以对反应堆操作移到设计范围之外的事件补救。一类事件是冷却剂损失事故(LOCA)，在该事件中反应堆冷却剂从反应堆压力容器破裂部泄漏，或更常见的是从在容器贯穿件处与反应堆压力容器连接的大直径管道中的破裂部泄露。在容器贯穿件和最近的管阀之间发生的LOCA破裂是特别有问题的，因为即使在管阀关闭之后，反应堆冷却剂从这种破裂部损失仍会持续。已知的解决方案是在容器贯穿件处提供一体式隔离阀(integral isolation valve：IIV)。IIV包括设置在与压力容器连接的凸缘中的阀。由于IIV直接整合到容器贯穿件中，因此关闭IIV可确保在LOCA破裂时反应堆冷却剂损失的停止。一些IIV设计被公开Malloy III等人在2013年10月7日公布的2013/0272478A1号美国公开文献和Malloy III等人在2013年11月7日公布的No.2013/0294567A1号的美国公开文献。
保护补给管线的IIV可以被构造为止回阀(或两个串联的止回阀，以提供冗余保护)，其被定向成防止冷却剂从核反应堆流出。止回阀(一个或多个)是适合的，因为补给冷却剂流入反应堆容器。另一方面，IIV对排放管线的保护更加困难。这是因为排放冷却剂流出反应器，以至于止回阀设计将阻止正常的排放操作。因此，用于排放管线的IIV设计通常采用马达操作的阀。
发明内容
在本文中描述的一些实施例中，作为示例性实例，阀组件被配置为连接到核反应堆的反应堆压力容器的容器贯穿件。阀组件包括：凸缘，其构造成与容器贯穿件连接；阀体，其在凸缘与容器贯穿件连接时设置在所述凸缘中或者布置成从凸缘突出到所述容器贯穿件中；阀，其包括阀座和可动阀构件，阀设置在所述阀体内部，可动阀构件定位为使得反应堆压力容器内的压力将可动阀构件推靠在阀座上，以关闭所述；以及增压室，其限定在阀体和可动阀构件之间并具有入口。增压室被构造成使得经由入口对增压室进行加压能促使可动阀构件远离阀座，以打开所述阀。在阀体设置在凸缘内的实施例中，阀体可以与凸缘一体形成，或者与凸缘分离并安装在凸缘内。增压室可以包括围绕可动阀构件布置的多个增压室区域，其中可动阀构件包括延伸到增压室区域中的突起。增压室区域可以是围绕可动阀构件布置并与可动阀构件的行进方向对齐的槽。阀组件优选地不包括阀致动器。
在本文中描述的一些实施例中，作为示例性实例，用于对核反应堆的核反应堆压力容器的容器贯穿件进行保护的系统包括前述段落中详细所述的阀组件，其凸缘与容器贯穿件相连接；并且还包括阀组件控制管线，该阀组件控制管线包含与阀组件的增压室的入口连接的流体管线；和设置在阀组件控制管线上的导阀。该系统可以进一步包括反应堆冷却剂储备和净化系统(RCIPS)，其包括向反应堆压力容器供应补给冷却水的补给管线，阀组件控制管线与补给管线连接。在这种实施例中，阀组件可以连接到RCIPS的排放管线，以从反应堆压力容器中除去排放冷却水。
在本文所述的一些实施例中，作为示例性实例，阀组件被配置为连接到核反应堆的反应堆压力容器的容器贯穿件。阀组件包括：凸缘，其被配置为与容器贯穿件连接；以及阀，其在凸缘与容器贯穿件连接时设置在凸缘中或者从凸缘突出到容器贯穿件中。该阀包括阀座和可动阀构件，可动阀构件定位为使得反应堆压力容器内的压力将可动阀构件推压到阀座上，以关闭所述阀。阀组件还包括具有入口的增压室，通过该入口，增压室可以被加压以向可动阀构件施加压力，该压力促使可动阀构件远离阀座，以打开所述阀。在一个示例性配置中，凸缘是阀芯凸缘，其包括间隔开的第一和第二凸缘唇缘，其通过中空通道连接，阀被设置在阀芯凸缘内。在一些实施例中，阀组件还包括安装在凸缘上的圆柱形阀体，圆柱形阀体包含阀，并且圆柱形阀体的尺寸被设计成当凸缘与容器贯穿件相连时同轴地插入到包含穿过反应堆压力容器壁的圆柱形孔的容器贯穿件。增压室可以部分地由可动阀构件的表面限定。阀组件优选地不包括阀致动器。
在本文所述的一些实施例中，作为示例性实例，系统包括核反应堆，其包括具有容器贯穿件的反应堆压力容器和核反应堆堆芯，核反应堆堆芯包括包含在反应堆压力容器下部部分中的可裂变材料，如前一段所述具有其凸缘与容器贯穿件相连接的阀组件，其包括与阀组件增压室的入口连接的流体管线的阀组件控制管线，以及设置在阀组件控制管线上的导阀。该系统可以进一步包括反应堆冷却剂储备和净化系统(RCIPS)，其包括经由阀组件与容器贯穿件相连的排放管线，以从反应堆压力容器去除排放冷却水。RCIPS还可以包括供给管线，其向反应堆压力容器提供补给冷却水，其中补给管线也连接到阀组件控制管线，以通过从补给管线而来的补给冷却水来对阀组件的增压室加压。该系统可以进一步包括含有反应堆腔体的放射性物质容纳结构，包含核反应堆芯的反应堆压力容器的被设置在反应堆腔体下部部分，其中阀组件比导阀更靠近反应堆腔体。例如，阀组件可以设置在反应堆腔体内部，并且导阀设置在反应堆腔体的外部。
附图说明
本发明可以采取组件多样性和组件的布置形式，以及各种工艺操作和工艺操作的布置形式。附图仅用于说明优选实施例，而不应被解释为限制本发明。本公开包括以下附图。
图1以图示方式显示了核反应堆和包括反应堆空腔的放射性物质容纳结构周围的一部分，以及具有由一体化隔离阀(IIV)(如本文所公开的)保护的补给和排放管线的反应堆冷却剂储备/净化系统(RCIPS)。
图2以图示方式显示了图1在阀处于其打开位置(允许排放冷却剂流动)的情况下IIV保护图1的流出线的示例性实施例。
图3以图示方式显示了图2在阀处于其关闭位置(防止冷却剂通过排放管线从反应堆流出)的情况下的IIV。
图4以图示方式显示了IIV保护图1的排放管线的另一示例性实施例
具体实施方式
从本文应理解，用于流出管线的现有马达驱动的一体式隔离阀(IIV)设计具有一定的缺陷。驱动IIV的马达必须快速响应和操作，以便隔离排放管线上的管道破裂部。马达也占据核反应堆附近的空间，并且还可能干扰邻近IIV区域的反应堆热绝缘。此外，马达必须在反应堆容器附近的高温和高辐射水平存在的情况下坚固耐用。
在本文公开的IIV设计中，安装在IIV凸缘中或从凸缘突出到容器贯穿件中的阀具有可动的阀构件，该可动的阀构件被定位成使得反应堆压力容器内的压力促使可动阀构件抵靠阀座以关闭阀。所公开的IIV设计还包括具有入口的增压室。当增压室被流体被加压时，增压室内的压力促使可动阀构件远离阀座，以打开阀。在一个合适的设计中，增压室包括多个增压区域，例如与可动阀构件的行进方向平行定向的槽，并且可动阀构件包括延伸到槽中的突起，使得增压室槽中的加压流体压靠突起，以将可动阀构件推离阀座以打开阀。
在这些IIV设计中，每当增压室中的压力足够高以能施加比反应堆压力容器中的压力所施加的闭合力更大的打开力时，阀便打开。因此，IIV将在两种条件下关闭：(1)将增压室压力移除或降低到不能保持阀打开的水平，或(2)压力容器内的压力升高到足够克服所施加的增压室压力的水平并关闭阀(这是一种容器超压情况，其中另一种专用减压阀和/或应急芯冷却(即ECC)系统被激活)。增压室中的压力可以由控制管线(其将流体供应到增压室)上的任何位置处的远程导阀所控制。由于增压室的压力损失导致IIV故障安全关闭，所以控制管线上的破裂不会造成冷却剂损失事故(LOCA)。
如果控制管线上的加压流体源失去，则IIV将再次关闭，提供故障安全操作。在一些公开的实施例中，加压流体源是反应堆冷却剂储备和净化系统(RCIPS)的补给管线。将IIV的控制管线连接到RCIPS的补给管线提供了已经位于放射性物质容器中的方便的加压源。这种安排还可确保IIV在任何RCIPS故障模式发生时关闭，该RCIPS故障模式导致供给线的减压。使用供给管线作为控制管线的流体源的另一个优点是，如果增压室泄漏，使来自增压室的流体能泄漏到IIV的流动流中，则这仅会将净化的冷却水引入流动流。
在本文给出的示例性实施例中，所公开的IIV设计是在保护RCIPS的排放管线的情况下给出的，这是通常可预期的应用。然而，应当理解，所公开的IIV设计适用于保护可能将冷却水从该压力容器运出的任何容器贯穿件。所公开的IIV设计也被设想为用于保护诸如专门将冷却剂送入压力容器中的供给管线这样的容器贯穿件，但是对于这种应用，更简单的止回阀IIV设计可能更具成本效益。
参考图1，核反应堆10包括具有各种部件的反应堆压力容器12，所述部件包括具有可裂变材料的核反应堆堆芯14。核反应堆芯14以虚线示出，以图示方式示出了其位于压力容器12的下部，因为反应堆芯被容纳在压力容器12的下部中，所以其实际上被遮挡。在典型的商业轻水反应堆设计中，核反应堆堆心14包括含有UO2的燃料棒，其中铀富集在易裂变的235U同位素中(在商业核反应堆中通常富集至5％或更低的水平，但是可预期存在更高的富集量)，并且燃料棒通常垂直定向，并通过间隔栅格部件(细节未示出)固定在间隔阵列中。在核反应堆10的正常操作期间，反应堆压力容器12被填充(主)冷却水，其被保持在设计操作压力和温度下，压力和温度取决于通过散热来平衡的反应堆堆芯14中的核链条反应产生的热能，其中通过让冷却水循环流过散热器来提供所述散热。散热机制例如可以是在加压水反应器(PWR)设计情况下的蒸汽发生器，或在沸水反应堆(BWR)设计情况下通过蒸汽使得压力容器的冷却剂直接沸腾，所述蒸汽通过管道提供以驱动涡轮机。示例性的PWR设计是一体化PWR设计，其中蒸汽发生器设置在压力容器12(图1中未示出内部蒸汽发生器)内部；在更传统的PWR设计中，蒸汽发生器是通过大直径管道与压力容器连接的外部部件。图1中未示出的其他部件也可以包含在压力容器12中，例如中央上升管(central riser)或其他冷却剂循环控制、控制杆和相关的驱动机构(或者其可位于压力容器外部)、加热元件和在压力容器12的顶部的内部加压器中用于提供压力控制的内部加压器(或者，可以是通过合适的管道连接的外部加压器)等。示例性的PWR 10包括外部反应堆冷却泵(RCP)单元，其马达16在反应堆压力容器12顶部附近定位在外部，但是考虑了其它内部或外部RCP配置，以及可以想到替代的“自然循环”反应堆设计，在该设计中冷却剂循环由反应堆堆芯中产生的热量驱动。在BWR的情况下，压力容器可以适当地包含蒸汽处理部件(干燥器等)。这些仅仅是示例性的例子，并且应当理解，所公开的IIV设计适用于包含加压冷却剂的基本上任何类型的核反应堆。作为另一个例子，考虑将所公开的IIV设计与重水反应堆一起使用，其中冷却剂是重水(即氘)，并且反应堆堆芯包括典型地不太富集235U的UO2，或者甚至可以是未浓缩的铀(天然丰度约为0.7％235U)。
继续参考图1，核反应堆10包含在放射性容纳结构20中，其通常是围绕核反应堆10的钢或钢筋混凝土结构。为了说明目的，图1中仅使用虚线图示形式示出了放射性物质容纳结构20的下部部分。示例性放射性物质容纳结构20包括反应堆腔体22，包含核反应堆堆芯14的反应堆压力容器12的下部部分被设置在腔体内。在冷却剂损失事故(LOCA)事件或其他导致核反应堆堆芯14的过度加热的事件中，反应器腔体22可以被位于容纳结构20内部的换料储水箱(refueling water storage tank：RWST，未示出)中的水淹没，以帮助冷却。虽然通常在反应堆芯周围提供包括中子屏蔽的辐射屏蔽，但是通常在核反应堆10的正常操作期间通过含在反应堆压力容器12下部部分外部的反应堆核心14产生出高浓度中子。因此，压力容器12和反应堆腔体22的壁之间的间隙是相对较高辐射的环境，并且辐射水平随反应堆腔体22顶部的高度增加而降低。
在核反应堆10的正常操作期间，对压力容器12内的冷却水储备进行调整。为此，反应堆冷却剂储备和净化系统(RCIPS)30包括在反应堆压力容器12外部的经净化反应堆冷却剂储备32。补给管线34提供了用于注入到压力容器12中的处于足够压力下的经净化补充冷却水源。因为压力容器12里的冷却剂保持在操作反应堆压力Preactor下，所以补给管线34通过合适的泵送(未示出)提供比反应堆压力Preactor高的压力头Pmake-up，使得补给冷却水克服内部压力Preactor而被注入压力容器12中。补给阀36通过可选地被一体化隔离阀(IIV)38保护的补给管线容器贯穿件来控制补给用的经净化冷却水向反应堆压力容器12的输送。因为补给管线34将补给冷却水输送到核反应堆压力容器12中，所以补给管线IIV 38可以适当地构造为允许流入反应堆压力容器12但阻止从反应堆压力容器12流出的止回阀。有利地，补给管线IIV 38是不包括马达或其他阀致动器的被动止回阀，从而补给管线IIV 38可以如图所示放置在反应堆腔体22内，或者靠近反应器堆腔体的顶部，腔体顶部是高辐射和高热的环境。
RCIPS 30还包括用于从反应堆压力容器12去除排放冷却水的排放管线44。排放阀46通过可选地被一体化隔离阀(IIV)50保护的排放管线容器贯穿件来控制冷却剂水从反应堆压力容器12的排放。因为排放管线44从压力容器12除去排放冷却剂，所以由于止回阀将防止正常的排放操作，排放管线50不能是止回阀。常规的解决方案是采用主动阀作为排放IIV。然而，如上所述，这种方法是有问题的。驱动主动阀的马达或其它致动器必须响应并快速操作，以便在有破裂的情况下隔离排放管线44。马达或其他阀致动器还占据靠近核反应堆10的空间，并且可能干扰反应堆热绝缘。另外，在排放管线位于反应堆腔体内或反应堆腔体顶部附近的示例性实例中，马达或其他阀致动器在该区域中存在高温和高辐射的情况下必须是坚固和耐用的。
在本文公开的实施例中，排放IIV50是阀组件50，其通常由反应堆压力容器12内的压力Preactor保持关闭，并且通过对阀组件50中的增压室施加压力而被打开，所述压力通过阀组件控制管线52施加。控制管线52上的导阀54使阀组件50能通过用阀释放压力而被关闭。在图1的示例性示例中，阀组件控制管线52连接到补给管线34，以向增压室提供压力
现在参考图2和图3，阀组件50的示例性实施例被显示为处于其打开状态(图2)和其闭合状态(图3)。图2和图3的示例性阀组件50包括设置在凸缘64内的可动阀构件60和阀座62。在该示例性实施例中，凸缘64是包括通过中空通道70连接的间隔开的第一和第二凸缘唇缘66、68的阀芯凸缘(spool flange)，并且包括可动阀构件60和阀座62的阀设置在阀芯凸缘64内。第一凸缘唇缘66包括孔洞72或其它紧固特征，其使得第一凸缘唇缘66能够以密封的方式固定到压力容器12的排放管线贯穿件。第二凸缘唇缘68包括孔洞74或其它紧固特征，使得第二凸缘唇缘68能够以密封的方式固定到阀组件控制管线52的联接器(未示出)。因此，第一凸缘唇缘66面向反应堆压力容器侧76，第二凸缘唇缘68面向控制管线侧78。通过比较图2和图3，可以看出可动阀构件沿图2和图3所示的T行进方向移动。
阀组件50还包括多个增压室80，在这个示例性实例中，它们形成为围绕可动阀构件60布置并与可动阀构件60的T行进方向对准的增压槽80。可动阀构件60包括延伸到增压槽80中的突起82。在图2和图3的示例性示例中，阀构件60还通过使突起82具有与槽80平行地延伸的侧向延伸部84而限定了增压槽80的容纳结构。因此，在图2和图3的示例性示例中，由包括阀芯凸缘64的中空通道70内径的一部分的壁以及通过可动阀构件60的突起82和侧向延伸部84来限定每个压力槽80。换句话说，增压槽80限定在阀体(与阀芯凸缘64成一体)和可动阀构件60之间。增压槽80具有与阀组件控制管线52相连的一个或多个入口86。
参考图2，示出了阀组件50的打开位置。为了保持阀的打开，通过入口86从控制管线52向增压室80进行加压90。简要参考图1，假设补给管线34被加压，则通过打开导阀54来进行增压室加压90。可动阀构件60经受一种力(其在图2所示的方位中向右作用)，该力等于反应堆压力Preactor乘以可动阀构件60沿着行进方向T投影的面积，该力推动可动阀构件60抵靠阀座62以关闭阀。为了将阀组件50保持在图2所示的打开位置，与该力相反，通过增压室加压90(在图2所示的方位中向左作用)施加到突起82的力必须足够大，以克服由于反应堆压力Preactor引起的关闭力。由于补给管线34中的压力足够高以能克服反应堆压力Preactor，以便迫使补给冷却剂进入反应堆压力容器12(当补给阀36被打开状态时)，易于获得足以保持阀打开的力。当突起82接触增压槽80的极(左)端时，可动阀构件60朝向打开位置(即，在图2所示的方位中向左作用)的行进停止。如图2所示，在可动阀构件60通过经由入口86施加到增压室80的压力而被保持在最左侧的位置的情况下，冷却水流F流过可动阀构件60中的开口和流过阀座62的开口。该冷却水流F是进入排放管线44的排放流。应该注意的是，排放流F将仅在以下情况下流动：(1)一体化隔离阀组件50处于如图2所示的打开位置，并且(2)排放阀46也打开，以允许排放流F达到RCIPS 30。在正常的反应堆操作期间，通过保持导阀54打开而持续增压室加压90，并且实际上由排放阀46控制排放操作。如果增压室80被良好地密封，那么除了在增压室80的初始加压期间(即，除了导阀54首先打开之外)，进入入口86的流体基本上为零。在实践中，由可动阀构件60的突起82和侧向延伸部84提供的增压室80的密封可能是不完美的。在这种情况下，控制管线52中可能存在一些小的泄漏流。如图4的示例性实例所示，如果补给管线34提供加压流体，则这种小的泄漏流并不成问题，因为它与主要的排放流F相结合并且包括来自RCIPS 30的经净化冷却水。
现在参考图3，描述了一体化隔离阀组件50的关闭位置。为了关闭阀，去除增压室加压90，这去除了与通过反应堆压力Preactor提供(示例性向右)力相反的(示例性向左)力。现在，由反应堆压力Preactor引起的不受抵抗的(向右)力朝向阀座62移动可动阀元件60，直到可动阀元件60坐靠在阀座62上，如图3所示，以关闭阀。如果增压室加压90被完全去除，例如通过关闭导阀54，则会发生这种情况。如果由增压室加压90造成的促使阀打开的力小于由反应堆压力Preactor造成的推动阀关闭的力，则也会发生阀关闭。如果RCIPS补给管线34中的压力显著下降或者如果由于反应堆超压条件而使反应堆压力Preactor显著增加，则后一种事件也会发生。
参考图4，图中示出了排放一体化隔离阀组件的另一示例性实施例，标示为阀组件150。图4的实施例采用安装在凸缘164上的阀体152，当凸缘164与容器贯穿件连接时，阀体152从凸缘164突出到压力容器12的容器贯穿件中。阀组件150包括两个可动阀构件160和相配的阀座162，以提供冗余措施。为了说明目的，在图4中左侧的阀显示为处于在其关闭位置(可动阀构件160处于靠近阀座162的最右侧位置)，而图4中右侧的阀显示为处于其打开位置(可动阀构件160处于远离阀座162最左侧的位置)。应注意，虽然阀的大部分都在阀体152中，但是用于右侧阀的阀座162位于凸缘164中。阀包括压力槽180，可动阀组件160的延伸部182延伸到其中。然而，在图4的实施例中，通过将可动阀构件160构造为圆柱形元件，它的外表面(与凸起180一起)用于密封增压槽180，可以省略并在功能上替换图2和图3的实施例的侧向延伸部84。换句话说，压力槽180限定在阀体152和可动阀构件160之间。入口186适当地与阀组件控制管线52(参见图1)连接，使得一体化隔离阀150可以通过打开导阀54保持在其打开位置或通过关闭导阀54保持关闭。在打开位置，箭头FF表示排放冷却剂流动通过一体化隔离阀组件150。
尽管示例性实施例采用阀芯凸缘，但是所公开的一体化隔离阀组件可以使用其它类型的凸缘来构造。例如，阀芯凸缘可以由具有凸缘唇缘的单侧凸缘来代替，所述凸缘唇缘在容器贯穿件处用螺栓固定到反应堆压力容器12，并且在相对侧上具有用于连接到控制管线52的接头或其它管接头52。虽然图1的示例性实施例使用RCIPS补给管线34作为用于对具有本文所述的某些优点的增压室80、180进行加压的加压流体源，但是可以考虑为此目的使用另一加压流体源。作为另一个变型，可以想到将把增压槽形成为形成在可动阀元件中的凹槽，使得可动阀元件的突起凹入可动阀体中。
一体化隔离阀组件50、150优选地不包括阀致动器。相反，由导阀54的作用隔离阀组件50、150被远程操作，导阀54可以是主动阀而且可以定位为远离核反应堆10的高温和高辐射环境。为了减少导阀54的辐射泄露，阀组件50、150位于比导阀54更靠近反应堆腔体22的位置。在示例性图1中，阀组件50、150设置在反应堆腔体22的内部，而导阀54设置在反应堆腔体22的外部。
已经描述了包括优选实施例的示例性实施例。虽然已经详细示出和描述了具体实施例以说明本发明和方法的应用和原理，但是应当理解，本发明并不限于此，并且本发明可以以其他方式实现而不脱离这些实施例原则。在本发明的一些实施例中，有时可以使用本发明的某些特征而无需使用其它相应的特征来获益。因此，所有这些改变和实施例都适当地落在所附权利要求的范围内。显然，在阅读和理解前面的详细描述后，其他人将会进行修改和更改。本公开意图解释为包括所有这些修改和变更，只要它们在所附权利要求或其等同物的范围内。
本发明是在能源部授予的合同编号DE-0000583下由政府支持完成的。政府对本发明有一定的权利。

Claims (21)

1.一种阀组件，其构造成用于连接到核反应堆的反应堆压力容器的容器贯穿件，所述阀组件包括：
凸缘，其构造成与容器贯穿件连接；
阀体，其在凸缘与容器贯穿件连接时设置在所述凸缘中或者布置成从凸缘突出到所述容器贯穿件中；
阀，其包括阀座和可动阀构件，阀设置在所述阀体内部，可动阀构件定位为使得反应堆压力容器内的压力将可动阀构件推靠在阀座上，以关闭所述；以及
增压室，其限定在阀体和可动阀构件之间并具有入口，增压室被构造成使得经由入口对增压室进行加压能促使可动阀构件远离阀座，以打开所述阀。
2.根据权利要求1所述的阀组件，其中阀体设置在所述凸缘的内部，并且是以下情况中之一：(i)与凸缘一体地形成；和(ii)，与凸缘分离并安装在所述凸缘内部。
3.根据权利要求1所述的阀组件，其中阀体安装在凸缘上并且布置为当凸缘与容器贯穿件连接时，阀体从凸缘突出到容器贯穿件中。
4.根据权利要求1所述的阀组件，其中增压室包括围绕可动阀构件布置的多个增压室区域，并且可动阀构件包括延伸到增压室区域中的突起。
5.根据权利要求4所述的阀组件，其中多个增压室区域包括围绕可动阀构件设置并与可动阀构件的行进方向对准的多个槽，并且可动阀构件的突出部延伸到槽中。
6.根据权利要求1所述的阀组件，其中阀组件不包括阀致动器。
7.一种用于对核反应堆的核反应堆压力容器的容器贯穿件进行保护的系统，该系统包括：
阀组件，包括：
凸缘，其构造成与容器贯穿件连接；
阀体，其在凸缘与容器贯穿件连接时设置在所述凸缘中或者布置成从凸缘突出到所述容器贯穿件中；
阀，其包括阀座和可动阀构件，阀设置在所述阀体内部，可动阀构件定位为使得反应堆压力容器内的压力将可动阀构件推靠在阀座上，以关闭所述；
增压室，其限定在阀体和可动阀构件之间并具有入口，增压室被构造成使得经由入口对增压室进行加压能促使可动阀构件远离阀座，以打开所述阀；
阀组件控制管线，包括与阀组件增压室的入口连接的流体管线；以及
导阀，设置在阀组件控制管线上。
8.根据权利要求7所述的系统，还包括：
反应堆冷却剂储备和净化系统(RCIPS)，其包括向反应堆压力容器提供补给冷却水的补给管线；
其中阀组件控制管线与补给管线连接。
9.根据权利要求8所述的系统，其中阀组件连接到RCIPS的排水线，以从反应堆压力容器去除排放冷却水。
10.一种阀组件，构造成为用于连接到核反应堆的反应堆压力容器的容器贯穿件，该阀组件包括：
凸缘，其构造成与容器贯穿件连接；
阀，其在凸缘与容器贯穿件连接时设置在凸缘中或布置为从凸缘突出到容器贯穿件中，该阀包括阀座和可动阀构件，所述可动阀构件定位为使得反应堆压力容器内的压力促使该可动阀构件抵靠阀座，以关闭所述阀；
其中阀组件还包括具有入口的增压室，通过该入口，增压室可以被加压，以向可动阀构件施加压力，该压力促使可移动阀构件远离阀座，以打开所述阀。
11.根据权利要求10所述的阀组件，其中，凸缘是阀芯凸缘，其包括通过中空通道连接的间隔开的第一和第二凸缘唇缘，并且所述阀设置在阀芯凸缘内。
12.根据权利要求10所述的阀组件，还包括：
安装在凸缘上的圆柱形阀体，圆柱形阀体容纳所述阀，当凸缘与容器贯穿件连接时，圆柱形阀体的尺寸设计成同轴地插入包括穿过反应堆压力容器壁的圆柱形孔的容器贯穿件。
13.根据权利要求10所述的阀组件，其中增压室包括围绕可动阀构件布置的多个增压室区域，并且可动阀构件包括延伸到增压室区域中的突起，其中经由所述入口对增压室区域加压能对突起施加压力，以促使可动阀构件远离阀座，以打开阀。
14.根据权利要求13所述的阀组件，其中多个增压室区域包括围绕可动阀构件设置并与可动阀构件的行进方向对准的多个槽，并且可动阀构件的突起延伸到所述槽中。
15.根据权利要求10所述的阀组件，其中所述增压室部分地由可动阀构件的表面限定。
16.根据权利要求10所述的阀组件，其中阀组件不包括阀致动器。
17.一种系统，包括：
核反应堆，其包括具有容器贯穿件的反应堆压力容器和容纳在反应堆压力容器的下部部分中的可裂变材料的核反应堆堆芯；
阀组件，包括：
凸缘，其构造成与容器贯穿件连接；
阀，其在凸缘与容器贯穿件连接时设置在凸缘中或布置为从凸缘突出到容器贯穿件中，该阀包括阀座和可动阀构件，所述可动阀构件定位为使得反应堆压力容器内的压力促使该可动阀构件抵靠阀座，以关闭所述阀；
其中阀组件还包括具有入口的增压室，通过该入口，增压室可以被加压，以向可动阀构件施加压力，该压力促使可移动阀构件远离阀座，以打开所述阀；
阀组件控制管线，其包括与阀组件增压室的入口连接的流体管线；以及导阀，其设置在阀组件控制管线上。
18.根据权利要求17所述的系统，还包括：
反应堆冷却剂储备和净化系统(RCIPS)，其包括经由阀组件与容器贯穿件相连的排放管线，以从反应堆压力容器去除排放冷却水。
19.根据权利要求18所述的系统，其中RCIPS还包括将补给冷却水供应到反应堆压力容器的补给管线，补给管线也连接到阀组件控制管线，通过来自补给管线的补给冷却水对阀组件的增压室进行加压。
20.根据权利要求17所述的系统，还包括：
放射性物质容纳结构，其包括反应堆腔体，含有核反应堆堆芯的反应堆容器的下部部分设置在该反应堆腔体内；
其中阀组件位于比导阀更靠近反应堆腔体的位置。
21.根据权利要求20所述的系统，其中阀组件设置在反应堆腔体内，并且导阀设置在反应堆腔体的外部。
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