FI117774B - Keskellä vaippaa oleva liitos kiehutusreaktorissa - Google Patents

Description

117774

Keskellä vaippaa oleva liitos kiehutusreaktorissa

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 (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 viilaavan sydänvirtauksen välillä. Vaippa käsittää erityisesti lieriömäisen teräsrakenteen, joka ympäröi sydäntä ja muodostaa sulun sydämen kautta kulkevan ylöspäin suuntautuvan virtauksen erottamiseksi alaspäin kulkevasta virtauksesta vaipan ja reaktorin 20 paineastian välisessä renkaassa. Vaipan alaosa tukee useita komponentteja.

*·!·' Vaipan alaosa tukee esimerkiksi sydänlevyä ja kahta sydämessä olevien oh- jausputkipidättimien sarjaa. Sydänlevy tukee myös sydämessä olevien oh- • · v.·’ jausputkien yläpäätä.

*:**: Vaipan osat ovat korkeiden virtaustasojen alaisia. Esimerkiksi vai- 25 pan yläosa, joka sijaitsee sydäntä vastapäätä, on korkealla virtausalueella.

• · ;*·*· Vaipan alaosa, joka sijaitsee sydämen alapuolella, on matalalla virtausalueel- la. Säteilytyksen tiedetään edesauttavan joidenkin BWR-materiaalien murtu- > . .·. mistä. Siten vaipan yläosa voi olla alttiimpi säteilyn auttamalle jännityskorroo- • * · siomurtumiselle (IASCC) kuin vaipan alaosa korkeiden virtaustasojen joh- *·"' 30 dosta. 1

Jotkin tunnetut vaipat sisältävät pulteilla kiinnitetyn liitoksen sydä- :**[: men pohjassa. Vaippa on kuitenkin yleensä muodostettu hitsaamalla useita : ruostumattomasta teräksestä tehtyjä osia yhteen. Erityisesti vierekkäisten * · · y *. vaippaosien vastaavat päät on liitetty yhteen kehähitsin avulla. Siten, jos vai- * · * • · 2 117774 pan yläosa on vaihdettava, koko vaippa on ehkä poistettava. Koko vaipan poistaminen vaatii sydänlevyn ja muiden komponenttien irrottamista. Joissakin tunnetuissa reaktorirakenteissa yläristikko on kiinnitetty pulteilla vaipan yläosaan, jolloin tämä yläristikko voidaan poistaa ja korvata uudella tarvitsematta 5 poistaa koko vaippaa.

Olisi suotavaa saada aikaan vaippa, joka sallii vaipan yläosan poistamisen vaatimatta vaipan alaosan ja sydänlevyn poistoa. Olisi myös suotavaa, että tällaisella vaipalla olisi sama toimintakyky kuin tunnetuilla vai-poilla.

10 Keksinnön yhteenveto Nämä ja muut kohteet voidaan saavuttaa vaipan keskellä olevan >

liitoksen avulla, joka parantaa vaipan vaihdettavuutta. Eräässä suoritusmuodossa vaippa sisältää sydänvaipan ja alavaipan. Sydänlevyä tukeva laippa on kiristetty sydänvaipan ja alavaipan väliin ja sydänlevyn tukilaippa tukee sy- I

15 dänlevyä. Vaipan keskellä oleva liitos on muodostettu sydänvaipan laipan ja alavaipan laipan avulla. Sydänlevyn tukilaippa on asetetty sydänvaipan ja ala-vaipan laippojen väliin ja näissä laipoissa olevat aukot ovat samassa linjassa siten, että pultit voidaan asettaa tällaisten linjattujen aukkojen kautta.

Sydänvaippa voidaan poistaa alavaipasta vaikuttamatta alavaip-20 paan ja sydänlevyyn, ja sydänlevyn ja alavaipan väliseen asetukseen ja linjaukseen ei vaikuteta poistamalla sydänvaippa. Edellä kuvattu vaippa mahdol-. listaa vaipan osan, joka on korkeammalla virtausalueella, so. sydänvaipan !*. poistamisen vaikuttamatta alavaipan sydänlevyyn. Siten ylävaippa voidaan vaihtaa alavaipasta riippumatta. Lisäksi ylävaippa voidaan vaihtaa sydänle- • · * | \ 25 vystä riippumatta, mikä poistaa tarpeen sydänlevyn uudelleen linjaamiseksi.

| / Lisäksi sydänlevy voidaan vaihtaa riippumatta ylävaipasta. Kaksiosaisen vai- • · · pan uskotaan myös olevan helpomman käsitellä, rakentaa ja vaihtaa kuin tun-Σ nettu yksiosainen vaippa ja vaihtoajan ja -materiaalin uskotaan vähenevän verrattuna tällaisiin yksiosaisiin vaippoihin.

• · ♦ • · · .···. 30 Piirustusten lyhyt kuvaus • * • · · ·, Kuvio 1 esittää kaavamaista osittaista poikkileikkausta kiehutus- • * * '•:·· reaktorista; • * *

Kuvio 2 esittää perspektiivikuvantoa esillä olevan keksinnön yhden :*·,· suoritusmuodon mukaisesta vaipasta osan ollessa leikattuna pois; • · ··-·· • · · • · 3 117774

Kuvio 3 esittää osiin hajotettua kuvantoa kuvion 2 esittämästä vaipasta;

Kuvio 4 esittää poikkileikkauskuvantoa laippakiinnityksestä, jota käytetään kuvion 2 esittämässä vaipassa; 5 Kuvio 5 esittää poikkileikkauskuvantoa sydänvaippakiinnityksestä, jota käytetään kuvion 2 esittämässä vaipassa.

Yksityiskohtainen kuvaus

Kuvio 1 esittää kaavamaista osittaista poikkileikkausta kiehutusvesireaktorista 100, joka sisältää reaktoripaineastian (RPV) 102. RPV 102 on 10 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 tukirakenne 114. Rengas 116 on muodostettu vaipan 112 ja RPV:n 102 seinän vä-15 liin. Renkaan muotoinen ohjauslevy 118 kulkee RPV:n 102 ympäri vaipan tukirakenteen 114 ja RPV:n 102 seinän välissä.

RPV 102 on esitetty kuviossa 1 suljettuna ja monien komponenttien ollessa poistettuina. Esimerkiksi ja toiminnan yhteydessä useat polttoaineniput ja säätösauvat (eivät näy) on sijoitettu yläohjaimen 108 ja sydänlevyn 110 väli-20 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- • · · · palkkeja 126, jotka rajoittavat yläohjausaukot. Sydänlevy 110 sisältää useita 25 syvennyspintoja 130, jotka ovat pääasiassa linjattuja yläohjausaukkojen 128 * * kanssa polttoainenippujen asetuksen helpottamiseksi yläohjaimen 108 ja sy- ,l_ • · · M dänlevyn 110 väliin. Polttoaineniput asetetaan yläohjaimen 108 ja sydänlevyn • t · *** * 110 väliselle alueelle käyttämällä yläohjausaukkoja 128 ja syvennyspintoja 130, ja tuetaan vaakasuorassa suunnassa sydänlevyn 110 ja yläohjauspalk-30 kien 126 avulla. Polttoaine tuetaan pystysuorassa suunnassa rakenteen avul- • · « la, jota ei ole esitetty.

. Kuvio 2 esittää perspektiivikuvantoa vaipasta 200 osan ollessa lei- .···, kattuna pois esillä olevan keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti. Esillä • · **’ olevan keksinnön kohteena on erityisesti vaipan keskellä oleva liitos 202, joka * * 35 parantaa vaipan 200 vaihdettavuutta tarpeen vaatiessa. Vaippa 200 sisältää • φ :.*·· sydänvaipan 204 ja alavaipan 206. Laippa 208 on kiristetty sydänvaipan 204 4 117774 ja alavaipan 206 väliin. Laippa 208 tukee sydänlevyä 210. Alavaippa 206 sisältää laipan 212 kiinnitystä varten vaippatukeen (ei näy) ja sydänvaippa 204 sisältää laipan 214 kiinnitystä varten vaipan päähän (ei näy).

Vaipan keskiliitosta 202 tarkastellessa tällainen liitos 202 on muo-5 dostettu sydänvaipan 204 laipan 216 ja alavaipan 206 laipan 218 avulla. Sy-dänlevyn tukilaippa 208 on asetettu laippojen 216 ja 218 väliin ja laipoissa 208, 216 ja 218 olevat aukot ovat linjattuja keskenään, niin että pultit voidaan asettaa tällaisten linjattujen aukkojen kautta, kuten seuraavassa selostetaan.

Pyälletyt alueet laipoissa 208, 216 ja 218 ovat linjattuja, niin että reaktorikom-10 ponentit voivat ulottua sivuvaippaa 200 pitkin.

Kuvio 3 esittää osiin hajotettua kuvantoa kuvion 2 mukaisesta vai- f pasta 200. Erilaisia liitoselementtejä, kuten pultteja, muttereita, pitimiä ja kiiloja, ei ole esitetty kuviossa 3. Kuten kuviosta 3 näkyy, sydänvaippa 204 voidaan poistaa alavaipasta 206 vaikuttamatta alavaippaan ja sydänlevyyn 210, 15 ja sydänlevyn 210 ja alavaipan 206 väliseen asetukseen ja linjaukseen ei vaikuteta sydänvaipan 204 poistamisen avulla.

Kuvio 4 esittää poikkileikkauskuvantoa laippakiinnityksestä 250, jota käytetään yhdessä vaipan 200 kanssa. Kuten kuviosta 4 näkyy, kiilat 252 kiinnitetään nastaan 254, joka ulottuu sydänlevyn 210 reunuksesta 256 lähtien. · + 20 Nasta 254 ulottuu erityisesti kiilan 252 jatkeella 260 olevan aukon 258 kautta.

Nasta 254 on kiinnitetty kierteillä reunukseen 256. Mutteri 262 on kiinnitetty kierteillä nastaan 254 ja kiristetty kiilaa 252 vasten. Kiila 252 ulottuu sydänvai-:t:[: pan 204 ja sydänlevyn 210 reunuksen 256 väliin ja pidättää vaakasuorasi! sy- v dänlevyn 210. Sydänvaipan 204 poistamiseksi ja koska käytössä on useita · · · 25 kiiloja 252, jotka tukeutuvat sydänvaipan 204 sisäpintaa vasten, nämä kiilat 252 on poistettava. Kiilat 252 voidaan poistaa ja asentaa kauko-ohjauksen • * .V, avulla irrottamalla mutteri 262 ja nostamalla kiila 252 pois nastasta 254.

• · · 1,1' Suunnilleen neljä nasta/mutteri/pidinyhdistelmää 264 kiinnittää lai pan 208 alavaippaan 206. Kierteitetty nasta 266 ulottuu erityisesti linjattujen 30 aukkojen 268 ja 270 kautta laipassa 208 ja alavaipassa 206. Mutterit 272 ja *“♦’ pitimet 274 kiristetään alavaippalaippaa 218 ja vastaavasti sydänlevylaippaa 208 vasten. Yhdistelmät 264 säilyttävät sydänlevylaipan 208 asennon ja Iin- • jauksen. Yhdistelmiä 264 ei tarvitse poistaa sydänvaipan 204 irrottamiseksi.

··· .···. Kuvio 5 esittää poikkileikkauskuvantoa sydänvaippakiinnityksestä 35 300, jota käytetään vaipan 200 yhteydessä. Kuten kuviosta 5 näkyy, kiertei- '· *: tetty nasta 302 ulottuu linjattujen aukkojen 304 ja 306 kautta laipassa 208 ja

• * J

• · · · ♦ · 117774 s sydänlevyn 210 reunuksessa. Mutterit 308 ja pitimet 310 on kiinnitetty kierteillä nastaan 302 ja ne on kiristetty laippaa 308 ja sydänlevyä 210 vasten. Sydänlevyn 210 asetus ja linjaus säilytetään sydänvaipan 204 poistamisen aikana yhdistelmien 300 avulla, jotka kiinnittävät pulteilla sydänlevyn 210 laippaan 5 208.

Kierteitetty nasta 312 ulottuu linjattujen aukkojen 222 kautta sydänvaipan laipassa 216, sydänlevyn laipassa 208 ja alavaippalaipassa 218. Mutterit 314 ja pitimet 316 on kiinnitetty kierteillä nastaan 312 ja kiristetty vastaavia laippoja 216 ja 218 vasten. Nastat 312, mutterit 314 ja pitimet 316 liittä-10 vät sydänvaipan 204 alavaippaan 316 ja kiristyslaippaan 208. Kun nastat 312, mutterit 312 ja pitimet 316 poistetaan, sydänvaippa 204 voidaan nostaa pois alavaipasta 206.

Monet vaihtoehdot ja muunnelmat edellä selostettuun sydänvaip-paan ovat mahdollisia. Laippa 208 voisi esimerkiksi olla samaa kappaletta ala-15 vaipan 206 kanssa erillisen kappaleen sijasta, kuten piirustuksissa on kuvattu. Laipan 208 valmistaminen erillisenä kappaleena vähentää taonnan määrää, joka vaaditaan alavaippaa 206 varten.

Edellä selostettu vaippa sallii vaipan osien, jotka ovat korkeammalla virtausalueella, so. sydänvaipan, poistamisen vaikuttamatta sydänlevyyn ja 20 alavaippaan. Siten ylävaippa voidaan vaihtaa alavaipasta riippumatta. Lisäksi ylävaippa voidaan vaihtaa sydänlevystä riippumatta, mikä poistaa tarpeen sydänlevyn uudelleen linjaamiseksi. Lisäksi sydänlevy voidaan vaihtaa ylävai-: pasta riippumatta. Kaksiosaista vaippaa uskotaan olevan helpompi käsitellä, ··· rakentaa ja vaihtaa kuin tunnettua yksiosaista vaippaa, ja vaihtoajan ja -mate- • · · · 25 naalin uskotaan vähenevän verrattuina tällaisiin yksiosaisiin vaippoihin.

* ·

Esillä olevan keksinnön erilaisten suoritusmuotojen edellä olevan * · ,.#.t selostuksen perusteella on ilmeistä, että keksinnön kohteet on saavutettu.

Vaikka keksintöä on selostettu yksityiskohtaisesti, niin on selvää, että näin on • * · tehty vain esimerkin vuoksi ja keksintöä rajoittamatta. Siten keksinnön henkeä 30 ja suojapiiriä rajoittavat vain oheiset patenttivaatimukset.

• · · • · · • 44 • · 4 4 · • 4 *•4 * l 4 4 * 4 4·' ***..' 4 4 4 • · • 4 4 4# • • 4 4 4 4' ••4' • 4 4 4 4 * · · • 4

Claims (10)

1. Vaippa (200) ydinreaktoria (100) varten, tunnettu siitä, että vaippa (200) käsittää: sydänvaipan (204), jonka yhdessä päässä on laippa (216), useiden 5 aukkojen (220) ollessa muodostettuina tähän sydänvaippalaippaan (216); alavaipan (206), jonka yhdessä päässä on laippa (218), useiden aukkojen (220) ollessa muodostettuna mainittuun alavaippalaippaan (218); useita kierteillä varustettuja nastoja (266), jotka kulkevat sydänvaip-palaipassa (216) ja alavaippalaipassa (218) olevien linjattujen aukkojen (220) 10 kautta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vaippa (200), tunnettu siitä, että se käsittää sydänvaippalaipan (216) ja mainitun alavaippalaipan (218) väliin asetetun sydänlevylaipan (208) sydänlevylaipan (208) sisältäessä useita aukoja (220).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen vaippa (200), t u n n ett u sii tä, että mainittu sydänlevylaippa (208) on kiinnitetty alavaippaan (206) nastojen (266) välityksellä, jotka kulkevat sydänlevylaipassa (208) ja alavaippalaipassa (218) olevien linjattujen aukkojen (268 ja 270) kautta.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen vaippa (200), tunnettu sii- * 20 tä, että sydänlevy (210) on liitetty sydänlevylaippaan (208) nastojen (302) välityksellä, jotka kulkevat sydänlevylaipassa (208) ja sydänlevyssä (210) olevien linjattujen aukkojen (304 ja 306) kautta.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen vaippa (200), tunnettu sii- ··· tä, että sydänlevyn (210) vaakasuora liike pidätetään useiden kiilojen (252) • · * * 25 avulla, jotka on asetettu sydänlevyn (210) ja vaipan (200) väliin.

6. Vaipan keskellä oleva liitos (202) ydinreaktorin (100) vaippaa ..... (200) varten vaipan (200) sisältäessä sydänvaipan (2049 ja alavaipan (206), , M t u n n e 11 u siitä, että mainittu keskivaippaliitos (202) käsittää: * · · sydänvaippalaipan (216) sydänvaipan (204) yhdessä päässä usei-30 den aukkojen (220) ollessa muodostettuina tähän sydänvaippalaippaan (216); alavaippalaipan (218) alavaipan (206) yhdessä päässä useiden ··· aukkojen (220) ollessa muodostettuina mainittuun alavaippalaippaan (218); ja . useiden kierteillä varustettujen nastojen (266) ulottuessa sydän- vaippalalpassa (216) ja alavaippalaipassa (218) olevien linjattujen aukkojen *"** 35 (220) kautta. * · • · · « · * · • · φ • · · • · 117774 7

6 117774

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen keskivaippaliitos (202), tunnettu siitä, että se sisältää lisäksi sydänvaippalaipan (216) ja alavaippalai-pan (218) väliin asetetun sydänlevylaipan (208), jossa on useita aukkoja (220).

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen keskivaippaliitos (202), tun-5 n e tt u siitä, että sydänlevylaippa (208) on kiinnitetty alavaippalaippaan (218) nastojen (266) välityksellä, jotka ulottuvat sydänlevylaipassa (208) ja alavaip-palevyssä (218) olevien linjattujen aukkojen (268 ja 270) kautta.

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen keskivaippaliitos (202), tunnettu siitä, että sydänlevy (210) on kiinnitetty sydänlevylaippaan (208) 10 nastojen (302) välityksellä, jotka ulottuvat sydänlevylaipassa (208) ja sy-dänlevyssä (210) olevien linjattujen aukkojen (304 ja 306) kautta.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen keskivaippaliitos (202), t u n -n e tt u siitä, että se käsittää lisäksi useita kiiloja (252), jotka on asetettu sy-dänlevyn (210) ja vaipan (200) väliin. ··· ··· * • · « ♦ · · · 1 ♦ ··' ·#·.·· • « » • ♦ • · • · • · ♦ • · · • · ♦ · · • * * * » · • · · • ♦ · ··· • t · • · • · * · · ·'.·.· ··· • * * • * * • * · • · • φ • · * * • · • · · • · · • * « · · · * • · 8 117774