CN1147869C - 一种灌注装置 - Google Patents

Abstract

一种核反应容器的灌注装置，包括：一个反应腔，一个ICI槽，多个连接在核反应容器下部并穿过ICI槽的ICI管道，一个安装在反应腔和ICI槽之间的阻挡装置，它使各ICI管道穿过一个固定阻挡板并支撑ICI管道，同时通过用于各ICI管道的开口和位于各开口中的紧密装配的球轴承来减少水的泄漏。还提供有远离阻挡装置的冷却器，通过它冷却空气进入反应腔，还提供了能将水从主供源直接供给反应腔的水供应器和循环器。

Description

一种灌注装置

本申请的权利要求享有于1997年11月3日申请的第60/064,037号美国临时专利申请的优先权。

发明领域

本发明涉及一种灌注装置，尤其涉及具有较低压力头内芯仪器的设备所用的反应腔灌注装置。

背景技术

如图1所示的实施例，现在的“系统80”和“系统80+”腔室灌注系统设计成在反应腔101和内芯仪器(in-core-instrument)(ICI)槽102之间呈开口连通的形式，以使冷却空气从ICI槽向上绕到容器周围并从反应腔101的顶部流出。在反应容器107的下方，是一个在ICI管道108之间延伸的开放式I形梁109网状件，以支撑ICI管道108并使腔室冷却空气从ICI槽102向上流进反应腔101。这种I形梁109网状件通常叫作支撑板，尽管该网状件根本不形成板状。

现在的系统80/80+防止事故的方法是首先保证冷却水能流到容器内的芯部以防止芯部熔化。

第二个防止事故的方法是提供一个装置，以便在较小可能下发生穿过容器107的主要芯部熔化时，能浸没位于容器下方的ICI槽102。这希望通过从内部的加注水贮藏箱(IRWST)103向ICI槽102供应水来实现。来自IRWST103的水通过IRWST溢流道110和存留液体的溢流道105而进入存留水箱104。水再从存留水箱104通过反应腔溢流道106进入ICI槽102。

上述设计形式的问题是ICI槽的体积太大，与向组合的ICI槽和反应腔灌注到高于芯部顶面的容器液面相比，这就需要更多的水。因此，本发明的目的是提供一种腔的灌注系统，它能够更有效地用空气冷却反应容器并能够灌注ICI槽，包括在芯部熔化的情况下，浸没反应容器的至少一部分。

本发明的另一个目的是改进现有的腔灌注系统，以简单和相对廉价的方式实现上述目的。

发明概述

上述以及其它的需求通过用于核反应容器的灌注系统而加以满足，所述灌注系统包括：一个包含核反应容器的反应腔，一个位于反应腔下面的ICI槽，多个连接在核反应容器下部并延伸穿过ICI槽的ICI管道，安装在反应腔和ICI槽之间的阻挡装置。该阻挡装置可以是一块可安装的固定板，可以用金属板夹住该固定板的周边。

该阻挡装置包括用于使每一个ICI管道穿过固定阻挡板的装置，该装置可包括用于支撑ICI管道并减少水的泄漏的装置。用于使每一个ICI管道穿过固定阻挡板的装置可以包括开口，其直径大致与每一个ICI管道的外径相同。用于支撑ICI管道并减少水的泄漏的装置可以包括位于每一开口中的紧密装配的球轴承。

该灌注系统还包括：远离阻挡装置的冷却装置，冷空气通过该冷却装置到达反应腔；用于从主供应源向反应腔供应水的装置；用于使透过阻挡装置的一定量水返回到反应腔的循环装置。

该供应装置和循环装置可以共同形成：一个泵；一个供应管道，从主供应源向泵供应水；一填充管道，从泵供应水以充满核反应容器腔中的空间，所述空间环绕核反应容器并位于固定阻挡板的上方；和一循环管道，它使透过固定阻挡板的一定量水通过泵流到填充管道。供应管道从中抽吸水的主供应源可以是一个内部加注水的贮藏箱。

第一阀可位于供应管道中。当来自主供应源的水灌注反应容器腔到预定液面时，该阀选择性地关闭。第二阀位于循环管道中。当水透过阻挡装置时，第二阀选择性地打开。一个选择性关闭的空气阀可设置在冷却空气管道中。

上述以及其它的需求也通过用于灌注反应容器腔的方法而加以满足，所述方法包括以下步骤：使用一个阻挡板将反应容器腔、从而将反应容器与位于反应容器腔下方的ICI槽分离；将多个ICI管道穿过阻挡板上的开口，所述ICI管道连接在核反应容器下部并延伸穿过ICI槽。该方法还包括提供球轴承的步骤，每一轴承环绕位于每一开口中的各ICI管道而紧密装配，以支撑所述ICI管道并减少水经开口的泄漏；相应于在诸如主要芯部在容器中熔化的情况下，从主供应源向反应容器腔导引水；将反应容器的一部分浸没在导引至反应容器腔的水中。所述导引步骤可以包括泵送水，而主供应源可以是一个内部加注水的贮藏箱。该方法还包括使供应给反应容器腔的水从ICI槽返回至反应容器腔的循环步骤。

用于灌注反应容器腔的方法还包括以下步骤：提供以打开状态与反应容器腔和ICI槽连通的空气管道，其位置远离阻挡板，在芯部熔化前，空气通过该空气管道能够冷却反应容器腔。

该方法还包括：在选择性地开始使水循环流回反应容器腔之前，可选择地停止向反应容器腔导引水。对水的导引和循环都可以采用同一个泵进行。另外，该方法可以包括：在选择性地开始将水导引至反应容器腔之前，可选择地停止对反应容器腔进行空气冷却。

由于在通常工作中，反应容器释放热，该方法可以包括：通过将阻挡板的周边夹在金属安装板之间，使得阻挡板热膨胀。

附图简介

图1表示了现有技术中已知的空腔灌注系统的示意图。

图2表示了依据本发明所述的空腔灌注系统的示意图。

图3表示了依据本发明所述的固定阻挡板和ICI管道的俯视图。

图4表示了一部分固定阻挡板和其上包括的开口的近视图。

优选实施例详述

上述需求由图2所示的用于核反应容器的灌注系统加以满足。反应腔11包括一个核反应容器12，且所述反应腔11位于ICI槽13的上方。ICI管道14与核反应容器12的下部相连，并延伸穿过ICI槽13。一个阻挡装置19位于反应腔11和ICI槽13之间。该阻挡装置19包括一个固定固定阻挡板15，而非某些现存系统中的I形梁栅板。在图3和图4所示的最佳实施例中表示了该板15。

由于固定固定阻挡板15靠近核反应容器12，所以在通常的工作过程中，板15会变热。为了使固定阻挡板15发生热膨胀，可以使用金属板16来安装固定阻挡板15，所述金属板16夹在板15的周边上。

固定阻挡板15还包括开口17，使每一ICI管道14穿过固定阻挡板15并接着延伸穿过ICI槽13。在最佳实施例中，密闭安装的球轴承18安装在每一开口17中。球轴承18减小了水通过开口17的泄漏，同时在不损坏ICI管道14的情况下对该管道进行支撑。

施加在上述固定阻挡板15上的水有18.288米(60英尺)的静态压力头，所述固定阻挡板15包括夹住固定阻挡板15周边的金属安装板16和ICI管道14穿过其中的开口17，并且由于开口17中有球轴承18，所以每分钟仅有大约几升到几十升的水通过阻挡装置19泄漏。因为施加在上述固定阻挡板15上的水有18.288米(60英尺)的静态压力头，所以当与传统系统相比时，由于容器12快速、直接地暴露在水中，故核反应容器12能够用明显改善的方法加以冷却。

在正常的工厂工作期间，冷空气穿过空气管道20流到反应腔中。所述管道20穿过邻近ICI槽13和反应容器腔11的壁，并从而穿过用作一部分阻挡装置19的固定固定阻挡板15。

通过使用泵22，来自IRWST21的水供应到核反应容器腔11中。所述IRWST21是供应给容器腔11的主要水源。泵22可以位于任何干燥的区域，尽管在最佳实施例中，泵22位于IRWST21下方的安全喷射泵室23中。泵22处在低于系统中的所有水源的位置上是很有好处的。因此，水将自然地流到真空泵22处，这就不需为克服重力而使用其它的泵。

水通过供应管道24从IRWST21供应给泵22。然后，该泵22通过填充管道25将水压到反应容器腔11中。供应给容器腔11中的水充满核反应容器腔11中的空间，所述空间部分地围绕核反应容器12并位于固定固定阻挡板15的上方。所述固定固定阻挡板15的强度足够大，以承载足够的水而得以浸没过反应容器12的一部分。如上所述，相对少量的水透过固定阻挡板15。为了保持浸没反应容器12的一部分，提供有一个贮槽26以承接泄漏的水，而且通过泵22由循环管道27将水供应回给填充管道25。

作为灌注系统的一部分，还设有阀。一个阀28位于供应管道24中。当来自IRWST21的水填充反应容器腔11时，该阀28打开。当水填充反应容器腔11到一个预定液面时，即当反应容器12的一部分被充分浸没时，阀28关闭。另一个阀29位于循环管道27中。当希望水仅从IRWST21供应给容器腔11并直到水通过固定阻挡板15泄漏时，该阀29关闭。当水透过固定阻挡板15而进入位于ICI槽下方的贮槽26，并希望这些水返回到反应容器腔11时，阀29打开。

在每一个冷却空气管道中设置有空气阀30。当空气吹过ICI槽13时，这些空气阀30打开。但是，一旦水被导入反应容器腔11或者水通过冷却空气管道20泄漏到ICI槽13中时，阀30必须关闭。

上述以及其它的需求也通过采用现在已经存在的灌注系统而加以满足，所述灌注系统包括：一个反应容器，一个位于反应容器腔下面的ICI槽，和多个连接在核反应容器下部并穿过ICI槽的ICI管道。为了实现这种目的，还提供有一个阻挡装置19，它具有球轴承18，每个球轴承18都紧密地装配在每一开口17中的各ICI管道14周围，所述阻挡装置19支撑ICI管道14，并尽可能减少水通过开口17的泄漏。图2表示了怎样使用本发明的管道系统为现已存在的灌注系统设分路的情况。这包括从IRWST21附加一个泵22。增加了管道24、25、27就足以避免使用图1所示系统的IRWST溢流道、存留液体的溢流道和反应腔溢流道。

空气管道20必须加在已经存在的系统中。所述空气管道20必须与反应容器腔11和ICI槽13以打开状态连通。

尽管已经描述了本发明的实施例，但应该理解到，本发明不仅限于这里所述的任一种确定的实施例。对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明所附权利要求的精神和范围的情况下，本发明可以作出多种变化和改进。

Claims (5)

1.一种用于核反应容器的灌注装置，包括：

一个包含所述核反应容器的反应腔；

一个位于所述反应腔下面的ICI槽；

多个连接在所述核反应容器下部并延伸穿过所述ICI槽的ICI管道；

一个安装在所述反应腔和所述ICI槽之间的阻挡装置19，该阻挡装置包括：

一个固定阻挡板15；

用于每一所述ICI管道的开口；

位于每一所述开口中的紧密装配的球轴承，以支撑所述ICI管道并尽可能减少水通过所述开口的泄漏，和

一个金属安装板，用于夹住固定阻挡板15周边；

至少一个冷却空气导管，它与所述固定阻挡板隔离开，并以第一端连接在所述核反应容器腔上，以第二端连接在所述ICI槽上；

冷却气体，通过至少一个冷却空气管道而吹出；

一个泵；

一个供应管道，从所述主供应源向所述泵供应水；

一个填充管道，从所述泵供应所述水，以填充所述核反应容器腔中的空间，所述空间围绕所述核反应容器腔并位于所述固定阻挡板的上方；和

一个循环管道，通过所述泵将透过所述固定阻挡板的一定量水供应给所述填充管道。

2.如权利要求1所述的灌注装置，还包括一个第一阀，它位于所述供应管道中，当来自所述主供应源的水灌注所述反应容器腔到达预定液面时，该阀选择性地关闭。

3.如权利要求1所述的灌注装置，还包括一个第二阀，它位于所述循环管道中，当水透过所述固定阻挡板时，第二阀选择性地打开。

4.如权利要求1所述的灌注装置，其特征在于，所述主供应源是一个内部加注水的贮藏箱。

5.如权利要求1所述的灌注装置，还包括一个设置在所述冷却空气管道中的可选择性关闭的空气阀。

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