TW201312585A - 小型集成壓水式核子反應器 - Google Patents

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Abstract

一種壓水式核子反應器(PWR)，包含：圓筒形壓力容器，係界定一密封容積；核子反應器爐芯，係配置在圓筒形壓力容器之下部；一個或更多個控制棒驅動機構(CRDMs)，係配置於核子反應器爐芯上方之圓筒形壓力容器中；以及環形蒸汽產生器，係圍繞核子反應器爐芯及CRDM。在某些此種PWR中，圓筒形上升管被同軸配置於壓力容器內部及環形蒸汽產生器內部，並圍繞核子反應器爐芯及CRDM，且蒸汽產生器被同軸配置於圓筒形壓力容器及圓筒形上升管所界定之環形容積中之圓筒形壓力容器內部。在其他此種PWR中，蒸汽產生器被同軸配置於圓筒形壓力容器外部並緊接該圓筒形壓力容器。

Description

小型集成壓水式核子反應器
以下係有關核子反應器技藝、發電技藝以及相關技藝。
核子反應器使用反應器爐芯，其包括可裂變材料物質，像是富於可裂變235U同位素之含二氧化鈾(UO2)材料。諸如輕水(H2O)或重水(D2O)或某些其混合之主冷卻水流經反應器爐芯以擷取熱，用來加熱輔助冷卻水以產生蒸汽，其接著用於某些其他用途。為發電，蒸汽被用來驅動發電機渦輪。在熱核子反應器中，水亦用來作為加熱中子之中子減速劑，這增進可裂變材料之反應性。各種反應性控制機構，像是機械操作之控制棒、具有可溶中子毒素之主冷卻劑之化學處理等各種反應性控制機構被用來調節反應性及結果帶來的熱產生。
在壓水式核子反應器(PWR)中，於亦含有反應器爐芯之密封壓力容器，主冷卻水維持於亞冷卻狀態。在PWR中，主冷卻水之壓力和溫度兩者受到控制。PWR對策之一優點在於輻射反應器爐芯浸入之主冷卻水收容於壓力容器內。
為發電，輔助冷卻水以與主冷卻水交流之方式流動。熱(能量)自反應器爐芯經由主冷卻水之中介被轉送至輔助冷卻水。此熱將輔助冷卻水從液態水轉換成蒸汽。蒸汽通 常流入實際使用蒸汽動力之渦輪會其他動力轉換設備。
提供主與輔助冷卻水間之熱傳導之設備被稱為蒸汽產生器。在外部蒸汽產生器設計中，大徑壓力容器滲透將主冷卻劑從壓力容器送入外部蒸汽產生器，在此，其流至輔助冷卻水回路附近。此對策有自壓力容器取出主冷卻水，以及為達此目的，引入大徑壓力容器滲透之缺點。
在內部蒸汽產生器設計中，蒸汽產生器位於(或「集成於」)壓力容器內部。在此等「集成PWR」設計中，輔助冷卻水流入內部蒸汽產生器(並因此進入壓力容器)，且被加熱成流出壓力容器的蒸汽。優點包含通常更小徑的壓力容器滲透以及避免主冷卻水流出壓力容器。
然而，集成PWR對策有許多缺點。將蒸汽產生器安置於壓力容器內部增加壓力容器之尺寸，這在製造成本、運輸成本(例如更大的鐵路運輸車及/或專用鐵路系統)、地點考量(例如更深的地下圍堵構造)以及安全(例如因壓力容器之大小增加而更難維持密封完整性)上有缺點。基於包含安全及主冷卻劑流回路設計之各種理由，傳統上將核子反應器爐芯安置於壓力容器底部或附近。回到反應器爐芯反應器爐芯加熱之主冷卻水自然會在其冷卻時(主回路之「熱腳」)流經壓力容器，且冷卻之主冷卻劑接著向下流(主回路之「冷腳」)。在協助循環設計中，此自然循環藉主冷卻劑泵實施。內部蒸汽產生器安置在反應器爐芯，通常在冷腳中。
此種集成PWR之說明性例子顯示於湯姆等人在2010 年12月16日公告之美國公告案第2010/0316181 A1「集成螺旋線圈壓水式核子反應器」中，在此以參考方式併提其全文。此公告案揭示一種蒸汽產生器，其使用螺旋蒸汽產生器管線；然而，亦已知包含直之其他線圈形狀(例如垂直)之蒸汽產生器管線。此公告案亦揭示集成PWR，其中，控制棒驅動機構(CRDM)亦相對於壓力容器在內部；然而，亦已知有外部CRDM設計。內部CRDM設計之某些說明性例子包含：史丹鮑等人在2010年12月16日公告之美國公告案第2010/0316177 A1「用於核子反應器之控制棒驅動機構」中，在此以參考方式併提其全文；以及史丹鮑等人在2010年12月16日公告之美國公告案第2010/144563 A1「用於核子反應器之控制棒驅動機構」中，在此以參考方式併提其全文。
本文揭示熟於本技藝人士在閱讀以下內容時當知之提供各種益處的改良。
於本揭示內容之一態樣中，一種設備包括壓水式核子反應器(PWR)，其包含：圓筒形壓力容器，係界定一密封容積；核子反應器爐芯，係配置在圓筒形壓力容器之下部；一或更多控制棒驅動機構(CRDMs)，係配置於核子反應器爐芯上方之圓筒形壓力容器中；以及環形蒸汽產生器，係圍繞核子反應器爐芯及CRDM。在某些此種PWR中，圓筒形上升管被同軸配置於壓力容器內部及環形蒸汽 產生器內部，並圍繞核子反應器爐芯及CRDM，且蒸汽產生器被同軸配置於圓筒形壓力容器及圓筒形上升管所界定之環形容積中之圓筒形壓力容器內部。在其他此種PWR中，蒸汽產生器被同軸配置於圓筒形壓力容器外部並緊接該圓筒形壓力容器。
於本揭示內容之另一態樣中，一種方法配合一壓水式核子反應器(PWR)來實行，該壓水式核子反應器(PWR)包含：壓力容器，係界定一容納主冷卻水之密封容積；核子反應器爐芯，係配置在壓力容器之下部，並被浸入主冷卻水中；控制棒驅動機構(CRDM)，係配置於核子反應器爐芯上方之壓力容器中，並被浸入主冷卻水中；以及環形蒸汽產生器，係被配置於壓力容器外部，並緊接壓力容器。環形蒸汽產生器包含：多數管，係具有與該壓力容器之密封容積液體連通之端部；以及輔助冷卻劑流區，其中配置有此等管。輔助冷卻劑流區不與該壓力容器之密封容積液體連通。於本方法中，操作PWR以造成核子反應器爐芯之核子反應性來加熱該主冷卻水；於壓力容器外側之包含該主冷卻水之向下液流的回路中，經由環形蒸汽產生器之此等管，循環主冷卻水；以及使輔助冷卻水向上流經輔助冷卻劑流區，在此，加熱及循環協作來將主冷卻水轉換成蒸汽。
於本揭示內容之另一態樣中，一種設備包括壓水式核子反應器(PWR)及環形蒸汽產生器。PWR包含：壓力容器，係界定一含有主冷卻水之密封容積；核子反應器爐 芯，係配置在圓筒形壓力容器之下部，並被浸入主冷卻水中；以及一個或更多個控制棒驅動機構(CRDM)，係配置於核子反應器爐芯上方之圓筒形壓力容器中，並被浸入主冷卻水中。環形蒸汽產生器被同軸配置於該壓力容器外部。環形蒸汽產生器包含：多數管，係具有與壓力容器之密封容積液體連通之端部；環壁，係與壓力容器一起界定輔助冷卻劑流區，該輔助冷卻劑流區含有此等多數管，且不與壓力容器之密封容積液體連通；以及給水入口及給水出口，係與該輔助冷卻劑流區液體連通。
本發明可採各種組件及組件之配置、各種程序操作及程序操作之配置之形式。圖式僅用於說明較佳實施例之用途，且不得被解釋為限制本發明。
參考第1及2圖，壓水式核子反應器(PWR)型之說明性核子反應器包含壓力容器10，以及配置在圓筒形壓力容器10之下部之核子反應器爐芯12。壓力容器10界定密封容積，當壓水式核子反應器(PWR)操作時，其含有成亞冷卻狀態之主冷卻水。為達到此目的，PWR包含配置在壓力容器10頂部之內部加壓器。內部加壓器包含蒸汽泡沫區14，以及用以加熱水以產生蒸汽泡沫14之加熱器16(其在某些實施例中為電阻加熱器)。內部加壓器亦可包含其他組件，像是將內部加壓器容積與壓力容器10之密封容積隔開之擋板18、用以將冷卻水或蒸汽射入蒸汽泡 沫區14以產生壓力減降之噴灑器(未圖示)等。
反應性控制由藉一個或更多個控制棒驅動機構(CRDM)單元20升降之控制棒(未圖示)提供，並由控制棒導引機構導引。(須知，於第1及2圖之說明性例子中，僅顯示一個CRDM單元20，惟通常有若干個，幾十個或幾百個此等單元)。說明性CRDM單元20係內部CRDM單元20，藉此，意指CRDM單元20配置在壓力容器10內部，位於反應器爐芯12上方。適當內部CRDM設計之某些說明性例子包含：史丹鮑等人在2010年12月16日公告之美國公告案第2010/0316177 A1「用於核子反應器之控制棒驅動機構」中，在此以參考方式併提其全文；以及史丹鮑等人在2010年12月16日公告之美國公告案第2010/144563 A1「用於核子反應器之控制棒驅動機構」中，在此以參考方式併提其全文。一般說來，控制棒容納中子吸收材料，且反應性藉由撤出控制棒增加或藉由插入控制棒減少。所謂「灰色」控制棒可連續調整以提供反應性之增進調整。所謂「關閉」控制棒被設計來盡可能快速插入反應器爐芯，以在緊急時關閉核子反應。亦已知各種混合控制棒。例如，灰色控制棒可包含在緊急時解除控制棒，使其掉入核子反應器爐芯12，從而實施棒功能停止之機構。
雖然揭示控制棒為典型反應性控制機構，惟亦可額外或替代地設置其他反應性控制機構。例如，在某些PWR設計中，將控制量之諸如硼酸之可溶中子毒素添加至主冷 卻水以提供反應性控制。額外或替代地，可將更大量的硼酸傾倒入壓力容器以實現核子反應之快速停止。
在操作中，反應器爐芯12加熱主冷卻水。這導致其向上流經壓力容器10之中央上升管區30。於說明性例子中，中央上升區30包含CRDM單元20及控制棒導件構造。主冷卻水之向上流路有時候稱為主冷卻劑回路之「熱腳」。
向上流動之主冷卻水到達上充氣部32，於此點，流向與在環形外區中的向下方向相反。可使用各種構造或組件配置來實施此逆流。於說明性例子中，液流擋板34在上升主冷卻水流入上充氣部32之前，減小上升管流路之直徑，在此，擋板18提供向上主冷卻劑流的明確終止。液流擋板34界定擋板34與壓力容器10間之徑向空間，以用於驅動主冷卻水循環之內部反應器冷卻劑泵36。這只是說明性例子，且主冷卻劑泵可位於主冷卻劑流回路中的別處，或者可使用例如與反應器頭耦接之長桿上之濕泵。作為另一替代例，主冷卻劑泵可完全省略，且自然循環可倚賴爐芯12之主冷卻劑之加熱及上升主冷卻劑之後續冷卻，藉其驅動。
主冷卻水之向下流路有時候稱為主冷卻劑流回路之「冷腳」。於冷腳中，主冷卻水向下流經蒸汽產生器40。同時，輔助冷卻水在給水入口42流入蒸汽產生器，並在與主冷卻水分開之路徑中向上流經蒸汽產生器。於蒸汽產生器40中，向下流之加熱主冷卻水將熱轉送至附近 向上流動之輔助冷卻水冷腳，最後將輔助冷卻劑轉換成存在於蒸汽出口44之蒸汽。自蒸汽產生器40下端排放之主冷卻水流入下頭46，在此液流再度逆向，此次從向下流到向上流，並重新進入反應器爐芯12以完成主冷卻水回路。
繼續參考第1及2圖及進一步參考第3圖，在蒸汽產生器40之一個實施例中，向下主冷卻劑流入蒸汽產生器40之管50內部。在第3圖中僅顯示6根蒸汽產生器管50(繞圓筒形壓力容器10之軸線分開180°之每組3個共兩組之管)，且其以虛線顯示；然而，蒸汽產生器管之數目可大幅更高，例如，數打或數百根蒸汽產生器管。流經管50之向下主冷卻劑流仔第3圖中以標示Fprimary之實線箭頭顯示。說明性蒸汽產生器40係直管一次通過式蒸汽產生器(OTSG)，其中，管50直，且主冷卻劑流Fprimary一次通過管。第一(上)管片52將蒸汽產生器40之管50之第一(上)端連接入壓力容器10，且第二(下)管片54將蒸汽產生器40之管50之第二(下)端連接入壓力容器10。蒸汽產生器40之管50經由第一及二管片52、54，與壓力容器10之密封容積液體連通，以分別接受及排放主冷卻劑流Fprimary。在另一方式中，上管片52用來作為供主冷卻劑流Fprimary自壓力容器10之密封容積進入管50之入口，惟下管片54用來作為供主冷卻劑流Fprimary流出管且接著回頭進入壓力容器10之密封容積之出口。
輔助冷卻劑流經由同軸繞壓力容器10設置之圓筒形 蒸汽產生器壁62界定之輔助冷卻劑流動區60。圓筒形蒸汽產生器壁62、壓力容器10及第一及二管片52、54之組合界定密封輔助冷卻劑流動區60，其不與壓力容器10之密封容積流體連通。輔助冷卻劑流Fsecondary(於第3圖中以多重彎曲虛線箭頭標示)自給水入口42向上流經輔助冷卻劑流動區60。輔助冷卻劑流動區60圍繞管50(或以其他方式，管50配置在輔助冷卻劑流動區60中。)使得來自向下流入管之主冷卻劑流Fprimary的熱被轉送至輔助冷卻劑流動區60中之向上流動之輔助冷卻劑流Fsecondary，以在其到達蒸汽產生器40之前，將給水轉換成蒸汽。於說明性實施例中，圓筒形蒸汽產生器壁62包含界定蒸汽套管64(僅顯示於第3圖中)之外環，經由該蒸汽套管64，蒸汽回流而到達蒸汽出口44。該蒸汽套管方法可任選，不過，有提供更高溫外表面以維持溫度穩定性的益處。在替代性實施例中，蒸汽套管64省略，且蒸汽出口位於蒸汽產生器之頂部或其附近。
繼續參考第1-3圖及進一步參考第4圖，所揭示之配置可被視為環形蒸汽產生器40位於壓力容器10外，惟以壓力容器10固定(且於某些實施例中，以其支撐)。為說明，第4圖顯示環形蒸汽產生器40之組件省略之壓力容器(亦即省略管50、環形蒸汽產生器壁62、給水入口42及蒸汽出口44)。如於第4圖中最清楚顯示，圓筒形壓力容器10包含容納環形蒸汽產生器40之環形凹部70。比較第1-3圖，可知，於說明性實施例中，密封輔助冷卻劑 流動區60由圓筒形蒸汽產生器壁62、環形凹部70及第一及二管片52、54。環形凹部70之包含可任選，且在替代配置中思及省略環形凹部70，並使環形蒸汽產生器位於距圓筒形壓力容器10之中心軸之較大半徑處。安置蒸汽產生器具有極大優點，其簡化蒸汽產生器40之安裝及維修。
通常，主冷卻劑流Fprimary之壓力遠高於輔助冷卻劑流Fsecondary。例如，在某些實施例中，壓力容器10之密封容積中的主冷卻劑壓力約為2000 psia，而蒸汽則約為825 psia。由於環形蒸汽產生器壁62操作來容納輔助冷卻劑流Fsecondary，因此，其在操作上被設計來用於較低輔助壓力。然而，由於載送主冷卻劑流Fprimary之管50配置在輔助冷卻劑流動區60中，因此，安全考量及/或管轄之適用核子規定政策可能導致環形蒸汽產生器62被設計來用於更高主冷卻劑壓力。於此情況下，環形蒸汽產生器壁62在管50漏時提供順應主壓力之容納。
於說明性實施例中，環形蒸汽產生器40圍繞核子反應器爐芯12及CRDM 20，此配置大幅減少壓力容器10及外部圍繞之蒸汽產生器40之總成的垂直高度。藉由如於第1-4圖之實施例中，延伸環形蒸汽產生器40來環繞及垂直重疊核子反應器爐芯12與CRDM 20兩者，蒸汽產生器管50之高度可很大，惟無壓力容器10之伴生高度延伸。因此，提供小型集成PWR。
第1-4圖之實施例可概述如下。於第1-4圖之小型集 成反應器設計中，蒸汽產生器40有效地在反應器容器10外。在說明性例子中，使用環形直管蒸汽產生器，該蒸汽產生器使用說明性直蒸汽產生器管50。然而，亦慮及諸如螺旋蒸汽產生器管配置之其他蒸汽產生器管配置。於第1-4圖之說明性例子中，反應器爐芯12接近容器10之底部，位於反應器容器10之中心。於爐芯12正上方的是CRDM導件構造22及內部CRDM單元20。任選之液流擋板34在流入上充氣部32之前，減小液流上升區30之直徑，以對任選內部反應器冷卻劑泵36提供徑向空間。主冷卻水接著在其流經蒸汽產生器管50之前，流經上管片52，在進入反應器容器下頭46之前，流經下管片54。輔助冷卻劑進入一個或更多個給水噴嘴42，在進入將液流導至蒸汽出口噴嘴44之環形液流降流管(亦即第1-4圖之實施例中的輔助冷卻劑流區60)之前，繞經蒸汽產生器管50向上。第1-4圖之集成反應器於亞冷卻區中朝此端操作，個別加壓器區設成包含蒸汽泡沫區14，在此，可使用電加熱器16形成蒸汽泡沫。在說明性例子中，蒸汽泡沫區14由上容器頭界定。替代地，可使用外部加壓器(未顯示)，其藉適當管線來與壓力容器連接。
業已提過第1-4圖之集成PWR之優點。此等優點包含小型集成PWR設計以及可即時進出外部蒸汽產生器40以安裝及維修或修理。藉由安置蒸汽產生器40於反應器容器10外之環形區域，獲得總反應器容積之大幅減少。第1-4圖之集成PWR之又其他優點在於其可藉由以更緊 實之形狀延長爐芯12及蒸汽產生器管50供應更高的熱能。
參考第5圖，揭示一種替代實施例，其中，蒸汽產生器配置在PWR之壓力容器內部。修改之壓力容器10’不包含第4圖中所示環形凹部70，亦省略環形蒸汽產生器壁62。替代地，蒸汽產生器管50配置在壓力容器10’內部，且替代輔助冷卻劑流區60’被界定為壓力容器10’之圓筒形壁與圓筒形上升管80間的環，該圓筒形上升管80同軸配置在壓力容器10’內部及蒸汽產生器內部。蒸汽產生器中的液流型式亦相反一主冷卻劑流F’primary向下流出管50，而輔助冷卻劑流F’secondary則向上流入管50。為達到此目的，修改之下管片54’從給水入口42接受輔助冷卻劑流F’secondary，並給入管50之下端，且修改之管片52’從管50之上端將輔助冷卻劑流F’secondary排入蒸汽出口44’。而且，相較於第1-4圖之實施例之蒸汽出口44，蒸汽出口44’被修改成其位於或接近蒸汽產生器之頂部，且第3圖中之蒸汽套管64於第5圖中省略。說明性蒸汽產生器管50再度為直管，惟可使用替代地螺旋管線或其他蒸汽產生器管線配置。
於第5圖之說明性實施例中，蒸汽產生器再度圍繞核子反應器爐芯12’及CRDM/控制棒導管構造20、22。於第5圖之實施例中，相較於第1-4圖之實施例之反應器爐芯12，反應器爐芯12’被修改成，爐芯12’沿垂直方向較長，使得第5圖中之蒸汽產生器圍繞反應器爐芯12’，惟 不與長形反應器爐芯12’之底部共同延伸(亦即，不延伸而垂直重疊)。這顯示其有藉由配置蒸汽產生器圍繞反應器爐芯12’而非將蒸汽產生器置於反應器爐芯上方，提供選擇性延長反應器爐芯以實現更高功率輸出之優點。(須知，此種延長亦可用在第1-4圖之實施例，其中，蒸汽產生器40在外面，惟固定於壓力容器10)。
業已顯示及說明較佳實施例。顯然，閱讀及理解上述詳細說明的人士當知修改及變更。本發明應被解釋為包含在所附申請專利範圍或其均等物之範疇內的所有此種修改及變更。
10、10’‧‧‧壓力容器
12、12’‧‧‧核子反應器爐芯
14‧‧‧蒸汽泡沫區
16‧‧‧加熱器
18‧‧‧擋板
20‧‧‧CRDM單元
22‧‧‧CRDM導件構造
30‧‧‧水流上升管區
32‧‧‧上充氣部
34‧‧‧選擇流擋板
36‧‧‧選擇內部反應器冷卻劑泵
40‧‧‧蒸汽產生器
42‧‧‧進給水入口(噴嘴)
44、44’‧‧‧蒸汽出口噴嘴
46‧‧‧反應器容器下頭
50‧‧‧管
52‧‧‧上管片
54、54’‧‧‧下管片
60、60’‧‧‧輔助冷卻劑流動區
62‧‧‧環形蒸汽產生器壁
64‧‧‧蒸汽套管
70‧‧‧環形凹部
80‧‧‧圓筒形上升管
第1及2圖分別圖示說明性壓水式核子反應器(PWR)之側視圖及透視剖視圖。
第3圖圖示第1及2圖之PWR之蒸汽產生器之其他細節。
第4圖圖示蒸汽產生器移除之第1及2圖之PWR之透視剖視圖。
第5圖圖示替代實施例之細節，其中，蒸汽產生器配置在PWR之壓力容器內部。
10‧‧‧壓力容器
40‧‧‧蒸汽產生器
42‧‧‧進給水入口(噴嘴)
44‧‧‧蒸汽出口噴嘴
62‧‧‧環形蒸汽產生器壁

Claims (21)

  1. 一種設備，包括壓水式核子反應器(PWR)，其包含：圓筒形壓力容器，係界定一密封容積；核子反應器爐芯，係配置在該圓筒形壓力容器之下部；控制棒驅動機構(CRDM)，係配置於該核子反應器爐芯上方之該圓筒形壓力容器中；以及環形蒸汽產生器，係圍繞該核子反應器爐芯及該CRDM。
  2. 如申請專利範圍第1項之設備，更包括：圓筒形上升管，係被同軸配置於該壓力容器內部及該環形蒸汽產生器內部，並圍繞該核子反應器爐芯及該CRDM；其中，該蒸汽產生器被同軸配置於該圓筒形壓力容器及該圓筒形上升管所界定之環形容積中之該圓筒形壓力容器內部。
  3. 如申請專利範圍第2項之設備，其中，該環形蒸汽產生器之多數管具有與輔助冷卻劑給水入口液體連接之下端，以及與蒸汽出口液體連接之上端。
  4. 如申請專利範圍第1項之設備，其中，該蒸汽產生器被同軸配置於該圓筒形壓力容器外部並緊接該圓筒形壓力容器。
  5. 如申請專利範圍第4項之設備，其中，該蒸汽產生 器被同軸配置於該圓筒形壓力容器外部，該設備更包括：第一管片，係將該蒸汽產生器之多數管之第一端連接入該壓力容器內；以及第二管片，係將該蒸汽產生器之多數管之第二端連接入該壓力容器內；其中，該蒸汽產生器之該等管經由該第一及第二管片，與該壓力容器之該密封容積液體連通。
  6. 如申請專利範圍第5項之設備，更包括：圓筒形蒸汽產生器壁，係圍繞該壓力容器同軸配置；其中，該圓筒形蒸汽產生器壁、該壓力容器及該第一及第二管片之組合界定密封輔助冷卻劑流區，該輔助冷卻劑流區不與該壓力容器之該密封容積液體連通。
  7. 如申請專利範圍第6項之設備，其中，該第一管片包括鄰近該CRDM之上端配置之第一環形管片，且該第二管片包括鄰近該核反應器爐心之下端配置之第二環形管片。
  8. 如申請專利範圍第6項之設備，其中，該壓力容器具有容納該環形蒸汽產生器之外部環形凹部，該密封輔助冷卻劑流區由該圓筒形蒸汽產生器壁、該環形凹部及該第一及第二管片界定。
  9. 如申請專利範圍第6項之設備，其中，該圓筒形蒸汽產生器壁、該壓力容器及該第一及第二管片界定該密封輔助冷卻劑流區，該輔助冷卻劑流區含有至少等於該PWR操作期間該壓力容器之操作壓力的內部壓力。
  10. 如申請專利範圍第6項之設備，其中，該蒸汽產生器之多數管包括直管，且該環形蒸汽產生器係直管一次通過蒸汽產生器(OTSG)。
  11. 如申請專利範圍第6項之設備，更包括：內部加壓器，係配置在該壓力容器頂部並包含蒸汽氣泡區，以及加熱器，係用以在該蒸汽氣泡區中產生蒸汽，該環形蒸汽產生器不圍繞該蒸汽氣泡區。
  12. 如申請專利範圍第1項之設備，更包括：內部加壓器，係配置在該壓力容器頂部並包含蒸汽氣泡區，以及加熱器，係用以在該蒸汽氣泡區中產生蒸汽，該環形蒸汽產生器不圍繞該蒸汽氣泡區。
  13. 一種方法，包括：提供一壓水式核子反應器(PWR)，其包含：壓力容器，係界定一容納主冷卻水之密封容積；核子反應器爐芯，係配置在該壓力容器之下部，並被浸入該主冷卻水中；控制棒驅動機構(CRDM)，係配置於該核子反應器爐芯上方之該壓力容器中，並被浸入該主冷卻水中；以及環形蒸汽產生器，係被配置於該壓力容器外部，並緊接該壓力容器，該環形蒸汽產生器包含：多數管，係具有與該壓力容器之密封容積液體連通之端部；以及輔助冷卻劑流區，其中，該等管配置成不與該壓力容器之密封容積液體連通；操作該PWR以造成該核子反應器爐芯之核子反應性 來加熱該主冷卻水；於該壓力容器外側之包含該主冷卻水之向下液流的回路中，經由該環形蒸汽產生器之該等管，循環該主冷卻水；以及使該輔助冷卻水向上流經該輔助冷卻劑流區，在此，加熱與循環協作來將該主冷卻水轉換成蒸汽。
  14. 如申請專利範圍第13項之方法，其中，該輔助冷卻劑流區由該壓力容器、圍繞該壓力容器之該環形蒸汽產生器壁以及該蒸汽產生器之該等管界定。
  15. 如申請專利範圍第13項之方法，其中，該PWR之操作包括：操作配置於該壓力容器頂部之內部加壓器，以調整該壓力容器頂部之蒸汽氣泡，以維持該主冷卻水於選定之操作壓力。
  16. 一種設備，包括壓水式核子反應器(PWR)，其包含：壓力容器，係界定一含有主冷卻水之密封容積；核子反應器爐芯，係配置在該壓力容器之下部，並被浸入該主冷卻水中；控制棒驅動機構(CRDM)，係配置於該核子反應器爐芯上方之該壓力容器中，並被浸入該主冷卻水中；以及環形蒸汽產生器，係被配置於該壓力容器外部，並緊接該壓力容器，並緊接該壓力容器，該環形蒸汽產生器包含： 多數管，係具有與該壓力容器之密封容積液體連通之端部；環壁，係與該壓力容器一起界定輔助冷卻劑流區，該輔助冷卻劑流區含有該等多數管，且不與該壓力容器之密封容積液體連通；以及給水入口及蒸汽出口，係與該輔助冷卻劑流區液體連通。
  17. 如申請專利範圍第16項之設備，其中，該環形蒸汽產生器圍繞該核子反應器爐芯並圍繞該CRDM。
  18. 如申請專利範圍第17項之設備，其中，該PWR更包括：內部加壓器，係配置在該壓力容器頂部並包含蒸汽氣泡區，以及加熱器，係用以在該蒸汽氣泡區中產生蒸汽，該環形蒸汽產生器不圍繞該蒸汽氣泡區。
  19. 如申請專利範圍第16項之設備，更包括：入口管片，係連接該環形蒸汽產生器之多數管之上端與該壓力容器之密封容積；以及出口管片，係連接該環形蒸汽產生器之多數管之下端與該壓力容器之密封容積；該入口及出口管片亦與該環壁及該壓力容器協作來界定該輔助冷卻劑流區。
  20. 如申請專利範圍第16項之設備，其中，該壓力容器具有容納該環形蒸汽產生器之外部環形凹部，該輔助冷卻劑流區由該環壁及該環形凹部界定。
  21. 如申請專利範圍第16項之設備，其中，該蒸汽產生器之該等管包括直管，且該環形蒸汽產生器係直管一次通過蒸汽產生器(OTSG)。
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