FI117730B - Vaipan kiinnitys kiehutusreaktoriin - Google Patents

Description

1 ' 117730

Vaipan kiinnitys kiehutusreaktoriin

Viittaus asiaan liittyvään hakemukseen Tämä keksintö vaatii itselleen väliaikaisen US-patenttihakemuksen 60/057 211, jätetty sisään 29. elokuuta 1997, sisältämät edut.

5 Keksinnön ala Tämän keksinnön kohteena ovat yleensä kiehutusreaktorit ja yksityiskohtaisemmin tarkastellen järjestely vaipan kiinnittämiseksi vaippatukeen tällaisessa reaktorissa.

Keksinnön tausta 10 Kiehutusreaktorit (BWR:t) sisältävät yleensä reaktorin paineastian t (RPV) sisällä olevan reaktorisydämen. Tunnettu RPV sisältää pääasiassa lieriömäisen kuoren. Tämän kuoren läpimitta voi esimerkiksi olla noin kaksikymmentä jalkaa ja paksuus noin seitsemän tuumaa. Pääasiassa lieriömäinen sy-dänvaippa asetetaan kuoriseinien sisään ja etäisyyden päähän niistä reaktori- ? 15 sydämen polttoainenippujen vaakasuoran liikkeen estämiseksi sen saadessa aikaan virtauserotuksen alasmenevän ja ylöspäin virtaavan sydänvirtauksen välillä.

Pohjassa oleva päänivel- tai liitosyhdistelmä muodostaa rajapinnan ; ^ tai liitoksen lieriömäisen kuoren ja lähinnä kiekon muotoisen pohjapään välille.

*".* 20 Pohjapään nivelyhdistelmä sisältää erityisesti vaippaa tukevan alayhdistelmän ·;·; ja rengasmaisen taoksen, jossa on lieriömäisesti muotoiltu yläpää ja kar- * · * *·’·] tiomainen alapää. Taoksen lieriömäisesti muotoiltu yläpää on tarkoitettu hit- ***: sattavaksi RPV-kuoren yhteen päähän ja taoksen kartiomainen alapää on • * tehty kiekkomaiseen alapäähän tapahtuvaa hitsausta varten.

v : 25 Vaippaa tukeva alayhdistelmä sisältää vaipan tukisylinterin, jonka yläpää on tarkoitettu hitsattavaksi sydänvaippaan. Rengasmainen pumppu- : ;*: kansi ulottuu vaipan tukisylinterin ulkopinnasta. Vaipan tukijalat, jos niitä käy- • * · -1 tetään, ulottuvat vaipan tukisylinterin alapinnalta. Vaipan tukijalat on hitsattu • , tukityynyihin, jotka on muodostettu rengasmaisen taoksen sisäpinnalle. Vaippa • · · · · f • [ 30 BWR:ssä käsittää lieriömäisen teräsrakenteen, joka ympäröi reaktorin sydäntä ja muodostaa edellä selitettyyn tapaan sulun veden ylöspäin suuntautuvan vir- : tauksen erottamiseksi sydämen kautta alaspäin kulkevasta virtauksesta vai- • * · pan ja RPV:n välisessä renkaassa. Vaippa muodostaa myös tuen sydäntä 117730 2 varten rajoittamalla ylhäällä olevan ohjausristikon ja sydänlevyn, joita pidetään osana sydämen tukirakennetta.

Vaippa muodostaa rakenteellisen tuen sekä muodostaa ohjausle-vyn renkaan ja vaipan pohjan välille. Pumput tunkeutuvat vaippatuen läpi saa-5 den aikaan alaspäin suuntautuvan virtauksen renkaasta vaippaan ja sydämeen.

Jännityskorroosiomurtumista on esiintynyt vaipoissa ja muissa BWR:ien sisäisissä komponenteissa. Estäviä toimenpiteitä on suoritettu ja suoritetaan jatkuvasti vähentämään korroosiomurtumisesta aiheutuvaa mur-10 tumisvaaraa. Työympäristön (säteily, vedenalaiset olosuhteet) ja usean hitsin johdosta huomattava ponnistus vaaditaan vaipan asettamiseksi uudelleen paikoilleen. Esimerkiksi kaukoleikkausta, hitsausta ja ultraäänitarkastuksia vaaditaan vaipan poistamista ja vaihtamista varten.

Jotkin tunnetut BWR:t on varustettu vaipoilla, jotka on kiinnitetty 15 pulteilla paikoilleen ja tarkoitettu irrotettaviksi. Lisäksi jotkin paineistetut vesi-reaktorit sisältävät vesiputken, joka on vaipan kaltainen ja tuettu paineastiaan pulttiliitännän avulla.

Olisi suotavaa saada aikaan vaippa, joka voidaan poistaa ja asettaa paikoilleen helpommin kuin tunnetut vaipat. Olisi myös suotavaa saada aikaan 20 poistettava vaippa, joka suorittaa kaikki tunnettujen vaippojen toiminnot.

: .·. Keksinnön yhteenveto • · * · Nämä ja muut kohteet voidaan saavuttaa vaipankiinnitysyhdistel-.y. män avulla, joka tarjoaa käyttöön sekä rakenteellisen tuen vaippaa varten se- kä suljennan vaipan ja vaippatuen välillä. Eräässä erityisessä suoritusmuo- • · 25 dossa vaipan kiinnitysyhdistelmä sisältää vaippalaipan, joka on muodostettu samana kappaleena vaipan kanssa, ja pumppukannen, joka on liitetty kiinteäs- • · * ti pumppukanteen. Vaippalaippa ulottuu pumppukansilaipan yli ja useat nastat ulottuvat laipoissa olevien linjattujen aukkojen kautta. Lisäksi useita kiiloja on kiinnitetty vaippalaippaan nastojen avulla ja kiilat ulottuvat vaippalaipan ja * * * 30 pumppukansilaipan välillä. Yleensä nastat, jotka ulottuvat linjattujen aukkojen kautta vaipassa ja pumppukansilaipoissa, siirtävät pystysuoria kuormia vai- i • · . * pasta pumppukanteen ja kiilat siirtävät vaakasuorat kuormat vaipasta pump- • · . pukanteen.

Edellä mainittu vaipankiinnitysyhdistelmä sallii sydänvaipan kauko-“·*: 35 ohjatun poiston ja -asennuksen. Lisäksi tämä yhdistelmä muodostaa riittävän suljennan vaipan ja vaippatuen väliin ja siirtää kuorman vaipasta vaippa- : .

117730 3 tukeen. Pystysuorat kuormat siirretään erityisesti nastan ja mutterien avulla, jotka on kiinnitetty vaippaan ja pumppukansivaippoihin ja vaakasuorat leik-kauskuormat siirtyvät kiilojen kautta. Nastat, mutterit ja kiilat voidaan asentaa ja poistaa kauko-ohjauksen avulla. Kiilat mahdollistavat myös vaipan säädön 1 5 ja linjauksen vaippatuen suhteen. Kiilat voidaan erityisesti säätää liikuttamaan vaippaa radiaalisessa suunnassa. Tällaisen yhdistelmän yhteydessä vaipan poisto ei vaadi leikkaamista ja vaipan asennus ei vaadi astian työstöä.

Piirustusten lyhyt kuvaus

Kuvio 1 esittää kaavamaista osittaista poikkileikkausta kiehutus-10 reaktorista;

Kuvio 2 esittää päälliskuvantoa vaipankiinnitysyhdistelmän osasta esillä olevan keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti;

Kuvio 3 esittää kuvion 2 linjan A - A mukaista poikkileikkauskuvan-toa vaipankiinnitysyhdistelmästä; 15 Kuvio 4 esittää kuvion 2 linjan B - B mukaista poikkileikkauskuvan- toa vaipankiinnitysyhdistelmästä.

Yksityiskohtainen kuvaus

Kuvio 1 esittää kaavamaista osittaista poikkileikkausta kiehutusvesi- f reaktorista 100, joka sisältää reaktoripaineastian (RPV) 102. RPV 102 on : 20 yleensä muodoltaan lieriömäinen ja suljettu yhdestä päästään pohjapään 106 avulla ja toisesta päästään irrotettavan yläpään (ei näy) välityksellä. Yläohjain : « 108 on asetettu etäisyyden päähän RPV:n 102 sisällä olevan sydänlevyn 110 yläpuolelle. Vaippa 112 ympäröi sydänlevyä 110 ja sitä tukee vaipan tukira- ,* kenne 114. Rengas 116 on muodostettu vaipan 112 ja RPV:n 102 seinän vä- 4 · · **]·' 25 liin. Renkaan muotoinen ohjauslevy 118 kulkee RPV.n 102 ympäri vaipan tuki- v : rakenteen 114 ja RPV:n 102 seinän välissä. RPV:tä 102 tukee RPV:n tukira kenne 120 ja RPV 102 on tietenkin täytetty vedellä.

RPV 102 on esitetty kuviossa 1 suljettuna ja monien komponenttien ollessa poistettuina. Esimerkiksi ja toiminnan yhteydessä useat polttoaineniput 30 ja säätösauvat (eivät näy) on sijoitettu yläohjaimen 108 ja sydänlevyn 110 väli- ί • · selle alueelle. Lisäksi laitteen toimiessa höyryerottimet ja kuivurit sekä monet . ’ muut komponentit (eivät näy) ovat asetettuina yläohjaimen 108 yläpuoliselle ' alueelle.

• · · *:·*: Yläohjain 108 käsittää ristikkorakenteen sisältäen useita yläohjaus- 35 palkkeja 126, jotka rajoittavat yläohjausaukot. Sydänlevy 110 sisältää useita 117730 4 syvennyspintoja 130, jotka ovat pääasiassa linjattuja yläohjausaukkojen 128 kanssa polttoainenippujen asetuksen helpottamiseksi yläohjaimen 108 ja sy-dänlevyn 110 väliin. Polttoaineniput asetetaan yläohjaimen 108 ja sydänlevyn 110 väliselle alueelle käyttämällä yläohjausaukkoja 125 ja syvennyspintoja ' 5 128, ja tuetaan vaakasuorassa suunnassa sydänlevyn 110 ja yläohjauspalk- kien 126 avulla. Polttoaine tuetaan pystysuorassa suunnassa rakenteen avul- .¾.

la, jota ei ole esitetty.

Kuvio 2 esittää päälliskuvantoa esillä olevan keksinnön yhden suoritusmuodon mukaisesta vaipankiinnitysyhdistelmästä. Osa RPVistä 202 ja 10 vaippa 204 on esitetty kuviossa 2. Ohjauslevy tai pumppukansi 206 kulkee RPV:n 202 ja vaipan 204 renkaan 208 poikki ja pumppukannessa 206 on useita aukkoja 210. Pumput (ei näy) voivat tunkeutua aukkojen 210 läpi muo- | dostaen alaspäin suuntautuvan virtauksen renkaasta 208 vaippaan 204.

Kuten kuviosta 2 näkyy, vaippa 204 sisältää vaippalaipan 212 15 pumppukannen 206 sisältäessä pumppukansilaipan 214. Vaippalaippa 212 | ulottuu pumppukansilaipan 214 yli ja useat nastat 216 kulkevat laippojen 212 ς ja 214 kautta. Lisäksi useita kiiloja 218 on kiinnitetty vaippalaippaan 212 nastojen 220 välityksellä, ja kiilat 218 kulkevat vaippalaipan 212 ja pumppukannen 214 välissä. Kiilat voidaan tehdä esimerkiksi ruostumattomasta teräksestä. > 20 Yleensä ja kuten selostetaan yksityiskohtaisemmin myöhemmin, nastat 216 ^ siirtävät pystysuorat kuormat vaipasta 204 pumppukanteen 206 ja kiilat 218 f ·.· j siirtävät vaakasuorat kuormat vaipasta 204 pumppukanteen 206. Kuten edellä tt*i· on mainittu, pumppukansi 206 muodostaa osan vaipan tukirakenteesta.

Kuvio 3 esittää kuvion 2 linjaa A - A pitkin otettua poikkileikkausku- · 25 vantoa vaipankiinnitysyhdistelmästä 200. Kuten kuviosta 3 näkyy, nasta 220 ; kulkee vaippalaipassa 212 olevien linjattujen aukkojen 222 ja 224 ja pumppu-kannen laipan 214 kautta. Mutterit ja pitimet 226 ja 228 kiristetään vastaavia * laippoja 212 ja 214 vasten.

, Kuvioon 5 yhä viitaten pohjapään nivelen tai liitoksen muodostama * · * 30 yhdistelmä 230 muodostaa rajapinnan tai liitoksen lieriömäisen kuoren 232 ja RPV:n 202 pääasiassa kiekon muotoisen pohjapään 234 väliin. Pumppukansi *:··· 206 on tehty samana kappaleena pohjapään 234 kanssa sen ulotessa sisään- f päin kohti vaippaa 204. Aukot 222 ja 224 ovat ylimitoitettuja vaipan 204 sää- ·, tämiseksi radiaalisessa suunnassa. Nastat 220 kiristetään kokoonpanon aika- * * · 35 na tarvittavan esikuormituksen aikaansaamiseksi.

• · .117730 5

Laippojen 212 ja 214 koko on valittu antamaan riittävä jäykkyys ja lujuus. Kuviossa 3 laippa 214 on esitetty siten, että se sisältää siirtymäosan 236 ja kontaktiosan 238, jonka paksuus on pienempi kuin pumppukannen 206 muiden osien paksuus. Vaippalaippa 212 lepää laipan 214 kontaktiosan 238 5 päällä. Kunkin laipan 212 ja 214 erityinen rakenne voi tietenkin vaihdella esitetystä rakenteesta poiketen, joka riippuu vaaditusta jäykkyydestä ja lujuudesta.

Kuvio 4 esittää kuvion 2 linjaa B - B pitkin otettua poikkileikkausku-vantoa vaipankiinnitysyhdistelmästä 200. Kuten kuviosta 4 näkyy, kiila 218 on 10 asetettu vaippalaipan 218 ja pumppukannen laipan 214 väliin. Nasta 220 on kiinnitetty kierteitetysti vaippalaippaan 212 ja nastan 220 kierteitetty pää 240 kulkee kiilan 218 varressa 244 olevan aukon 242 kautta. Mutteri 246 on kiinnitetty kierteiden avulla nastan 220 päähän 240 ja kiristetty kiilan 218 vartta 244 vasten. Kiilan 218 kulmapinta 248 on yhteydessä siirtymäosan 236 pinnan 15 kanssa.

Kiilat 218 siirtävät vaakasuorat kuormat vaipasta 204 pumppukan- teen 206. Kiilat 218 estävät myös leikkauskuormien siirtymisen nastoihin 216, jotka vastustavat pystysuoria kuormia. Kiilapinnan 248 kulma valitaan siten, että kitka on riittävä pitämään kiila 218 paikoillaan, eikä mitään pystysuoraa 20 kulmaa vaadita. Nastoja 220 ja muttereita 246 käytetään pitämään kiiloja 218 paikoillaan, niin että ne vastustavat tärinää tai virtauskuormia, jotka voisivat • · *.: · aiheuttaa kiilojen 218 siirtymisen.

t4J· Vaippalaipan 212 pohjapinta ja pumppukansilaipan kontaktiosan 238 sen kanssa yhteensopiva yläpinta työstetään virtausvuodon minimoimi- • · 25 seksi. Tällainen työstäminen suoritetaan riittävän vastuksen aikaansaamiseksi laippojen 212 ja 214 väliseen rajapintaan vaipasta 204 renkaaseen 208 kulke- • * · van virtauksen minimoimiseksi.

* · · « · » * Edellä mainittu vaipan kiinnitysyhdistelmä sallii sydänvaipan kauko- . ohjatun poiston ja asennuksen. Tämän yhdistelmän avulla muodostetaan li- • · · *···' 30 säksi riittävä suljenta vaipan ja vaippatuen välille ja siirretään kuorma vaipasta vaippatukeen. Pystysuorat kuormat siirretään erityisesti nastan ja mutterien ·:··· kautta, jotka on liitetty vaippa- ja pumppukansilaippoihin, ja vaakasuorat leik- kauskuormat siirretään kiilojen välityksellä. Nastat, mutterit ja kiilat voidaan *, asentaa ja poistaa kauko-ohjauksen avulla. Kiilat mahdollistavat myös vaipan • · *·:·] 35 säädön ja linjauksen vaippatuen suhteen. Kiiloja voidaan erityisesti säätää siirtämään vaippaa radiaaiisessa suunnassa. Sellaisen yhdistelmän yhteydes- 117730 6 sä vaipan poistaminen ei vaadi leikkaamista eikä vaipan asennus vaadi astian työstämistä.

Esillä olevan keksinnön eri suoritusmuotojen edellä olevasta selostuksesta käy selvästi ilmi, että keksinnön mukaiset kohteet on saavutettu.

5 Vaikka keksintöä on selostettu ja kuvattu edellä yksityiskohtaisesti, on selvästi ymmärrettävä, että näin on tehty vain esimerkin vuoksi ja että selostuksilla ei ;; ole rajoittavaa luonnetta. Siten keksinnön henkeä ja suojapiiriä rajoittavat vain oheiset patenttivaatimukset.

• 9 • · • 1 1 • » · · *»· • · « · » · * · · • · · • · « l • · · 1 · * 1 • · • · · • · · • · ··· • · « • · 1 ···.:· £ ··· λ • · 1 f • · 1 • · • · ··· * · · · * · * · » · · • · • · · • · · · ··· · · · • ·

Claims (10)

117730 : 7 , '

1. Vaipankiinnitysyhdistelmä (200) vaipan (204) kiinnittämiseksi vaipan tukirakenteeseen vaipan (204) sisältäessä laipan (212) ja vaipan tukirakenteen sisältäessä pumppukannen (206), jossa on laippa (214), vaippalaipan / \ 5 (212) ja pumppukansilaipan (214) ollessa varustettuina useilla aukoilla (222 ja 224), t u n n e 11 u siitä, että tämä vaipankiinnitysyhdistelmä (200) käsittää: ensimmäisen kierteitetyn nastan (216), joka kulkee vaipan ja pumppukannen laipoissa (212 ja 214) olevien linjattujen aukkojen (222 ja 224) kaut-ta; 10 ensimmäisen ja toisen mutterin (226), jotka on kiinnitetty kierteiden avulla mainitun ensimmäisen kierteitetyn nastan (216) vastaaviin päihin sanotun ensimmäisen mutterin (226) ollessa kiristettynä vaippalaippaa (212) vasten ja sanotun toisen mutterin ollessa kiristettynä pumppukansilaippaa (214) vasten.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vaipankiinnitysyhdistelmä (200), tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi vaippalaippaan (212) kiinnitetyn toisen nastan ja tähän toiseen nastaan (220) kiinnitetyn kiilan (218).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen vaipankiinnitysyhdistelmä (200), tunnettu siitä, että mainittu kiila (218) kulkee vaippalaipan (212) ja pump- 20 pukansilaipan (214) välissä. i :*: 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen vaipankiinnitysyhdistelmä (200), • * · * •j. tunnettu siitä, että pumppukansilaippa (214) sisältää siirtymäosan (236) mainitun kiilan (218) ollessa varustettuna kulmapinnalla (248), joka on tarkoi- .!,*· tettu kosketukseen siirtymäosan (236) kanssa. • ·

5. Ydinreaktori (100), t u n n e tt u siitä, että se käsittää: vaipan (204), joka sisältää vaippalaipan (212), ossa on useita auk- : koja (222); vaipan tukirakenteen käsittäen pumppukannen (206) varustettuna laipalla (214), jossa on useita aukkoja (224), mainitun vaippalaipan (212) oi- * * · 30 lessa asetettuna pumppukansilaipan (214) päälle mainitussa vaippalaipassa (212) olevien aukkojen (222) ollessa linjattuja sanotussa pumppukansilaipassa i (214) olevien aukkojen (224) kanssa; ja • · • kierteitettyjen nastojen ulottuessa vaippalaipassa (212) ja pumppuni.: kansilaipassa (214) olevien mainittujen linjattujen aukkojen (222 ja 224) kaut- *"" 35 ta. 117730 8

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen ydinreaktori (100), t u n n e tt u siitä, että se käsittää lisäksi useita nastoja (220), jotka on kiinnitetty mainittuun vaippalaippaan (212) ja ulottuvat siitä lähtien useiden kiilojen (218) ollessa ' kiinnitettyinä vastaaviin nastoihin (220), jotka ulottuvat vaippalaipasta (212).

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen ydinreaktori (100), tunnettu siitä, että jokainen kiila (218) ulottuu vaippalaipan (212) ja pumppukansilaipan (214) välillä.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen ydinreaktori (100), tunnettu siitä, että pumppukansilaippa (214) sisältää siirtymäosan (236) kunkin kiilan 10 (218) ollessa varustettuna kulmapinnalla (248), joka on tarkoitettu kosketuk seen mainitun siirtymäosan (236) kanssa.

9. Patenttivaatimuksen 5 mukainen ydinreaktori (100), tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi reaktorin paineastian (202) ja vaipan ja tämän reaktorin paineastian (202) välissä olevan renkaan (208) pumppukannen (206) ; 15 kulkiessa mainitun renkaan (208) poikki.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen ydinreaktori (100), tunnettu siitä, että vaippalaipan (212) pohjapinta ja pumppukansilaipan (214) yläpinta muodostavat suljennan, joka vastustaa virtausta vaipasta (204) renkaan (208) sisään. 20 , • · *·1 • 1 · ·1·· * · · * ·1··' ... * · ··1·. • · * » « · · · • 1 • · · • · 1 • · ··1. • 1 * · · φ · · • « · • · · · * · • · • ·· * » • · • · · • 1 · * 1 · 117730 9