SE459289B - Propp avsedd foer att foerhindra stroemning genom en oeppning i en haerdmantel i en tryckvattenkaernreaktor - Google Patents

Description

459 289 2 avsedd för att förhindra strömning genom en öppning (42) i en härdmantel (28) i en tryckvattenkärnreaktor och innefattande en kropp, som .har ett cylind- riskt parti (60) och en fläns (58) samteen avsmalnaiide främre öppen ända (62), känneteoknad av att denna kropp omger en kavitet (56), som sträcker sig från den öppna ändan till fläneen (58) och som har mindre diameter nära den öppna ändan än närmare flänsen, att det cyllndriska partiet (60) är försedd med en mångfald längsgående slitsar (64) som sträcker sig fran den öppna ändan (62) mot flänsen (58), att ett med en genomgående urborrning (92) försett slutstycke (90) är fäst vid flänsen (58) och att en kolv (54) är förskjutbart anordnad i och omgiven av proppkroppen samt försedd med en förlängning (711) som är förskjutbar i den nämnda urborrningen (92), varvid denna förlängning (74%) är försedd med en genomgående kanal för tillförsel av fluid till ett utrymme mellan kolven (54) och proppens alutstycke (90) för förskjut- ning av kolven (54) mot proppkroppens öppna ände när fluid tillförs utrymmet, sa att därigenom proppkroppens cylindriska parti (60) utvidgas till kontakt med innerytan av öppningen (42), samt att slutstycket (90) är försett med medel (94) för utsläppning av fluid för att förhindra överdriven utvidgning av proppen.

Uppfinningen beskrivs närmare i det följande i anslutning till de bifogade ritningarna, som visar ett utföringsexempel pà den och illustrerar dess tillämpning, varvid: fig. 1 är en vertikal tvärsektion genom en del av en tryckvattenkärnreaktor utförd för nedàtströmmande kylmedel i närheten av härden, fig. 2 en motsvarande tvärsektion med uppàtströmmande kylmedel i närheten av härden, fig. 3 proppen sedd fràn främre ändan, fig. li en sektion genom proppen utmed linjen IV-IV i fig. 3 före utvidgning av Pwvpen, I fig. 5 proppen i utvidgat tillstànd och fig 6 en isometrisk avbildning av proppen, delvis i snitt.

F ig. l återger ett parti av en typisk tryckvattenkärnreaktor innefattande ett reaktorkärl 20 med ett inlopp 22 för reaktorkylmedel, som kan vara vatten med ett tryck pa omkring 16 MPa. Reaktorkârlet 20 har en hërdbärplatta 24, ovanför vilken det ligger en undre härdplat 26. Inom reaktorkärlet- 20 förefinns en väsentligen cylindrisk hârdmantel 28 som är fäst vid bär-plattan 24 och den undre härdplattan 26 och som tillsammans med reektorkärlet 20 bildar en ringformad kanal som utgör ett nersläpp för kylvattnet. Vid härdmanteln 28 är också en övre härdplät 32 fäst, som tillsammans med den undre härdplaten 26 omger reaktorhärden 314. Reaktor- 459 289 3 härden 34 kan innehålla (inte visade) bränslepatroner av välkänt slag.

Mellan :sakrament zu och naramsncein záfkan en varnmkaiq se vara anordnad i nersläppet 3ii för termisk skärmning av reaktorkärleltfi2fl från av här-den 36 alstrat värme.

Ett antal väsentligen vertikalt anordnade skârmplatar 38 av metall är anordnade mellan hârden 34 och härdmanteln 28 som begränsning vid yttre sidan av härden 34. Ett antal stödplatar 40 är horisontellt fästa vid härdmanteln 28 och skärmplatarna 38, som de bär. Skärmplâtarna 38 kan i allmänhet vara hopskruvade vid sina vertikala kanter, men är normalt inte svetsade eller pa annat sätt tâtade mot varandra. Härdmanteln 28 kan ocksa ha ett antal horisontella genomströrnningsöppningar 112, exempelvis 16 stycken som är placerade med ungefär lika avstand kring härdmantelns 28 omkrets. Genomströmningsöppningarna 42 är belägna under den övre Wrdpla- ten 32 för att släppa in reaktorkylmedel fran nersläppet 30 till utrymmet mellan härdmanteln 28 och skärmplatarna 38 för kylning av dessa.

I en typisk tryckvattenkärnreaktor strömmar reaktorkylmedlet in i reaktorkärlet 20 genom inioppet 22 och strömmar nedat genom nersläppet och upp genom inte visade hal i bârplattan 24 och den undre härdplaten 26.

Kylmedlet fortsätter uppat genom härden 34 där det tar emot värme fran härden. Kylmedlet leds därefter ut ur reaktorkärlet till resten av anlägg- ningens angsystem.

Som framgår av fig. 1 strömmar sålunda en liten del av reaktorkylmedlet i nersläppet 30 genom öppningarna-lü till utrymmet mellan härdmanteln 28 och skärrnplatarna 38. Denna shuntström gar därefter nedat mellan inte visade häl i stödplåtarna 40 och runt underkanten av skârrnplatar- na 38 nära den undre härdplaten 26, där ahuntströmmen atergar till huvud- delen av kylmedelströmmen. Ändamålet med shuntströmmen är att den skall kyla härdmanteln 28 och skärmplatarna 38. Eftersom emellertid trycket hos kylmedlet i shuntströmmen år avsevärt mycket högre än hos kylmedlet i härdomradet och eftersom det finns sma öppningar mellan skärrnplatarna 38, kan det uppkomma kylmedelsströmmar med hög hastighet mellan skärm- platarna 38 i riktning mot härden 34. Dessa kylmedelstralar med hög hastighet kan medföra skada pa de nära skärmplatarna 38 belägna bränsle- patronerna, vilket kan nödvändiggöra att dessa kylmedelstralar elimineras.

F ig. 2 illustrerar ett sätt att förhindra uppkomsten sådana kyl- rnedelstralar med hög hastighet innebärande att man fyller genornströrnnings- öppningarna 42 med proppar S0 och tar upp hal för kylmedelsgenomströmning i den övre stödplaten 4D. Därmed förhindras kylmedelströmning genom .v 459 289 4 öppningarna '42 -och möjliggöra att allt kylmedel som kommer in kommer att strömma nedat genom nersläppet 30 och upp genom bärplattan 24 och den undre härdplaten 26. Eftersom- ävpningarna 42 har proppats igen och öpp- ningar upptagits i den övre stödplaten 40 kommer da en liten del av kylmedlet som shuntström att strömma uppåt mellan härdmanteln 28 och skârmplatarna 38 och kyla dessa. När kylmedlet strömmar pa detta sätt kommer trycket i den uppatgaende shuntströmmen att vara ungefär detsamma som trycket hos kylmedlet i härden, varför inga atralar med hög hastighet uppkommer. Genom att proppa igen öppningarna 42 och göra hal iden övre stödplaten 40 kan man salunda reversera shuntströmmen fran nedatströmning till uppatströmning och därmed eliminera stralproblemet, samtidigt som erforderlig kylning av hârdmanteln 28 och skärmplatarna 38 bibehalles.

För att man skall kunna genomföra denna vändning av shuntström- men maste propparna 50 vara sa utförda att de passar ihop med reaktorns inre uppbyggnad och kunna motsta en fortvarig tryckskillnad av 500 kPa och en transient tryckskillnad av omkring 6 MPa. Dessutom maste det vara möjligt att pa avstand installera proppen S0 mellan vârmeskölden 36 och hârdmanteln 28 som ligger pa ett avstand fran varandra pa mindre än 5 cm, varvid dessutom installationen maste ske pa ett vattendjup av omkring 6 m i en starkt radioaktiv omgivning.

Som framgår av figurerna 3 till 6 innefattar proppen 50 en kropp 52 som i en kavitet 56 innehåller en förskjutbar kolv 54. Kroppen 52, som kan tillverkas av typ 304 rostfritt stal, kan behöva vara omkring 10 cm i diameter vid en längd av omkring 4 cm. Den kan ha en fläns 58 och ett väsentligen cylindriskt parti 60. Flänsen S8 har lämpligen en ytterdiameter som är större än diametern pa öppningen 42, sa att flânsen 58 kan ligga an mot mantelns utsida vid öppningen som visat i fig. 4. Flänsen S8 har ocksa en innerdiameter som är minst sa stor som diametern hos kaviteten 56. Proppens väsentligen cylindriska del 60 har lämpligen en främre avfasad kant 62 för att underlätta införandet av proppen i öppningen 42. Den del av kaviteten 56 som begränsas av innerytan pa det cylindriska partiet 60 är avsmalnande, sa att den har en nagot mindre innerdiameter närmast främre kanten pa det cylindriska partiet 60. Partiet 60 har vidare ett antal slitsar 64, som sträcker sig fran främre kanten av det cylindriska partiet 60 och fran dess yttre till dess inre diameter. Slítsarna 64 bibringar det cylindriska partiet 60 tillräcklig böjlighet och fjädring för att möjliggöra utpressning av partiet 60 under inverkan av kolven 54. Vidare har det cylindriska partiet nära främre kanten en läpp 66 sorn begränsar kolvens 54 rörelse inom kroppen' 52 och förhindrar 459 289 överdriven utvidgning av det cylindriska partiet 60. Dessutom har partiet ett första spar 68 som sträcker sig kring hela dess omkrets och är beläget nära främre ändan av det cylindriska partiet, men inte inom den dei därav som är uppslitsad. Detta första spar 68 ger det cylindriska partiet 60 ökad böjlighet och förbättrar âtningen mellan partiet och innerytan i öppningen 42 när det cylindriska partiet spänna ut. Upphöjda ribbor 69 pa ömse sidor om detta första spar 68 är anordnade för att bli pressade mot öppningens 42 inneryta och förbättra tätningen mellan proppen och innerytan. Vidare har det cylindriska partiet 60 ett antal andra spar 70, som sträcker sig kring denna del och som är belägna inom det omrade som âr försett med slitsarna 64. l vart och ett av dessa andra spar 70 förefinns en metallring 72, som kan besta av aldringshärdat rostfritt stal, och dessa ringar är sa anordnade att de kommer i kontakt med innerytan av öppningen 42 när det cylindriska partiet 60 utvidgas, varvid ringarna 72 ingriper i öppningens inneryta sa att proppen 50 halls pa plats.

Kolven 54 kan, som ocksa framgar av fig. 3 till 6, bilda en väsentligen cylindrisk kropp. Denna är företrädesvis utförd av rostfritt stal och är anordnad förskjutbar i det cylindriska partiet 60 av proppkroppen 52.

Kolven 54 har till uppgift att pressa ut det cylindriska partiet 60 till kontakt med öppningens 42 inneryta när kolven 54 förskjuts mot främre änden av det cylindriska partiet 60.

Kolven S4 kan ha en cylindrisk förlängning 74 som är anordnad ungefär mitt i dess bakre yta och sträcker sig ut fran denna. F örlängningen 74 innehåller som visad en kanal 76 som sträcker sig ut genom förlängningen 74 vid dennas yttre ände. Förlängningen 74 kan dessutom ha ett antal inloppsks- naler 78, vilka star i förbindelse med kanalen 76 och leder till utsidan av förlängningen 74 nära kolvens 54 huvuddel. Kanalen 76 och inioppen 78 utgör en anordning med vilken en fluid, exempelvis vatten, kan inrnatas i proppen sa att den utvidgas. Kolven S4 kan ocksa ha en urtagning 80 kring förlängningen 74 i sin bakre yta, sa att det bildas ett rum som kan tillföras tryckmedel fran inloppskanalerna 78.

Kolven 54 har ocksa nära sin bakre yta ett första spar 82, som sträcker sig kring kolvens hela omkrets och som innehaller en lasring 84.

Denna lasring kan vara en Spiroloxlasring eller liknande. Det cylindriska partiet 60 har ocksa pa sin insida ett andra spar 86, som sträcker sig kring hela inre Omkretsen, i vilken lasringen 84 kan snäppa in när kolven 54 förs framat i förhallande till det cylindriska partiet 60.

Vidare har proppen 50 ett slutstycke 90 som sitter i den del av 459 289 6 kaviteten S6 som omges av flänsens S8 innerdiameter. Slutstycket 90 kan vara inskruvat eller insvetsat i flänsen 58. Den har i det visade utförandet en cylindrisk urborrning 92, i vilken förlängningen 74 är förskjutbar. Denna ' urborrning 92 i slutstycket 90 har dessutom ett antal utlopp 94 till slut- styckets utsida för att förhindra överexpandering av proppen 50 genom att fluiden släpps ut ur Lirbormingen 92.

När kolven 54 som- visat i fig. 4 ännu inte är utskjuten kan tryckmedel, exempelvis vatten, tillföras genom urborrningen 92, kanalen 76 och inloppen 78 till omradet mellan kolven 54 och slutstycket 90, sa att kolven 54 förskjuts i förhållande till det cylindriska partiet 60 till det läge som visas i fig. S. Kolven har da förts fram sa langt att lasringen 84 kommit fram till det nämnda andra spåret 86 och fjädrat ut i detta sa att ytterligare rörelse hos kolven i förhållande till det cylindriska partiet 60 förhindras. l detta läge har förlängningen 74 rört sig i förhållande till slutstycket 90 sa att utloppet 94 har kommit i förbindelse med urborrningen 92 och kanalen 76, varigenom utloppen 94 förhindrar att proppen 50 kan utsättas för ytterligare utvidgning eller för högt tryck genom att tryckvätskan släpps ut pa utsidan av proppen. Lasringen 84 och utloppen 94 medför sålunda att proppen 50 skyddas mot överexpansion och övertryck i övrigt, samtidigt som den halls last i det i fig. 5 visade läget.

ARBETSSÄTT När man vill omändra en tryckvattenkärnreaktor fran nedströms- kylning av härdväggarna som visat i fig. 1 till uppströmskylning som visat i fig. 2 stängs reaktorn av och reaktorkärldomen avlägsnas sa att man far tillgång till kärnmanteln 28. Proppar 50 sätts in i öppningar 42 pa avstånd med lämpliga monteringsverktyg sa att proppens cylindriska parti 60 kommer att ligga i öppningen. För att öppningen skall nas kan det vara nödvändigt att monteringsverktyget ståcker sig mer än 6 m ner under vattenytan i starkt radioaktiv omgivning.

När en propp 50 väl har förts in i rätt läge i en öppning tillförs tryckmedel fran en ledning i verktyget till kanalen 76 vid ett tryck av någonstans mellan omkring 20 och 40 MPa, varvid kolven S4 förskjuts från det i fig. 4 till det i fig. 5 visade läget. Därvid utvidgas proppens cylindriska parti 60 till kontakt med öppningens 42 inneryta. Samtidigt trycks ringarna 72 och kammarna 69 hart mot öppningens inneryta, sa att öppningen blir tätt igenproppad. Lasringan 04 faller in i sparat 86 och laser kolven S4 i utskjutet läge, samtidigt som utloppen 94 förhindrar att proppen S0 utsätts för alltför högt tryck. 459 289 7 Med härdmantelproppar enligt uppfinningen kan sålunda en effek- tiv och säker igenproppning av genomströmningshal i härdmantlar åstadkom- mas.

Claims (9)

459 289 8 PÅTENTKRAV Propp avsedd för att förhindra strömning genom en öppning (42) i en hârdmantel (28) i en tryckvattenkärnreaktor och innefattande en kropp, som har ett cylindriskt parti (60) och en fläns (S8) samt en avsmalnande främre öppen ända (62), k ä n n e t e c k n a d av att denna kropp omger en kavitet (S6), som sträcker sig fran den öppna ändan till flänsen (58) och som har mindre diameter nära den öppna ändan än närmare flänsen, att det cylindriska partiet (60) är försedd med en mångfald längsgående slitsar (64) som sträcker sig frän den öppna ändan (62) mot flânsen (58), att ett med en genomgående urborrning (92) försett siutstycke (90) är fäst vid flänsen (S8) och att en kolv (54) är förskjutbart anordnad i och omgiven av proppkroppen samt försedd med en förlängning (74) som är förskjutbar i den nämnda urborrningen (92), varvid denna förlängning (74) är försedd med en genom- gaende kanal för tillförsel av fluid till ett utrymme mellan kolven (54) och proppens slutstycke (90) för förskjutning av kolven (54) mot proppkroppens

1. l. öppna ände när fluid tillförs utrymmet, sa att därigenom proppkroppens cylindriska parti (60) utvidgas till kontakt med innerytan av öppningen (42), samt att slutstycket (90) med medel (94) för utsläppning av fluid för att förhindra överdriven utvidgning av proppen.

2. Propp enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den ytterligare innefattar spârrorgan (82,84,86) för läsning av kolven (S4) i det utskjutna läget.

3. Propp enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att de nämnda medlen för utsläppning av tryckfluid innefattar öppningar (94) i slutstycket (90), vilka leder fran urborrningen (92) till slutstyckets (90) utsida för utsläppning av tryckfluidan frân urborrningen när spärrorganen (82,84,86) är i låsläge.

4. Propp enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att de nämnda öppningarna (94) står i förbindelse med urborrningen (9Z)'och den nämnda kanalen (76) när spärrorganen (82-86) är i läslâge.

5. Propp enligt krav 2, 3 eller 4, k ä n n e t e c k n a d av att de nämnda spärrorganen (82-86) innefattar ett första spår (82) som är anordnat i kolven (S4) och sträcker sig kring dennas yttre omkrets, ett andra spar (86) som är anordnat i proppens cylindriska parti (60) och sträcker sig kring dettas inre omkrets och en lasring (84) som är anordnad i det första spåret (82) och är sa utförd att den kan ingripa i det andra sparat (86) när kolven (S4) förs ut mot proppens öppna ände. 459 289 9

6. Propp enligt krav S, k ä n n e t e c k n a d av att dess cylindriska parti (60) har en läpp (66) vid sin inre, öppna ände för kvarhallning av kolven (S4) i proppkroppen.

7. Propp enligt krav 5 eller 6, k ä n n e t e c k n a d av att dess cylindriska parti (60) har ett flertal spar (68,70) kring sin omkrets för att åstadkomma en fasthàllning mellan det eylindriska partiet (60) och öpp- ningens (42) inre yta när det cylindriska partiet (60) utvidgas.

8. Propp enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d av att de nämnda spåren (68,70) innefattar ett första spar (68) som är beläget nära den främre delen av det cylindriska partiet (60) men inte inom omradet för de nämnda slitsarna (64) i detta, och en mångfald andra spår (78), som är belägna i den del av det cylindriska partiet inom vilket slitsarna är anordnade.

9. Propp enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a d av att metallringar (72) är anordnade inom de nämnda andra spåren (70).