FI118497B - Kiinteä taottu vaippalaippa kiehutusreaktoria varten - Google Patents

Description

118497

Kiinteä taottu vaippalaippa kiehutusreaktoria varten

Keksinnön ala Tämän keksinnön kohteena ovat yleensä kiehutusreaktorit ja yksityiskohtaisemmin tarkastellen patenttivaatimusten 1 ja 4 johdantojen mukaiset 5 taotut ylemmät vaippaosat tällaisen reaktorin vaippaa varten.

Keksinnön tausta

Kiehutusreaktorin (BWR) reaktoripaineastia (RPV) on yleensä muodoltaan lieriömäinen ja suljettu molemmista päistään, esim. alapäästä ja irrotettavasta yläpäästä. Yläohjain, jota joskus kutsutaan ristikoksi, on yleensä 10 asetettu sydänlevyn yläpuolelle RPV:n sisälle. Sydänvaippa tai vaippa ympäröi tavallisesti sydänlevyä ja sitä tukee vaipan tukirakenne. Vaipalla on erityisesti yleensä lieriömäinen muoto ja se ympäröi sekä sydänlevyä että yläohjainta. Yläohjain sisältää useita aukkoja, ja polttoaineniput on asetettu näiden aukkojen läpi ja niitä tukee sydänlevy.

15 Vaippa on suuren kokonsa johdosta muodostettu hitsaamalla yh teen useita ruostumattomasta teräksestä tehtyjä lieriömäisiä osia. Erityisesti vierekkäisten vaippaosien vastaavat päät on liitetty yhteen kehähitsin avulla. Tyypillisenä järjestelynä ylempää vaippaosaa varten on hitsattu yhdistelmä, joka sisältää yläohjausristikon, vaippalaipan ja lieriöosan. Ristikko käsittää ie-·:*·: 20 vyverkon, joka sijaitsee ylemmän vaippaosan alapäässä ja on tavallisesti val- • mistettu hitsaamalla levyt lieriömäiseen reunukseen. Ristikko muodostaa vaa-*·· · kasuoran tuen polttoaineyhdistelmiä varten.

Ylemmän vaippaosan lieriö on valmistettu hitsatuista muotolevyistä.

• · 'V> Lieriö muodostaa esteen ylöspäin erottimen kautta suuntautuvan virtauksen • · · .*.* 25 erottamiseksi alaspäin suuntautuvasta virtauksesta vaipan ja reaktoripaineas- • ♦ · tian välisessä renkaassa, saa aikaan rakenteellisen tuen ristikon ja vaippalaipan väliin ja luo tietyn tilan tai tilavuuden polttoaineen yläosan ja vaipan pään : ’·· alaosan välille.

·♦·

Vaippalaippa käsittää pyöreän laipan, joka sijaitsee ylemmän vaip- 30 palaipan päällä. Laippa valmistetaan yleensä useista levyosista, jotka liitetään .···. hitsaamalla yhteen. Laippa saa aikaan pintarakenteen, johon vaippapää voi- • · *** daan kiinnittää pulttien avulla, muodostaa rakenteellisen tuen vaippapäätä var- ten ja tiivistepinnan vaipan ja vaippapään välille vaipasta poistuvan höyrymää- • · rän rajoittamiseksi.

118497 2

Viimeisimpien tunnettujen rakenteiden yhteydessä ristikot on valmistettu yhdestä tai kahdesta osasta tehtyjen taosten avulla. Vaippalaippa ja -lieriö valmistetaan kuitenkin jatkuvasti käyttäen hitsattuja levyjä tai taoksia. Taosten käyttö on vähentänyt hitsien määrää, mutta kuitenkin useita hitsejä 5 jää ylempään vaippaosaan.

Vaippahitsit lisäävät kuitenkin vaippamateriaalin alttiutta joutua haitallisen vaikutuksen kohteeksi, joka tunnetaan nimellä raerajajännityskorroo-siomurtuminen (IGSCC). Tällainen murtuminen voi tapahtua vaippahitsien lämmön vaikutukselle alttiilla vyöhykkeellä. Eliminoimalla hitsit ylemmästä 10 vaippaosasta saadaan eliminoitua murtumisen mahdollinen esiintyminen hitseissä.

Keksinnön yhteenveto Nämä ja muut kohteet saavutetaan taotun ylemmän vaippaosan avulla, jolle on tunnusomaista se, mitä on sanottu patenttivaatimusten 1 ja 4 15 tunnusmerkkiosissa. Se voidaan työstää yksiosaisen poikkileikkaukseltaan suorakulmaisen rengastaoksen avulla, joka sisältää pyöreän laipan ja lieriömäisen kuoren. Aukot ja raot on työstetty laippaan vaippapään linjaamiseksi ja tukemiseksi. Ura on työstetty lieriömäisen osan sisäpintaa pitkin ja tätä uraa voidaan käyttää yläristikon (ei näy) tukemiseksi. Lieriömäisen osan päähän on 20 työstetty hitsi kiinnitystä varten vaipan sydänosaan.

"**·* Edellä selostettu ylempi vaippaosa valmistetaan yksiosaisesta taok- sesta ja vähemmän hitsejä vaaditaan tällaisen ylemmän vaippaosan yh- :V: teydessä verrattuna tunnettuun ylempään vaippaosaan. Lisäksi esillä oleva • · ·;··· ylempi vaippaosa saa aikaan saman virtausesteen kuin hitsatut ylemmät osat 25 ja tarjoaa käyttöön laipan, johon vaippapää voidaan kiinnittää pulteilla ja tukea sekä myös uran, johon yläohjausristikko voidaan kiinnittää tarvitsematta hyllyä • · » tai laippaa, jolloin vaippahitsien kokonaismäärä vähenee yksiosaisesta ra- .. kenteesta johtuen. Hitsien määrän vähentäminen minimoi murtumisen, joka • · voi esiintyä vaippahitseissä, ja vähentää myös hitsien määrää, jotka on tar- *··.* 30 kastettava vaipan rakentamisen ja käyttöiän aikana.

··· • « ·

Kuvioluettelo • · • ·

Kuvio 1 esittää kaavamaista osittaista poikkileikkausta kiehutus-reaktorista; • · • · · • »· • » 118497 3

Kuvio 2 esittää perspektiivikuvantoa taotusta ylemmästä vaippa-osasta osan ollessa leikattuna pois esillä olevan keksinnön yhden suoritusmuodon mukaisesti;

Kuvio 3 esittää kuvantoa kuvion 2 linjaa A - A pitkin otettuna taotus-5 ta ylemmästä vaippaosasta.

Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus

Kuvio 1 esittää kaavamaista osittaista poikkileikkausta kiehutusvesireaktorista 100, joka sisältää reaktorlpaineastian (RPV) 102. RPV 102 on yleensä muodoltaan lieriömäinen ja suljettu yhdestä päästään alapään 106 10 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 väliin. Renkaan muotoinen ohjauslevy 118 kulkee RPV:n 102 ympäri vaipan tuki-15 rakenteen 114 ja RPV:n 102 seinän välissä. RPV 102 on tietenkin täytetty vedellä.

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.

«•t ·

Yläohjain 108 käsittää ristikkorakenteen sisältäen useita yläohjaus- • · palkkeja 126, jotka rajoittavat yläohjausaukot 128. Sydänlevy 110 sisältää 25 useita syvennyspintoja 130, jotka ovat pääasiassa linjattuja yläohjausaukkojen • * · .*:*·, 128 kanssa polttoainenippujen asetuksen helpottamiseksi yläohjaimen 108 ja * sydänlevyn 110 väliin. Polttoaineniput asetetaan yläohjaimen 108 ja sydänle-vyn 110 väliselle alueelle käyttämällä yläohjausaukkoja 125 ja syvennyspintoja • · 130. Jokainen polttoainenippu on erityisesti asetettu kulkemaan yläohjausau-30 kon 128 kautta ja sitä tuetaan vaakasuorassa suunnassa sydänlevyn 110 ja :*·*: yläohjauspalkkien 126 avulla. Polttoaine tuetaan pystysuorassa suunnassa .***. sydänlevyyn kuviossa näkymättömän rakenteen avulla.

*·*. Kuvio 2 esittää perspektiivikuvantoa taotusta ylemmästä vaippa- * * osasta 200 osan ollessa leikattuna pois esillä olevan keksinnön yhden suori- * · 35 tusmuodon mukaisesti. Ylempi vaippaosa 200 voidaan työstää yksiosaisesta poikkileikkaukseltaan suorakulmaisesta rengastaoksesta ja sisältää pyöreän 118497 4 laipan 202 ja lieriömäisen kuoren 204. Aukot ja raot 206 on työstetty laippaan 202 vaippapään linjaamiseksi ja tukemiseksi. Ura 208 on työstetty lieriömäisen osan 200 sisäpintaa 210 pitkin ja uraa 208 voidaan käyttää tukemaan yläoh-jainristikkoa (ei näy). Sylinteriosan 200 pää 212 on työstetty hitsillä kiinnitystä 5 varten vaipan sydänosaan.

Kuvio 3 esittää taottua ylempää vaippaosaa 200 kuvion 2 esittämää linjaa 3-3 pitkin otettuna. Osan 200 paksuutta säädetään vaipan nimellisen sisäläpimitan ja laipan 202 ulkoläpimitan avulla. Osan 200 korkeutta rajoittaa käytettävissä olevien rengastaosten koko. Korkeutta säätää myös tarve sijoit-10 taa ylemmän vaippaosan 200 kiinnityshitsi alueelle, jossa esiintyvät hyväksyttävät virtaustasot.

Laipan 202 paksuus valitaan riittävän lujuuden saavuttamiseksi vaippapäästä tulevien kuormien kannattamiseksi. Laippa 202 jäykistetään kiinteän kulmatuen 214 avulla, joka on asetettu laipan 202 ja lieriön kuoren tai 15 osan 204 väliin. Vaippalieriön osan 204 paksuus valitaan vaippapäästä tulevien kuormien ja yläohjausristikosta tulevien radiaalisten kuormien kannattamiseksi.

Edellä selostettu ylempi vaippaosa valmistetaan yksiosaisesta taoksesta ja vähemmän hitsejä vaaditaan tällaisen ylemmän vaippaosan yhtey-20 dessä verrattuna tunnettuun ylempään vaippaosaan. Lisäksi esillä oleva ylempi vaippaosa saa aikaan saman virtausesteen kuin hitsatut ylemmät osat ja tarjoaa käyttöön laipan, johon vaippapää voidaan kiinnittää pulteilla ja tukea • · : sekä myös uran, johon yläohjausristikko voidaan kiinnittää tarvitsematta hyllyä v,: tai laippaa, jolloin vaippahitsien kokonaismäärä vähenee yksiosaisesta raken- ·:*·: 25 teestä johtuen. Hitsien määrän vähentäminen minimoi murtumisen, joka voi :Y; esiintyä vaippahitseissä, ja vähentää myös hitsien määrää, jotka on tar- • 9 kastettava vaipan rakentamisen ja käyttöiän aikana.

Esillä olevan keksinnön eri suoritusmuotojen edellä olevasta selos- :·, tuksesta käy selvästi ilmi, että keksinnön mukaiset kohteet on saavutettu.

• ·· 30 Vaikka keksintöä on selostettu ja kuvattu edellä yksityiskohtaisesti, on selvästi *“·* ymmärrettävä, että näin on tehty vain esimerkin vuoksi ja että selostuksilla ei v*: ole rajoittavaa luonnetta. Siten keksinnön henkeä ja suojapiiriä rajoittavat vain oheiset patenttivaatimukset.

• · • · • · · • ·· • ·

Claims (6)

118497

1. Taottu ylempi vaippaosa (200) kiehutusreaktorin (100) vaippaa (112) varten, joka ylempi vaippaosa (200) käsittää lieriömäisen kuoren (204), tunnettu siitä, että taottu ylempi vaippaosa käsittää 5 ympyrän muotoisen laipan (202) kuoren (204) yhdessä päässä tä män laipan (202) ollessa samaa kappaletta kuoren (204) kanssa; ainakin yhden laipassa (202) olevista useista aukoista ja raoista; ja kehämäisen uran (208) koneistettuna lieriömäisen kuoren (204) sisäpinnalle (210) ja ulottumaan oleellisesti kokonaan sen ympäri.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen taottu ylempi vaippaosa (200), tunnettu siitä, että lieriömäisen kuoren (204) pää (212) on tarkoitettu hitsattavaksi vaipan (112) erääseen toiseen osaan.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen taottu ylempi vaippaosa (200), tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi kulmatuen (214), joka kulkee laipan 15 (202) ja lieriömäisen kuoren (204) välissä.

4. Kiehutusreaktorin (100) vaippaa (112) varten tarkoitettu taottu ylempi vaippaosa (200), joka reaktori käsittää ainakin yhden lieriömäisen osan, ja joka vaippaosa (200) käsittää ainakin yhden lieriömäisen osan lieriömäisen kuoren (204) ja ympyrän muotoisen laipan (202) kuoren (204) yhdessä pääs- 20 sä, tunnettu siitä,että laippa (202) on samaa kappaletta kuoren (204) kanssa ylemmän ·...· vaippaosan (200) ollessa hitsattuna lieriömäiseen osaan, : .·. vaippaosa (200) käsittää lisäksi ainakin yhden useista aukoista ja '*.’ Y raoista (206) laipassa (202), ja ’·*·* 25 kehämäisen uran (298) koneistettuna lieriömäisen kuoren (204) si- : säpinnalle ja ulottumaan oleellisesti kokonaan sen ympäri. • · \v 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen vaippa (112), t u n n e 11 u siitä, :T: että se käsittää lisäksi kulmatuen (214), joka kulkee laipan (202) ja lie riömäisen kuoren (204) välissä.

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen vaippa (112), t u n n e 11 u siitä, * ·· ‘... että mainitun lieriömäisen kuoren (204) paksuus valitaan siten, että se kannat- taa vaippapäästä tulevia kuormia ja yläohjausristikosta tulevia radiaalisia kuormia. *·· • · • · ··· ' · • « • · • · « • ·· • · 1 1 8497