SE459290B - Plugg foer att foerhindra stroemning genom en oeppning i en tryckvattenreaktors haerdhoelje - Google Patents

Description

459 290 att expandera i ingrepp med innerytan av öppningen, varvid den cylíndriska delen har en läpp intill den öppna änden för att kvarhalla glidstycket i kroppen, varvid den cylindriska delen har ett flertal spar utmed sin omkrets för bildning av en tätning mellan den cylindriska delen och öppningens inneryta när den cylindriska delen är expanderad, och varvid ett första spar, anordnat intill den främsta delen av den cylindriska delen intill den delen av den cylindriska delen, som har slitsar, och av ett flertal andra spar, anordnade i den delen av den cylindriska delen, vilken är försedd med slitsarna, dem anordnade metallringar, stift, vilka andra spar uppvisar i samt varvid glidstycket innefatttar ett första som âr anordnat i i huvudsak dess centrum och som sträcker sig mot ândpluggen, vilken ändplugg uppvisar en kanal, in i vilken det första stiftet sträcker sig för att upprâtthalla inställningen av glidstycket, och att en lasmekanism är anordnad i kanalen av ändpluggen för att förhindra oavsiktlig frigörelse av glidstycket. i i 459 290 Uppfinningen förstas lättare av den följande beskrivningen ev en föredragen utföringsform, som är visad enbart ett exempel pà den bifogade ritningen, pa vilken: F ig. l visar ett tvärsnitt i vertikalprojektion av en tryckvatten- reaktor med nedatriktad strömning; Fig. 2 visar ett tvärsnitt i vertikalprojektion av en tryckvatten- reaktor med uppriktad strömming; Fig. 3 visar en sidovy av pluggen; Fig. 4 visar en vy utefter linjen IV-IV i flg. 3; Fíg. 5 visar en vy utefter linjen V-V i fig. 3; och Fig. 6 visar en isometrisk vy av pluggen; och Fig. 7 visar en vy i vertikalprojektion av pluggen och lnstallerings- verktyget.

En betydande tryckskillnad kan ligga över baffelplatarna i en kärnreaktorhärd, vilket kan leda till att sma flöden av reaktorkylmedel med hög hastighet kan bildas i gapet mellan baffelplatarna, vilket kan leda till skada pa reaktorbränslet i härden. Föreliggande uppfinning avser en anordning för att ändra flödesriktningen av reaktorkylmedel, så att tryckskillnaden över baffél~ plâtarna minskar och därmed flödet av reaktorkylmedel med hög hastighet genom gapen mellan baffelplatarna minimeras eller elimineras.

En typisk tryckvattenreaktor, som är visad i fig. 1, innefattar ett reaktorkärl 20 med ett inlopp 22, genom vilket reaktorkylmedlet, som kan vara vatten under tryck av upp till 160 kp/cmz, kommer in i reaktorkärlet 20.

Reaktorkârlet 20 har en stödplatta 24 för härden och en undre härdplatta 26 över stödplattan. Ett i huvudsak cylindriskt hölje 28 för härden är anordnat i reaktorkärlet 20 och är fastsatt i stödplattan 24 och den nedre härdplattan 26.

Därvid bildas en ringformad kanal mellan härdhöljet 28 och reaktorkärlet 20, vilken kanal är allmänt betecknad som fallrör 30. En övre hårdplatta 32 är fastsatt i härdhöljet 28 över den nedre ihârdplattan 26, varvid omrâde mellan den nedre härdplattan 26 och den övre härdplattan 32 definierar reaktorhärden 34. Reaktorhärden 34 kan innefatta kärnbrânslepatroner (inte visade), vars utseende och konstruktion är välkänd. _ En värmesköld 36 kan vara anordnad mellan reaktorkärlet 20 och härdhöljet 28 i fallröret 30 för att termiskt skydda reaktorkärlet 20 fran det av härden 34 alstrade värmet. 459 290 ' 4 I fig. 1 är även visat ett antal i huvudsak vertikalt anordnade baffelplatar 38 av metall, vilka âr placerade mellan härden 34 och höljet 28 för avgränsning av hârdens 34 yttre kant. Ett antal organ 40 är horisontellt fastsatta i höljet 28 och i baffelplàtarna 38 för att uppbära baffelplàtarna 38.

Baffelplatarna 38 kan vara förbundna med varandra med bultar utmed sina vertikala sidor men är vanligen inte íhopsvetsade eller pa annat sätt hermetiskt förbundna med varandra. Höljet 28 kan även innefatta flera horisontella strömningsöppningar 42, som till antalet kan vara ca 16 och vara anordnade pa approximativt lika avstand fran varandra utmed höljets 28 omkrets. öppningar- na 42 gar genom höljet 28 och är anordnade under den övre hârdplattan 32 för att lata reaktorkylmedlet strömma frân fallröret 30 genom öppningarna 42 och mellan höljet 28 och baffelplatarna 38 för kylning av höljet 28 och baffelplàtar- na 38.

I en typisk tryckvattenreaktor kommer reaktor-kylmedlet in i reaktorkärlet 20 genom ett inlopp 22 och strömmar nedåt genom fallröret 30 och upp genom häl (ej visade) i stödplattan 24 och den nedre härdplattan 26.

Reaktorkylmedlet fortsätter uppåt genom härden 34, där värme överförs fràn härden 34 till kylmedlet. Reaktorkylmedlet ledes sedan ut ur reaktorkärlet 20 till resten av àngsystemet.

Sasom framgår av fig. 1 strömmar en liten mängd reaktorkyl- medel i fallröret 30 genom öppningar 42 och in i rummet mellan härden 28 och baffelplàtarna 38. Denna sidoström fortsätter sedan nedåt genom hål (ej visade) i organen 40 och runt botten av baffelplatarna 38 intill den nedre kârnplattan 26, där sidoströmmen atergar till huvudflödet för kylmedel. Ändamålet för sidoströmmen är att kyla höljet 28 och baffelplatarna. Eftersom trycket av sidoströmmen är väsentligt större än det av kylmedlet ' i härdomradet och eftersom baffelplàtarna 38 har sma öppningar mellan sig, kan små strålar av kylmedel med hög hastighet bildas, vilka strömmar mellan baffelplatarna 38 och i riktningen av kärnan 34. Dessa stralar av kylmedel med hög hastighet kan åstadkomma skada pa kärnbränslepatronerna, platarna 38, vilket kan göra det erforderligt, avlägsnas. som befinner sig intill baffel- att dessa strålar av kylmedel Ett sätt att eliminera dessa strålar av kylmedel med hög hastighet 2) är att fylla hälen 42 med en plugg 50 och att framställa ett hal i det översta organet 40. När hälen 42 är tilltäppta av pluggar 50 kan inget kylmedel (se fig. strömma genom öppningarna 42, vilket tvingar allt inkommande kylmedel att strömma nedåt genom fallröret 30 och upp genom härdplattan 24 och den nedre 459 290 hârdplattan 26. Eftersom öppningarna 42 är pluggade, kommer en liten sido- ström att utbildas vilken strömmar uppåt mellan härdhöljet 28 och baffel- platarna 38 för kylning av härdhöljet 28 och baffelplatar 38, sasom är visat i fig. 2. Vid denna flödesutformning är trycket för den uppatriktada sidoström- men i huvudsak lika med trycket för kylmedlet i härden 34, sa att inga stralar med hög hastighet bildas. Genom pluggning av öppningarna 42 och framställning av halen i elementen 40 kan sidoströmmar reverseras fran en nedatriktad ström till en uppatriktad ström, varvid man eliminerar problemet med stralar samti- digt som man erhaller den önskade kylningen av härdhöljet 28 och baffelplatar- na 38.

För att åstadkomma denna reversering av sidoströmmen maste pluggen S0 vara framställd sa, att den är förenlig med reaktorns inre och förmar motsta en stationär tryckskillnad pa 5 kp/cmz och en transient tryckskillnad pa ca 65 kp/cmz. Dessutom maste pluggen 50 kunna installeras genom fjärrmanövrering mellan värmeskölden 36 och hërdhöljet 28, när avstan- det mellan dessa är mindre än 5 cm och där installationen maste ske under ca 6 m vatten i en mycket radioaktiv miljö.

Enligt fig. 3-6 innefattar pluggen 50 en kropp 52 med ett glidstycke 54, som är glidbart anordnat i halet 56 av kroppen 52. Kroppen 52, som kan framställas av rostfritt stal (typ 304) kan ha en diameter av ca 10 cm och vara ca 3,75 cm lang. Kroppen 52 kan innefatta en fläns 58 och en i huvudsak cylindrisk del 60. F länsen 58 kan vara utformad sa, att dess ytterdia- meter är större än diametern av halet 42, sa att flânsen kan anligga mot utsidan av halet 42, sasom är visat i fig. 4. Flänsen S8 har även ett hal 56 med en innerdiameter. Den cylindriska delen 60 kan vara utformad sa, att den har en främre avsmalnande kant 62 för att underlätta insättning av den cylindriska delen 60 i halet 42. Den delen av halet 56, som är definierad av innerdiametern av den cylindriska delen 60, avsmalnar, sa att den har en nagot mindre inre diameter intill den främre kanten av den cylindriska delen 60. I den cylindriska delen 60 är även anordnade ett flertal spalter 64, som sträcker sig fran den främre kanten av den cylindriska delen 60 och sträcker sig fran ytterdiametern till innerdiametern. Spalterna 64 ger den cylindriska delen tillräcklig böjlighet och elasticitet för att tillata expansion av den cylindriska delen 60 under verkan av glidstycket S4. Den cylindriska delen 60 är även utrustad med en läpp 66 intill den främre kanten för att-'halla glidstycket 54 i kroppen 52 och förhindra för kraftig expansion av den cylindriska delen 60. Dessutom har den cylindriska delen 60 ett första spar 68, som sträcker sig omkring hela Omkretsen och 459 290 befinner sig nära den främsta delen av den cylindriska delen 60 men är inte i den delen av den cylindriska delen 60, som är försedd med spalter 64. Det första sparat 68 åstadkommer ytterligare böjlighet hos den cylindriska delen 60 och förstärker tätningen mellan den cylindríska delen 60 och innerytan av öppningen 42 när den cylindriska delen 60 är expanderad. Upphöjda bommar 69 pa bada sidor om det första sparat 68 är anordnade för att pressas mot innerytan av öppningen 42 för förstärkning av tätningen. Den cylindriska delen 60 är även försedd med en grupp av andra spar 70, som sträcker sig runt hela omkretsen och är anordnade i den delen av den cylindriska delen 60, som har spalter 64.

Varje andra spar 70 är försett med en metallring 72 i denna, som kan vara framställd av aldringshärdat rostfritt stal och är anordnat för kontakt med innerytan av öppningen 42 när den cylindriska delen 60 expanderas, skär in i innerytan av öppningen 42 för att halla pluggen 50 pa plats. 'cndstyckec 54 (ng. 3- varvid den 6) kan vara ett väsentligen cylindriskt element av rostfritt stal och glidbart anordnat i den cylindriska delen 60 av kroppen 52. Glidstycket 54 tjänar till att expandera den cylindriska delen 60 i kontakt med innerytan av öppningen 42 när glidstycket flyttas mot den främre kanten av den cylindriska delen 60. Glidstycket S4 har ett första stift 74, som är anordnat ungefär i dess centrum och utbreder sig fran dess bakre yta. Det första stiftet 74 kan ha en sned yta 76 och en inskärning 78 eller alternativt kan ytan 76 vara en plan yta.

Pluggen 50 kan även innefatta en ändplugg 80, som är anordnad i den delen av halet 56, som begränsas av ínnerdiametern av flânsen 58. Ändpluggen 80 kan vara svetsad i flänsen 58, sa att glidstycket 54 kan först insättas i kroppen 52 och sedan en lâckningstâtt förslutning bildas mellan ändpluggen 80 och flänsen 58. Ändpluggen 80 kan ha en L-formad kanal 82, in i vilken det första stiftet 74 av glidstycket 54 är glidbart anordnad. Ett andra stift 84 kan vara anordnat i och nagot förskjutet fran centret av ändpluggen 80 och sträcka sig genom en del av kanalen 82 och in i inskärningen 78 av det första stiftet 74 och tjänstgöra för att förhindra det första stiftet 74 och glidstycket 54 att: rotera i kroppen 52.

Pluggen 50 kan även innefatta en lasmekanism 86, som kan vara anordnad i kanalen 82 och sträcka sig till en ytteryta av flänsen 58. Lasmeka- nismen 86 innefattar en stav 88, som är glidbart monterad och fäst i en gängad bussning 90, vilken bussning 90 är anordnad i flänsen 58. Steven 88 har ett kontaktorgan 92, som är fäst i den änden av staven 88, som befinner sig i kanalen 82. Kontaktorganet. 92 har en främre kant 94, som kan vara avsmalnan- 459 290 de eller plan för att matcha ytan 76. Ett förskjutande organ 96, som kan vara en skruvfjädar, är anordnad omkring staven 88 och mellan kontaktorganet 92 och bussningen 90 för att tvinga staven 88 och kontaktorganet 92 mot det första stiftet 74. Staven 88 kan vara monterad i bussningen 90 och kontaktorganet 92, sa att rotation av stavens 88 ände fran flänsen 58, kan åstadkomma att förskjutningsorganet blir mer eller mindre komprimerad, varigenom kom- pressionen av förskjutningsorganet 96 inställes. När glidstycket 54 flyttas mot den främre kanten av pluggen 50, flyttas det första stiftet 74 partiellt ut ur kanalen 88. När det första stiftet 74 flyttas ut ur kanalen 82, åstadkommer förskjutningsorganet 96 att staven 88 och kontaktorganet 92 flyttas till en position, vilken är visad i fig. 5. I denna position förhindrar kontaktorganet 92 att det första stiftet 74 och glidstycket 54 förflyttar sig tillbaka till positionen enligt fig. 4. Lasmekanismen 86 bär saledes ett organ, som förhindrar oavsiktlig rörelse av glidstycket 54 efter det att glidstycket 54 har flyttats mot den främre kanten av pluggen 50.

Flänsen 58 har även ett stift liknande element 98 vilket är försett med en kanal 100 för införsel av en fluid, som kan vara vatten, in i pluggen 50.

Fluiden kan användas för att aktivera pluggen 50 genom att arean mellan ändpluggen 80 och glidstycket 54 sättas under tryck. Fluidtrycket gör, att glidstycket 54 flyttas mot den främre kanten av pluggen 50, varvid den cylindriska delen 60 expanderar i kontakt med innerytan av öppningen 42. För att underlätta rörelsen av lasmekanismen 86 kan ett hal 102 vara anordnad i ändpluggen 80, vilket hal gar fran kanalen 82 till den sidan av ändpluggen 80, som vetter mot glidstycket 54. Halet 102 är ett medel för att lata fluiden komma in i kanalen 82 bakom kontaktorganet 92 för att därigenom utjämna fluidtrycket pa bada sidor om kontaktorganet 92, vilket underlättar rörelsen av staven 88.

I fig. 7 är visat ett installationsverktyg 107 med en fluidledning 106, vilket kan användas för installering av pluggen 50 i öppningen 42.

Installationsverktyget 104 kan ha en halvmanformad utformning och kunna halla pluggen 50. Med pluggen 50 i installaticnsverktyget 104 förbindes stiftet 98 med fluidledningen 106, sa att fluiden kan införas fran reaktorkärlets 20 utsida till pluggen 50 för aktivering av pluggen.

Arbetscykel När det är önskvärt att omvandla en tryckvattenreaktor fran en konstruktion med nedatriktad strömning sasom visad i fig. l till en konstruktion med uppatriktad strömming sasom visad i fig. 2, avstänges reaktorn och trycket 459 290 i reaktorkärlet avlägsnas för atkomst till härdhöljet 28. installationsverktyget 104 med pluggen 50 anbringad i denna placeras sedan mellan härdhöljet 28 och vârmeskölden 56, sa att den cylindriska delen 60 av pluggen 50 kan insättas i öppningen 42. l detta läge kan det vara erforderligt, att installationsverktyget 104 mäste utstrâckas till mer än 6 m under vatten i en mycket radioaktiv miljö för rått placering av pluggen 50.

När pluggen 50 har placerats nära öppningen 42, kan installations- verktyget användas för att insätta den cylindriska delen 60 in i öppningen 42.

När den cylindriska delen 60 är insatt i öppningen 42, kan fluid tillföras genom ledningen los och genom kanalen 100 vid ett :ryck av ca 211-422 kp/emz.

Fluiden åstadkommer, att glidstycket 54 flyttas från en position, som är visad i fig. 4, till en position, som är visad i fig. 5 , genom att den flyttar glidstycket 54 mot den främre kanten av pluggen 50. När glidstycket 54 flyttas, den att den cylindriska delen 60 expanderas i kontakt med innerytan av öppningen 42. Samtidigt bringas ringarna 72 och bommarna 69 i fast kontakt med öppningens 42 inneryta, åstadkommer varigenom flöde av reaktorkylmedel genom öpp- ningen 42 förhindras. Nâr glidstycket 54 framflyttas, aktiveras lasmekanismen 86 genom förskjutningsorganet 96, vilket laser glidstycket 54 i det expanderade läget.

Claims (3)

459 290 PATENTKRAV

1. Plugg för att förhindra strömning genom en öppning (42) i en tryckvattenreaktors härdhölje (28), k ä n n e t e c k n a d därav, att en kropp (52), som är försedd med en cylindrisk del (60) och en fläns (58), vilken kropp har en avsmalnande främre ände (62), varvid den andra änden är sluten av en i flänsen (58) fäst ândplugg (80), vilken kropp (52) uppvisar ett hal (56), som sträcker sig fran den öppna änden (62) till ändpluggen (80), varvid hålet har mindre diameter intill den öppna änden än intill ändpluggen (80), vilken cylindrisk del (60) är försedd med ett flertal axiella slitsar (64), som utbreder sig fran den öppna änden (62) mot flänsen (58), vilken fläns (58) och ändplugg (80) uppvisar en kanal (l00); som sträcker sig i radiell riktning genom flänsen (58), för införande av en fluid i kroppen (52); och av ett glidstycke (S4) glidbart anordnat och insatt i kroppen (52) samt förflyttbar mot den öppna änden (62) av kroppen (52) när fluiden införes genom kanalen (100), varvid den cylindriska delen (60) bringas att expandera i ingrepp med innerytan av öppningen (42), varvid den cylindriska delen (60) har en läpp (66) intill den öppna änden (62) för att kvarhalla giidstycket (54) i kroppen (52), varvid den cylindriska delen (60) har ett flertal spår (68, 70) utmed sin omkrets för bildning av en tätning mellan den cylindriska delen och öppningens inneryta när den cylindriska delen (60) är expanderad, och varvid ett första spar (68), anordnat intill den främsta delen av den cylindriska delen (60) intill den delen av den cylindriska delen (60), som har slitsar (64), och av ett flertal andra spar (70), anordnade i den delen av den cylindriska delen (60), vilken är försedd med slitsarna (64), vilka andra spar (70) uppvisar i dem anordnade metallringar (72), samt varvid glidstycket (54) innefattar ett första stift (74), som är anordnat i i huvudsak dess centrum och som sträcker sig mot ândpluggen (80), vilken ändplugg (80) uppvisar en kanal (82), in i vilken det första stiftet (74) sträcker sig för att upprätthålla inställningen av glidstycket, och att en lasrnekanism (86) är anordnad i kanalen (82) av ändpluggen (80) för att förhindra oavsiktlig frigörelse av glidstycket (54).

2. Plugg enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att làsrnekanismen (86) innefattar en bussning (90), som är anordnad i ändpluggen (80), ändstav (88), som är giidbart anordnad i bussningen (90), ett kontaktorgan (92), som är fäst i en ände av staven (88) för ingrepp med det första atiftet (74), och ett förskjutande organ (96), som är anordnat mellan kontaktorganet (92) och bussningen (90) för att tvinga kontaktorganet (92) mot det första stiftet (74). 459 290 10

3. Plugg enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att ëndpluggen (80) dessutom innefattar ett andra stift (84), som är anordnad i denna och partiellt anordnad i en skära i det första Stiftet (74) för att förhindra rotation av glidstycket (54).