CN86101081A - 用于核反应堆燃料组件的谱移装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在堆芯内进行谱移的方法和装置。

置换棒(50)内预先充水，其量相当于该棒体积的一小部分。置换棒上有密封件(70)，设计成在堆芯慢化剂/冷却剂压力与置换棒的内压之间的压差增到某个预定值以上时，可使棒内充满水。当需要逆向谱移、增大反应性时，使堆处于次临界，所缺反应性实际上相当于置换棒内充满水所能增加的反应性，这时所述压差增到预定值以上，这最好通过降低一回路慢化剂/冷却剂温度来实现，而保持系统内压力不变。

Description

本发明一般涉及核反应堆，更具体些，是有关在核燃料组件上为增加反应性而进行谱移的装置和方法。

为了延长堆芯寿期，常规的做法是在设计时，在压水堆（PWR）堆芯内设置一定量的初始过剩反应性。在堆芯寿期开始的阶段，堆芯内设计有过剩反应性，对此当然必须正确地进行控制。其中的一种技术是要产生一个初始的谱移，牺牲掉一部分热中子（反应性高）谱，而使超热中子（反应性低）谱的份额增大。其结果是产生的热中子少了，裂变也因而减少。然后，由于在漫长的反应堆运行期间裂变本能地在减少，一个由中子谱的超热中子部分回到热中子谱部分的逆向移动得到实现。这种控制技术主要在于使用一些置换棒，它们被放入初始堆芯内来置换一部分堆芯内的慢化剂水，并以此来降低堆芯的反应性。然后，由于反应性被消耗掉，在堆芯循环周期内的某个时刻，就要把这些棒中的慢化剂置换物从堆芯移出，以便增加慢化剂量，并相应地增加堆芯的反应性水平。

排除慢化剂置换物的一种方法是采用一种机构，例如美国专利NO.第，432，934说明书中所描述的那一种，在指定的时间将水置换棒撤出。

另一种企图排除置换物的方法是采用一些置换棒，在它们的端头设置有薄膜，这些薄膜在某个时刻及时地破裂，以便使这些棒充满水。做法是，在中空的置换棒上安装一个专门加工有齿纹的端盖，在端盖周围设有一小型加热元件。在一个适当时机，将此加热元件投入运行，薄膜即开始破裂。借助于小型加热元件进行加热，使端盖上有齿纹部分的强度下降到在外部水的压力作用下可使端盖破裂的程度，以此使该棒内充满水。

还有一种用来排除慢化剂置换物的方法在美国专利NO.4，371，495说明书中有说明。该方法是，在燃料组件中至少有一根棒充以氦气或其他合适的气体，并在该组件的上管咀设置一个销针，随着反应堆的运行，当充气棒热膨胀到足够的长度时，其上端塞能够接触到销针尖，后者将刺破端塞，从而使该棒充满水。

还有另一种方法在1985年12月24日发布的英国专利申请NO.2，160，698说明书中进行了描述。该方法在于使用一个放在集流管中心孔内的旋转阀。此集流管与许多水置换棒的流道连通。而这些水置换棒内最初充满了可燃吸收剂气体，通过阀门的转动，这些可燃吸收剂气体缓慢地释出，以便依次打开置换棒中的通道，使吸收剂气体缓慢地逸出，与此同时反应堆冷却剂进入到这些棒中。

虽然先前这些方法在所设计的运行条件内达到了目的，但仍然需要一种新的、经济性好的方式以便在运行中的核电站上实现谱移。本发明的主要目的在于满足这种需要。

本发明一方面是属于一种控制堆芯核反应性的谱移方法。在此堆芯内装有燃料组件及排列在其间的燃料棒，以及慢化中子和冷却堆芯的一回路慢化剂/冷却剂。这种方法的特征分为几个步骤：（a）通过在所述燃料棒中间放入许多慢化剂/冷却剂的置换棒来选择一个给定的初始反应性水平。这些棒内含有一定量的水，相当于置换棒体积的一个小份额，并且这些棒是密封的。当堆芯内一回路慢化剂/冷却剂压力与密封的置换棒的内压之间的压差增大到预定值以上时，置换棒的这种密封状态要能够被破坏，并随即使置换棒内充满慢化剂/冷却剂;（b）提高堆芯功率，使其达到正常运行水平，这样就使密封的置换棒的内压上升，以便使所述压差下降到低于预定值;（c）接着实现谱移，即使堆芯成为次临界状态，其所需反应性的量实际上相当于置换棒淹没所增加的最大反应性，並使堆芯内一回路慢化剂/冷却剂压力与置换棒的内压之间的压差增加到预定值以上的水平，以此造成密封的破坏，从而使置换棒内充满水。

实现谱移的步骤最好是降低一回路慢化剂/冷却剂的温度，而保持反应堆的正常运行压力不变。一回路慢化剂/冷却剂温度的下降要足以减少置换棒的内压，从而把所述压差增加到大于所述预定值。一种相对比较简单的降低一回路慢化剂/冷却剂温度的方法，是降低与堆芯相关的二回路流道中的蒸汽压力。

本发明另一方面属于实现上述谱移方法的装置。该装置包括所述含有一定量水的密封的置换棒。每根置换棒的两端均密封，当所述压差达到所述预定值以上时，其中一端的密封件将会失效，从而使得慢化剂/冷却剂从堆芯进入置换棒。

本发明的最佳实施方案将在下面充分加以说明。在此方案中，用来实现谱移方法的装置包括：所述含有一定量水的置换棒、一个连接和支承置换棒的支承结构、使慢化剂/冷却剂从堆芯进入置换棒的限定流体通道的部件，以及密封所述慢化剂/冷却剂流道，防止其流过的密封件。当所述压差达到所述预定值以上时，所述密封件将会失效，从而使所述慢化剂/冷却剂流过。

值得重视的是，虽然要通过置换棒内充满水来排除慢化剂置换物並把堆芯调节到更加高的反应性水平，然而这种调节是在反应堆为次临界，即在停堆状态下进行的，因而在逆向谱移过程中，不需要备有可利用的专门的“高风险”安全特性。再者，按照本发明实现谱移，不要求设置专门的管线或管路，而这些会引起堆内构件的大量改动並增加换料时间。本发明利用反应堆系统运行参数的这些变量（即温度、压力、流量等）来实现慢化剂置换物的排除。这种排除是在需要时由操作人员主动进行的，而不是由于对预计的现象如裂变材料燃耗或材料肿胀或蠕变等判断不准确而引起的。该设备的加工是经济的，并易于整修和重复使用。归结起来，与先前的那些实现谱移的方法比较，本文所透露的这种设备不那么复杂，不要求对现有硬件进行大量改动，而且不容易引起误动作。

现在将对本发明的最佳方案，通过实例，参照附图进行说明：

图1是通常的燃料组件和体现本发明的谱移装置的立视图，以及按照申请人同时尚待批准的专利申请NO.（W.E.52450）中的权利要求所指的一种整修装置的立视图。所展示的燃料组件是在垂直方向上被截短了的形式，其上管咀的一部分被去掉，以便更清楚地表示谱移装置和整修装置;

图2是从燃料组件取下来的谱移和整修装置的放大的立视图，其上有一部分为截面;

图3是沿图2上3-3线所取的谱移装置的一部分截面图;

图4是用于谱移装置上的缓冲屏的放大顶视图;

图5是用于谱移装置上的安全隔膜的放大顶视图;

图6是沿图5上6-6线所取的隔膜截面图，示出破裂前的隔膜;

图7是与图6相似的隔膜截面图，但表示破裂后的隔膜;

图8是从图1的燃料组件取下来的整修装置的部分放大立视图，有一部分以截面示出;

图9是谱移装置另一种形式的部分放大立视图，有一部分以截面示出;

图10是整个反应堆系统的简化示意图，特别示出该系统的那些需要进行瞬态运行调节的部件，为的是使谱移装置动作而达到增加堆芯反应性的目的。

在以下说明中，用相同的参考数字来表示在这些附图的几个视图上示出的相同的或相应的零部件。诸如“向前”、“向后”、“左”、“右”、“向上”、“向下”等词汇只是为了使用上的方便，并不作为限定性词汇。

现在来看这些图，特别是图1，这里示出的是压水堆（PWR）型的燃料组件，用数字10作为总的代表。该压水堆的简化示意图见图10，数字12代表压水堆。燃料组件10包括：一个下部构件或下管咀14，燃料组件10通过下管嘴14支承在压水堆12的堆芯16的下堆芯板（未示出）上;导向管或导向套管18，这些管自下管嘴14垂直向上伸展;横向布置的格架20，它们沿着导向套管18在轴向上是分隔开的;有组织地排列的燃料棒22，这些燃料棒由格架20在横向上被隔开，并由格架20所支承;一根安装在燃料组件中央的仪表管24，以及连接到导向套管18的上端头上的上部构件或上管嘴26。燃料组件10形成一个整体结构，能够进行常规操作而不损坏其组件中的零部件。

如人们所熟悉的，每根燃料棒22内装有包含裂变材料的燃料芯块（未示出），棒的两端是密封的。在反应堆运行期间，一回路慢化剂/冷却剂，诸如水之类，具有足够的高压（例如153大气压）以保持液态，并由泵打入堆芯16的燃料组件内，以便把其中产生的热量载出。如图10所示，一回路冷却剂借助于一回路泵31在闭合的一回路通道32中循环。此通道把冷却剂导至热交换器34的第一个腔室33，在此腔室内把所载出的热传给二回路水。二回路水借助于二回路泵35在闭合的二回路通道36中循环，此通道通向热交换器34的第二个腔室37，在此腔室内二回路水转变为蒸汽，并用于驱动汽轮机38而发电。

在压水堆12运行期间，要求尽可能合理地延长堆芯16的寿期，以便更好地利用铀燃料和降低燃料成本。为此，通常的做法是在设计堆芯16时，使其具有初始过剩反应性，与此同时，设有机构使得堆芯在运行循环初期少用此过剩反应性，而在运行循环后期增加使用过剩反应性。许多控制棒（未示出）可在一些导向套管18中往复移动，利用这些控制棒对过剩反应性进行部分调节。如上所述，完全的控制通常要借助于附加装置来达到，比如通过谱移，即置换一部分慢化剂水，以减少堆芯运行循环初期的过剩反应性，并在以后排除慢化剂的置换物来增加反应性。按照本发明所述的装置以及上述申请人同时提交尚待批准的专利申请中的那一种装置，它们都设计成能使谱移在现有的反应堆上实现，并建立在可重复使用的基础上。上述这两种装置在使用时，是与燃料组件的上管座和不在其内部放控制棒的一些导向套管协同操作的，所以，扼要地说，上管座26包括一横向布置的连接板40和直立的壁面42，其周边与板40连接，並从此板一直向上延伸，形成一个外壳或外套44。壁面42的顶部与一环形法兰46相连接，此法兰夹住一些弹簧片（未示出），这些弹簧片与堆芯16的上堆芯板（未示出）联合作用，以防止燃料组件10的水力提升，但是却允许燃料组件在长度上有所变化，此项技术已为人们所熟知。

如图1所示，体现本发明的谱移装置，一般用数字48表示，它被安装在上管座26的外套44内，并延伸到一些导向套管18中。同样还要参照图2，谱移装置48包括许多水置换棒50，后者插入在一些相应的导向套管18中，目的是置换在燃料组件10内的预定数量的慢化中子的液体冷却剂，从而减少氢/铀比，降低堆芯16的反应性水平。每根置换棒50包括一细长的管状体51，后者的下端用端塞52密封，其上端有一个流量孔54。每根置换棒50含有一定数量的水W，此量相当于棒50总体积的很小的预定份额，比如15%。

谱移装置48还包括一个集流管，一般用数字56表示，此集流管与置换棒50相互连接，并有液体互相流通。集流管56位于燃料组件10的顶部，它安装在上管座26内並座落在连接板40上（见图1）。具体参照图2和图3，集流管56包括一个中心入口，其形状为管状，最好是圆筒形部件58，它形成一个轴向贯穿的中心空腔60，其上端头有一个中心入口孔62，流道与该空腔相通。集流管56还包括许多空心管状翼片64，它们被安装在一根轴66上，此轴与圆筒形部件58相连，并使其下端头封闭。这些翼片64自圆筒形部件58向外径方向伸展，通过在轴66上形成的径向流量孔道67与中心空腔60的流道相通。这些翼片上面有小孔68，后者形成集流管56的出口。置换棒50的上端头与各个管状翼片64相连接，使每根置换棒的流道孔54与集流管的一个出口68的流道相通。集流管56和管状翼片64均为置换棒的支承结构。

谱移装置48的最佳形式还包括密封部件（用数字70来表示），它们与集流管56的圆筒形部件58相连接並将其入口孔62密封住。密封部件70包括一个安全隔膜72，一个缓冲屏74和一个环形盖76。这种密封部件是成批供货的流行的标准件。安全隔膜72在选定的某一给定的压差作用下发生破裂。例如，为了防止在设计负荷循环中因瞬态工况产生的压差使隔膜发生破裂，把隔膜72设计成只有当压差超过120个大气压时才会破损或破裂。实际上，上述瞬态工况下产生的最大压差不会超过100个大气压。从图2和图6看出，隔膜72的形状是蝶形的，它安装在管状部件58上时应使其凸面朝里、凹面朝外。在隔膜72的碟形部分最好预先刻有伤痕，以促使其在某一特定方向上破裂，也就是朝部件58中心空腔60的方向破裂，如图7所示。为了进一步保证隔膜72能朝着管状部件58的内部破裂，把缓冲屏74（同时参照图4）安装在隔膜的凹面一侧或高压侧，隔膜72与缓冲屏74是密封连接的，但又可以拆卸下来。利用一个内表面带有螺纹的环形螺帽76可以将隔膜72和缓冲屏74重新安装在圆筒形部件58的上端部。此螺帽76与圆筒形部件58的带有外螺纹的上端部相连接但又可以拆卸，以便在需要时取出破裂的隔膜72，並更换上一个新的。

上述布置方案采用一个带一块密封用隔膜72的空腔，此隔膜为所有置换棒50所共用。与此方案不同的另一个布置方案中，每根置换棒是单独密封的，如图9所示。每根置换棒有其自己的密封机构70′。该机构70′包括安全隔膜72′，缓冲屏74′和环形螺帽76′。每个部件的功能均与上述密封件70的相应部件相同。这一种布置方案的优点在于：如果谱移装置中的某一个密封件提前破损，那么，从功率峰值和反应性增殖的观点看，单独密封发生破损时产生的影响要比共用密封时小得多，这是因为在共同密封中，密封发生破损时所有的置换棒内都会充满水。但是，共用密封的方法仍然是有吸引力的，因为它需要的零部件的数目要少些，而且整修也简单得多。实际工作者无疑会考虑密封的可靠性、功率峰值及其他因素，并对其进行权衡，从而在所述两种方案中进行选择。不论选择哪一种方案（即单一密封或多个密封），密封均应设计成根据需要发生破裂，只有在需要时才使置换棒50内充满水。

对本发明提出的实现谱移的方法及在此透露的谱移装置48，现将结合图10来说明。要注意到，堆芯16中每个燃料组件10使用一个单独的谱移装置，最初，每根置换棒50只是一小部分，比如其体积的15%充水，并且全部密封件70均处于密封状态。在把各个谱移装置48安装在相应的燃料组件10上时，要使其置换棒50插到导向套管18内。这样的安装方式使置换棒50进入一回路慢化剂/冷却剂的一回路闭合流道32之中，因而这些置换棒按其体积，将置换出一个预定数量的一回路慢化剂/冷却剂，从而使堆芯16内的燃料棒22所产生的核反应性能谱从初始的过高的水平降低到一个较低的水平。

此后，堆芯16的功率通常是通过操作控制棒（未示出）提升至其正常运行的水平，并将一回路泵31投入而使流道32中的一回路慢化剂/冷却剂压力增加到一正常运行水平。在反应堆处于这种运行水平时，置换棒50内的水的压力也在增加。这时，作用在安全隔膜72上的压差，即密封的置换棒50内的水压相对于一回路慢化剂/冷却剂的压力之差，一般将达到78大气压或更低些。正如本说明前面已提过的，隔膜72要设计成能承受运行瞬态所引起的压力变化值直到接近120大气压。

当隔膜72破裂、棒50内充满水以实现所要求的逆向谱移目的时，采取下述唯一的运行瞬态工况，而同时又保持一回路慢化剂/冷却剂的压力为正常运行水平，即大致为150大气压。这种情况下，反应堆功率降低到正常运行水平的2%左右，并使汽轮机组38离线，堆芯16成为次临界状态，其次临界程度相当于隔膜72破裂、置换棒50内充满水后所能增加的最大反应性。通过降低蒸汽压力，使一回路冷却剂温度下降到190-250℃。在205℃左右，每根棒50内的饱和压力大致为17大气压，安全隔膜72上面的压差大致为135大气压，即大于隔膜破裂的设计预定值120大气压。因而隔膜72将破裂，随即置换棒50内将充满水。作为流量节流器的装置78（见图8）最好是安装在每根置换棒50的管形体51的上段，以限制流入管形体51内的慢化剂/冷却剂的流速。置换棒50内充满慢化冷却剂后就会产生一个逆向谱移，使反应性回复到所要求的较高水平，堆芯16回复到正常功率。

为达到最大的“谱移”效益，应在尽可能多的（比如说在所有不包含控制棒组件的）燃料组件中安装这种谱移装置48。为了尽量减少延长换料的时间或不延长换料时间，该装置48的整修，包括置换棒50的排水和更换已破裂的隔膜72，最好是停役进行。比如，在堆芯16内安装好一个整修过的谱移装置48之后，被卸下来的谱移装置可以放在燃料存放区，并做好在下次停堆换料期间进行安装的准备工作。这些装置可以在被存放的燃料组件上进行临时存放。看来每个装置的使用寿命为3到5个周期是可行的。

在图1、2和8上所示的整修装置以数字80作为总的代表，其权利要求在申请人的尚待批准的专利申请NO.（W.E.52450）中说明了具体发明。这个装置80适于和谱移装置（如上述的装置48）联合使用，用来对装置48进行整修并使其准备就绪，在实现一次逆向谱移之后，可重新使用该装置48。更确切些，这种整修装置80用于除掉或排干为了实现逆向谱移而充满置换棒50的慢化剂/冷却剂。整修装置80基本上包括：在中心圆筒形部件58上的第一排和第二排孔82和84、在圆筒形部件58和每个相应的置换棒50之间延伸的一对（第一根和第二根）导管86和88，以及可插入圆筒形部件58的中心空腔60内的一般为圆筒形的整修工具90。在图1、2和8上只能看到两对（第一根和第二根）导管86和88，但应当明白，每根置换棒都备有一对单独的导管86和88。

更具体地说，第一排和第二排小孔82和84是开在圆筒形部件58的筒壁上的两排小孔，它们上排与下排之间是可以相互替换的，这这两排小孔都与中心空腔60的流道相通。每对（第一根和第二根）导管86和88的形状是细长的薄壁毛细管，它们在相应的一对（第一排和第二排）孔82、84与相应的置换棒50的上管段和下管段92、94之间建立流道。从图8看出，第一根和第二根导管86和88都是从第一排和第二排孔82和84按径向方向沿着一个相应的管状翼片64向外伸展到相应的装有该导管的置换棒的上方部位。在该部位，将这对导管弯成90°，并使其通过管状翼片64和置换棒50的上部流道口54而向下伸展。第一根导管86的末端伸至置换棒50的上管段92之内，略低于翼片64。而第二根导管88通过流量限制器78伸至置换棒50的下管段94之内，其末端略高于下端塞52。

加压工具90内形成第一和第二流道96和98，与第一和第二流道口100和102相对应。在装置内装有“O”型环104、106、107。当把加压工具90装入圆筒形部件58中时，这些“O”形环形成有效的密封，使第一和第二流道口100和102与相应的圆筒形部件58的第一排小孔和第二排小孔82和84之间分别形成单独的流道。最好是将“O”形环104、106、107贴着圆筒形部件58的内壁安放。第一个“O”环104放在第一排孔82之上方，第二个“O”环106放在小孔82与84之间，而第三个“O”环107放在第二排孔84之下方。

当破裂的隔膜72被取出而加压工具90被插入圆筒形部件58时，第一根导管86连同第一个流道96将提供一个空气入口通道直通到置换棒50的上管段92。第二根导管88连同第二个流道98将提供一个来自置换棒50下管段94的慢化剂/冷却剂，比如水的出口通道，它与入口通道是分隔开的。所以，置换棒50内的水可以这样排出：从入口通道送入加压空气，使其进入该棒的上管段92，从而迫使水从该棒的下管段94经过出口通道排出，直至空心棒50内的水位降落到第二根导管88的下端头108以下，这时进一步的排水将自动停止。第二根导管88的下端头108与置换棒50的底部相隔一定距离，以使该棒内总留存一定量（W）的水，这相当于该棒体积的一小部分，大致为15%。

当棒50内的水位降至导管端头108的水平时，空气将代替水开始通过出口通道88、98，从通道98排出。这对操作人员是一个信号，表明棒50内的水已排放到所要求的水位。当所有置换棒50内的水均被排放到所要求的水位时，可将加压工具90从圆筒形部件58中取出，并可安装一个新的完好的密封隔膜，将其安置在圆筒形部件58的上端部，以便使空腔60和置换棒50重新密封。

显然对于技术熟练的人们来讲，最好是利用轴66上的各个流量孔道67连同轴向通道，以及在相应的管状翼片64上的出口68，以便使各置换棒50加压而排出其内的冷却剂。用这种方法来取代专门的孔82和专门的导管86，这些孔和导管是每根置换棒50的空气入口或加压的通道。这种取代方法只要求对所示整修工具90做少量的改动，即要求取消孔82，加长空气通道96，使其开孔100能与流量孔道67相连，并将置上面的“O”环104重新定位，使其低于孔道67的入口位置，或将其一同取消。每根置换棒的空气入口通道可由整修工具90的通道96、轴66上的相应的流量孔道67，和相应的管状翼片64所形成。不过出口通道将与本说明前面所述相同，即通过导管88、孔84和流量通道98而排出。

Claims (17)

1、一种用来控制堆芯核反应性的谱移方法，该堆芯内有燃料组件(燃料棒排列在燃料组件中)和慢化中子及冷却堆芯的一回路慢化剂/冷却剂，其特征由以下步骤表明：

(a)选择一个给定的初始反应性水平，即在所述燃料棒之中引入一些慢化剂/冷却剂置换棒，这些棒内含有一定数量的水，其量相当于置换棒体积的一小部分，这些棒是密封的，当堆芯内的一回路慢化剂/冷却剂的压力与被密封的置换棒内压之间的压差增加到一预定值以上时，该密封状态即被破坏，而置换棒里就充满慢化剂/冷却剂。

(b)将反应堆堆芯功率增至正常运行水平，从而使密封的置换棒的内压上升，致使所述压差降到所述预定值以下。

(c)随后实现谱移，使堆芯成为次临界，其所需反应性的量实际上相当于置换棒内充满水所增加的最大反应性，并使堆芯一回路慢化剂/冷却剂压力与置换棒的内压之间的压差增加到预定值以上的水平，以此造成密封的破坏，从而使置换棒内充满水。

2、按权利要求1所述的谱移方法，其特征在于实现谱移的步骤包括：降低所述堆芯功率到其正常运行功率的一个很小的份额。

3、按权利要求2所述的谱移方法，其特征在于所述的一个很小的份额实际上是正常运行功率的2%。

4、按权利要求1、2或3所述的谱移方法，其特征在于实现谱移的步骤包括：降低一回路慢化剂/冷却剂的温度，而保持其正常运行压力不变，温度下降的幅度足以使置换棒的内压下降，从而使所述压差上升到所述预定值以上的水平。

5、按权利要求4所述的谱移方法，其特征在于通过降低堆芯二回路流道内的蒸汽压力而使一回路慢化剂/冷却剂温度下降。

6、按上述任一项权利要求来实现谱移方法的装置，其特征在于，上述装置包括所述密封的置换棒（50′），棒内含有一定量的水，每根置换棒的两端均是密封的，其中一端的密封件（70′）会失效，从而当所述压差达到所述预定值以上的水平时，可使慢化剂/冷却剂从堆芯进入所述置换棒内。

7、按上述权利要求2至5项中的任一项，实现谱移方法的装置，其特征在于：此装置包括所述含有一定量水的置换棒（50或50′）、一个连接并支承置换棒的支承结构（56、58、64）、形成慢化剂/冷却剂从堆芯进入置换棒的流体通道（54、60、62、64、67、68），以及密封所述流体通道不使慢化剂/冷却剂流过的密封件（70或70′），所述密封件（70或70′）在适当情况下会失效，从而当所述压差达到所述预定值以上的水平时，使所述慢化剂/冷却剂畅流无阻。

8、按权利要求7所述的装置，其特征在于每根置换棒（50′）都单独装有一个密封件（70′）。

9、按权利要求7所述的装置，其特征在于所述密封件（70）是一个单个的密封件，它是所有置换棒（50）所共用。

10、按权利要求9所述的装置其特征在于所述支承结构（56、58、64）包括一个集流管（56），它有一个入口（58），可使慢化剂/冷却溶自堆芯流入其内;以及包括许多管状翼片（64），它们自集流管向外延伸，并与其有流体通道;所述管状翼片与相应的置换棒（50）相连接，并与其有流体通道;所述密封件（70）安装在所述集流管（56）的入口处（58）。

11、按上述6-10的任一项权利要求所述的装置，其特征在于所述置换棒内的水量实际上相当于置换棒体积的15%。

12、按上述6-11的任一项权利要求所述的装置的特征在于所述密封件（70或70′）包含一个可更换的安全隔膜（72和72′），隔膜设计成当作用在其上的压差大于所述预定值时隔膜就会破裂。

13、按权利要求12所述的装置，其特征在于所述安全隔膜（72或72′）上预先有划伤，以促使其朝低压侧破裂。

14、按权利要求12或13所述的装置，其特征在于所述安全隔膜（72或72′）的一部分呈蝶形，在高压侧为凹面，低压侧为凸面。

15、按权利要求12、13或14所述的装置，其特征在于所述每个密封件（70或70′）包括一缓冲屏（74或74′），此屏安放在安全隔膜（72或72′）的高压侧上面。

16、按权利要求12、13、14或15所述的装置，其特征在于所述密封件（70或70′）包括一个连接件（76或76′），它是可拆卸的，用于使密封件紧固在其密封位置上。

17、按权利要求6-16的任一项所述的装置，其特征在于每根置换棒（50或50′）都装备有一个流量限制器（78），用于限制进入置换棒的慢化剂/冷却剂流量的流速。

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