TW202113873A - 用於核子反應器之能源圍阻體結構 - Google Patents

Abstract

本發明描述一種能量吸收器裝置，其包含複數個總成，其等之各者含有複數個較佳圓柱形管，其中各管含有一吸熱材料(諸如氨基甲酸銨)。該等總成支撐於定位於庫中之複數個細長籃中，該等庫可圍繞一核子反應器圍阻體結構之該周邊。該能量吸收器裝置吸收在發生一設計基準事故時釋放之多餘能量。

Description

用於核子反應器之能源圍阻體結構

本申請案係關於核子反應器中之安全特徵，且更特定言之本申請案係關於發生一事故時用於能量圍阻體之吸熱材料。

核電係急需之清潔能源之一既定形式；前提係不存在將允許放射性物質逸出之不受約束之事故。為避免此等事故，核電工業已投入大量精力來開發在各種可能事故情況下增強安全性之系統及方法。一個實例係在1965年開發冰冷凝器圍阻體，該冷凝器圍阻體允許冰吸收大量能量，該等能量將在冷卻水流失事故(LOCA)或一蒸汽管破裂(SLB)期間釋放。最終，利用冰冷凝器吸收器最終容許具一更低壓力額定(10 psig至15 psig對約50 psig至60 psig)之一更小、更薄圍阻體。當時之模擬展示，在管道破裂之後，在達成圍阻體條件之情況下之一典型行為加速，其在此之前在一乾圍阻體中花費約兩個小時，而在使用冰冷凝器之情況下減少至約5分鐘。

參考圖1至圖4，揭示具有各種圍阻體設計之反應器。圖1繪示一例示性現有反應器，其包含具有一外周邊壁12及一內壁14之一圍阻體結構10以及用於進入內部之一艙門44。一反應器16容納於內壁14內。反應器由一反應器腔64及一更換燃料腔22包圍，更換燃料腔22填充有冷卻劑(通常係水)，且覆蓋有可移除板28。在各個態樣中，如圖2中所繪示之一圍阻體結構包含分隔物26，該分隔物26將蒸汽產生器20及反應器16作為高能系統與圍阻體之剩餘者分開；即一上下隔室。此外，一冷卻劑泵36將熱水自位於反應器16中之核燃料上方之一區域泵送至一蒸汽產生器20。上噴灑系統40及下噴灑系統42分別提供用於藉由自壁14內之空氣移除蒸汽而降低一圍阻體結構10中之壓力之一主動構件。

在各個態樣中，管道38穿過反應器腔64並將反應器16連接至用作熱交換器之蒸汽產生器20。

冰籃總成56容納於冰庫18中。冰庫18位於內壁14內之一周邊環帶中，該內壁14位於圍阻體結構10之一主要部分周圍。如圖2中所展示，該庫之下分包含一再循環貯槽30、一蓄液器32及一管道環34。冰庫18將上下隔室分開，其中所有壓力保持設備均位於下隔室中。若一次壓力邊界(例如，處於約2250絕對psi下之反應器容器、蒸汽產生器、冷卻劑泵及相關管道)或二次壓力邊界(例如，處於約1250或更小絕對psi下之蒸汽管道、給水管道及其他組件)中發生一破裂，則所有蒸汽將選路通過冰，因此移除結構內之大部分能量。

在冰冷凝器系統內，存在蒸汽在下隔室與上隔室之間的行程上必須通過之數個「門」。定位於冰下方之下隔熱入口門50防止下隔室之熱空氣到達冰冷凝器。位於冰正上方之隔熱中間隔熱艙門52係梯形彈簧加載板，其防止冰庫18中之氛圍與上隔室交換，因此減少昇華並再次降低熱負載。中間艙門52經常係與冰冷凝器相關聯之問題之一原因，諸如(例如)增加之成本(例如，維護/人力成本)。頂艙門54通常由強化帆布製成且僅用於在中間艙門52與圍阻體結構10之上隔室之間添加一隔熱空氣層。應注意，此區域中之空氣僅比冰格(其本身係27°F±5)高約2°F。

冰籃總成56含有儲存於冰籃60中之約2.6M磅冰。此等冰籃通常高48英呎且直徑為12英吋。如圖3及圖4中所展示，冰籃60容納於二十四個冰庫18中，其中各冰庫保持八十一個冰籃60，該等冰籃由支撐及對準格柵62分開，在一圍阻體結構10中總共有1944個冰籃。冰籃60包含四個12英呎長之區段。圖5中所展示之冰冷凝器系統之上增壓室46沿冰籃總成56上方之空間延伸並提供至冰籃60之接達。上增壓室46包含用於提升冰籃之一起重機48、空氣處理單元58及管路(未展示)、走道及核電行業中熟知之其他特徵。

為了正常運行，每週必須至少檢查一次一圍阻體結構10中之192個中間艙門52之維護。在反應器停運期間，亦檢測冰籃60，且基於各四分體中冰籃之一子集之稱重，使用一統計程序對冰進行稱重。某些核電廠已經歷冰融化在一起成為塊之情況，從而減小冰之表面積，且因此達到預期效能。取決於位置，一些冰籃60相對容易進入及檢測。然而，剩餘者需要拆卸以進入。

冰本身之形狀係薄片狀、含硼酸，使得其一旦融化，即可兼作一中子吸收器，並由工業製冰機生產。需要大型製冷設備，以使用壁上之管道空氣及冷凍水/乙二醇之一組合來保持空間冷，冷凍水/乙二醇經由延伸穿過結構10之底板中之一板之一管道11流動。用安裝於多孔隔熱混凝土之頂部上且接著在構造期間灌澆之一板/乙二醇管總成建造一圍阻體結構中之各四分體。此表示要維護及供電之許多額外設備。

儘管使用冰冷凝器系統之核設施已經證明係經濟的，但歸因於「傳統」工廠所不具備的額外設備及冷卻要求，經營者面臨許多挑戰及長期維護成本。

提供以下[發明內容]以促進對所揭示之實施例所獨有之一些創新特徵之理解，且不旨在為一完整描述。藉由將整個說明書、申請專利範圍、摘要及附圖視作一整體，可獲得對實施例之各個態樣之一全面瞭解。

該概念將用密封或排氣式吸熱吸收器替換冰，其將允許消除許多麻煩組件及設備需求。該等概念亦可在新核子反應器設計中實施。

一種用於例如在一冷卻液流失或蒸汽管破裂之情況下在一核子反應器圍阻體結構中吸收能量之裝置，包含至少一個總成，該總成包括複數個細長管及容納於各管中並佔據其之大部分之一吸熱材料(諸如氨基甲酸銨)。

吸熱材料量較佳地足以在由一事故引起之一初始能量釋放中自一圍阻體結構移除能量並保持其之結構完整性，並與其他核子安全系統一起用於爆裂之後之後續時間段內之燃料衰變期間之隨後熱移除。

該裝置可進一步包含用於固持該等管之複數個支撐結構。該等管可堆疊成一個總成位於另一總成之頂部上。

該裝置亦可包含複數個細長籃，其中各籃固持一個總成。此外，各籃可包含用於使該總成內之該等管相對於該籃軸向對準之柵格。

該等管及總成之高度可短於該等籃。在各籃中，可存在複數個管，該等管在各籃中堆疊成一個總成位於另一總成之頂部上。在某些態樣中，該等管及總成之該高度可實質上相同於該等籃。各管可進一步包含未由該吸熱材料佔據之自由空間以容納在使用中由該吸熱材料之化學反應產生之氣體。

在各個態樣中，該等管係密封的。在各個態樣中，該等管係排氣式且包含流體地連接至該等管之一部分(諸如一管蓋)之一減壓閥。在各個態樣中，當該吸熱材料係氨基甲酸銨且該等管經排氣時，在排氣動作中釋放之氨基甲酸銨反應產物充當該圍阻體結構中之污水中之一緩衝液。

該吸熱材料可呈一漿液之形式，其由與該吸熱材料混合之一液體製成。該液體可為一溶劑。在各個態樣中，該液體可選自由水、醇、乙二醇及丙二醇及其他溶劑組成之群組。

在各個態樣中，各管係圓柱形的。在各種替代態樣中，各管係非圓柱形的。在各個態樣中，各管具有一壁，該壁具有範圍自小於3/100英吋至1/100英吋之一厚度。各管可為線性的或可為非線性的。

相關申請案的交叉参考 此非臨時申請案根據35 U.S.C. §119(e)主張2019年7月9日申請之題為USE OF ENDOTHERMIC MATERIALS IN ICE CONDENSER CONTAINMENTS之美國臨時專利申請案第62/871,898號之權益，該案之全部內容以引用的方式併入本文中。

在詳細解釋本發明之各個態樣之前，應注意，闡釋性實例在應用或使用上不限於附圖及描述中所繪示之部件之構造及配置之細節。闡釋性實例可在其他態樣、變型及修改中實施或併入，且可依各種方式來實踐或實行。此外，除非另有指示，否則本文中所採用之術語及表達係為描述闡釋性實例之目的而選擇，以方便讀者閱讀，而非對其進行限制。而且，將瞭解，以下描述之態樣、態樣之表達及/或實例之一或多者可與其他以下描述之態樣、態樣之表達及/或實例之任何一或多者組合。

如本文中所使用，除非上下文另外明確指出，否則單數形式之「一」、「一個」及「該」包含複數參考。

本文中所使用之方向性片語(諸如(例如(但不限於))頂部、底部、左、右、下、上、前面、背面及其變體)應與附圖中所展示之元件之定向有關，且除非另有明確說明，否則並不限制申請專利範圍。

除非另外指明，否則本發明中所使用之術語「約」或「大致」意謂如一般技術者所判定之一特定值之一可接受誤差，該誤差部分取決於該值如何經測量或判定。在某些實施例中，術語「約」或「大致」意謂在1、2、3或4個標準偏差內。在某些實施例中，術語「約」或「大致」意謂在一給定值或範圍之50%、20%、15%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%或0.05%內。

本文中所敘述之任何數值範圍旨在包含其中包含之所有子範圍。例如，一範圍「1至10」旨在包含在所述最小值1與所述最大值10之間(且包含)的所有子範圍，即，具有等於或大於1之一最小值及等於或小於10之一最大值。

為解決在一設計基準事故中使用冰作為一能量吸收器之問題，諸如一冷卻液流失事故或蒸汽管破裂事故，在本文中描述一種用以在此等事故狀況下維持吸收能量之更經濟且更簡單方式。如本文中所使用之設計基準事故由美國核監管委員會定義為：「一核設施必須經設計及建造以在不損失確保公共健康及安全所必需之系統、結構及組件之情況下承受之一假定事故。」

所提出之能量吸收器包括較佳為圓柱形管70之一總成100，該等管之各者含有一吸熱材料。總成100可包含管支撐結構76，作為將管70緊固在一起之一例示性方式。管70之總成可裝配在現有籃60中。在許多例項中，特別係在現有冰系統由吸熱能量吸收總成替換之情況下，可使用相同籃60。替代地，籃60可由經設計使得其等將緊固至現有對準柵格結構62之管束替換。用於將管70保持在適當位置之任何合適支撐結構將足夠。在一大能量釋放期間，能量吸收器總成100將完全替換現有冰在吸收能量中之功能。中間艙門52及所有製冷、冷卻及空氣處理設備將經移除，從而簡化結構。

參考圖6及圖7，展示例示性總成100。參考圖6，管70沿一支撐結構之輻條78分組且可包含穩定格柵72。在圖7中，各管70經保持在一支撐結構76中，且多個支撐結構76由連接至一周邊固持器80之具有一不同設計之穩定格柵72接合。在某些態樣中，該等管可經放置於現有籃60中。在某些態樣中，現有籃可用一帶孔外殼74替換，且支撐結構76及管70可包含於具有孔66之一外殼74中。管70可經密封或可用任何合適減壓閥68進行排氣(出於繪示性目的，僅以黑盒子形式顯示少數幾個。熟習此項技術者將認識到，可使用任何合適排氣構件對所有或一些管進行排氣或不對任意管進行排氣，且可將排氣閥或釋放閥置於管70上之其他位置)。在某些實例中，管70之一或多者包含爆裂台。

圓柱形管70係較佳的，因為其等以任何所要材料製造，在壓力下(外部及內部兩者)维持其等強度，且在熱傳遞應用中得到很好的理解。然而，熟習此項技術者將瞭解，可使用管70之其他構形，其中對材料及尺寸進行適當調整以在一核子反應器中使用期間(特別係在事故情況下)適應預期之壓力及溫度暴露。類似地，外殼74可為圓柱形的或可具有任何其他橫截面構形，其將容納一圍阻體結構10中所要之一能量吸收器總成100中之數個管70。管70可由碳鋼、不銹鋼或具有足夠熱傳遞及耐腐蝕性以滿足設計要求之其他核合格材料。在各個態樣中，管70可包含表面處理、散熱片24及將增強冷凝效能之非線性設計。

管束70可自籃之頂部軸向地裝載至籃60中。管70之高度將比籃60之高度短。在各個態樣中，管70可經定尺寸以允許複數個管70在一籃60中彼此上下堆疊。替代地，管70之高度可實質上相同於籃60，從而允許一些空間位於籃開口內且不在籃開口上方延伸，使得可將輻條78附接在總成100之頂部上方或末端上，如圖6中所展示。在某些態樣中，管70可延伸超過籃之開口，如圖7中所展示。在各個態樣中，管70經設計成在結構上承受堆疊及其他負載，此係避免損壞管或對準格柵62所需要的。

一吸熱材料將位於管70之內部。因為化學反應速率受壓力影響，因此在製造時應考慮諸如管材料之初始負載體積、自由體積及壓力容差之因數。初始計算表明，相對於冰，一圍阻體結構10中之總能量移除所需之吸熱材料量可能少於匹配初始爆裂瞬態能量吸收要求所需之吸熱材料量。

在操作期間，管70內之預期壓力並不重要。管壁厚度應足夠厚以承受來自管內化學反應之壓力，但足夠薄以允許熱量穿過管。此時，尚不能確切表明壓力將達到多高，但據信可能在10 s至不到100 s psi內。因而，薄壁管(例如，厚度小於3/100英吋至約1/100英吋可係有用的)。在至少一個實例中，薄壁管包括選自例如2/100英吋至約5/1000英吋之一範圍或例如5/100英吋至約1/1000英吋之一範圍之一厚度。薄壁管70將係有利的，因為其允許增加管中之吸熱材料之體積，減少結構重量，降低管成本及通過壁之溫度損失。溫度係將熱量轉移至吸熱材料中並驅動反應之一重要因數。

在現有核電廠中，一冰冷凝器廠將在一人員傷亡期間融化大量水。此硼酸化之融化水將成為集水池之部分。本文中所描述之能量吸收器總成100將不釋放水。因此，在各個態樣中，可改變更換燃料儲水槽(通常位於圍阻體結構外部之一大水槽(未展示)之容積，該大水槽經設計成在一事故之早期部分期間供水)及對噴灑泵自更換燃料儲水槽至作為一水源之集水槽30之切換時序的適當改變。在各個態樣中，可提供一較大或一額外更換燃料儲水槽及一化學緩沖劑源之一或兩者以抵消硼吸收器之酸度。當前，四硼酸鈉係冰中使用之硼形式並經固有緩衝。然而，更換燃料儲水槽水不使用此硼形式，因此必須提供一些緩衝構件。

在各個態樣中，管70中使用之吸熱材料包含能夠經歷一熱分解之化合物。在各個態樣中，在管70中使用之吸熱材料選自相對便宜之化學物質，該化學物質在發生一事故時能夠移除大量能量，其在操作圍阻體溫度下保持穩定，相當安全且與核能材料(為反應物及產物兩者)相容，且在允許能量吸收功能操作所需之所要溫度下操作。

一例示性吸熱材料係氨基甲酸銨(NH₄ (H₂ NCO₂ )(AC)。AC通過一吸熱化學反應吸收在一定溫度範圍內(大致10°C至60°C，與壓力有關)之能量，該能量可用於在一冰冷凝器之庫中冷凝。其體積能量移除大致係2760 MJ/m³ ，其大致係為冰之9倍。其反應產物係二氧化碳(CO₂ )及氨(NH₃ )，兩者均無害且兩者均已存在於反應器16及圍阻體結構10之主要側內，從而滿足材料之安全性及相容性要求。

當AC經加熱時，其隨著溫度及壓力變化而形成與固體平衡之CO₂ 及NH₃ 氣體。隨著蒸汽釋放至圍阻體中，蒸汽通過AC固持器加熱並在冷凝蒸汽時開始在容器內分解AC。在管之未排氣實施例中，CO₂ 及NH₃ 氣體保留在管中。壓力增加不足以引起管中任何洩漏。

此時，氨基甲酸銨係較佳吸熱材料。其似乎具有足夠效能，相對便宜，具有良性反應產物，可在80°F至120°F之所要溫度範圍內保持穩定，且易於獲得。可使用具有所要品質之其他合適吸熱材料，其中最重要的係其能量吸收能力、在正常操作條件期間之穩定性及安全性。

藉由使用漿液可緩解用吸熱材料裝載管。在各個態樣中，將氨基甲酸銨之一漿液與一液體混合。液體之候選者可包含丙二醇或乙二醇、酒精及水。漿液將用於填充各管70中之大部分(若並非全部)空間。填充之後可保留一些自由空間以容納使用中產生之氣體。經填充或經部分填充管70內之壓力可藉由用諸如氬氣之一非反應氣體回填管來調整，或相反地，藉由抽真空來調整。此後，將覆蓋管70。在各個態樣中，經覆蓋管70經密封以防任何洩漏。在各個態樣中，經覆蓋管70可(例如)藉由一減壓閥排氣，該減壓閥可依一合適已知方式連接至管蓋。

管70之表面積而非吸熱材料之化學動力學似乎係冷凝效能之驅動因數。必須理解管與吸熱化學物質之間的耦合關係以執行效能估算。管直徑、數目、壁厚及假定自由體積百分比最終將決定容納之化學物質之體積。然而，化學物質體積、管直徑、反應量及溫度將影響化學動力學，且因此影響每管區域移除之能量。在一瞬態事件期間，此等參數沿管之長度及時間變化。可對此等複雜相互作用以及一節點方法中之兩相流計算模型化，以估算藉由一給定組態達成之冷凝器效能。核安全法規GOTHIC對於此等計算可能有用。迄今為止使用GOTHIC的工作指示吸熱材料量可為簡單地匹配冰能夠移除之能量量所需之量之3至4倍。可實現移除總能量之300%至400%之一增加。此等計算展示，氨基甲酸銨化學效能足夠，並增強一漿液之多重益處以易於裝載。

在各個態樣中，與現有冰冷凝器設計相比，本文中所描述之能量吸收器總成用一吸熱化學能量吸收器(諸如氨基甲酸銨)替換冰，及/或用含有吸熱材料能量吸收器之薄壁管70 (例如，內徑範圍為0.25英吋至0.625英吋，三角形節距為1.25x至1.5x)之一圓柱形總成直接替換冰或冰及冰籃60。在各個態樣中，本文中所描述之能量吸收器總成使用具有一些自由體積之密封管70來調諧化學效能，並極大地簡化與化學產物干擾先前分析之安全機構/系統相關之問題。在各個態樣中，本文中所描述之能量吸收器總成使用一化學漿液作為增加效能及減輕管負載之一方式。在各個態樣中，本文中所描述之能量吸收器總成允許消除電廠內之製冷及製冰系統，及/或允許消除中間艙門。

在各個態樣中，本文中所描述之能量吸收器總成相對於原始冰改良能量吸收，其增加工廠承受超出設計基準條件之能力之一安全邊際。在某些態樣中，藉由使用更換燃料儲水槽與安全泵液槽之間的切換時間之一改變，更換燃料儲水槽中之額外技術規格體積要求(其可要求一添加槽)，及/或用以輸送四硼酸鈉及/或一合適緩衝液/硼形式以維持所要液槽化學物之方式之可能添加來替換非透過冰融化產生之污水。

本文中所描述之能量吸收器總成之利用為現有冰冷凝器發電廠帶來一或多個益處，諸如(例如)消除額外腔製冷需求，且因此消除系統；消除乙二醇系統，該系統冷卻冰室地板並具有專用冷卻器；消除停機期間(顯著停機活動)之昇華及冰稱重/重新填充之必要性；消除中間艙門；消除用以測試中間艙門(較低劑量)之開機狀態下之每週一次之圍阻體入侵；最小化停工成本、工期及人力需求；消除一些工廠之融冰問題；並提高超出設計基準事件之安全邊際。

在以下實例中闡述本文中所描述之標的之各個態樣。

實例1-一種用於在一核子反應器圍阻體結構中吸收能量之裝置，其包括：至少一個總成，其包括細長管；及一吸熱材料，其容納於該等細長管之各者中並佔據其大部分，其中該吸熱材料經構形以在該等細長管中進行一吸熱反應。

實例2-實例1中之裝置，其進一步包括用於保持該等細長管之支撐結構。

實例3-實例1或2中之裝置，其中該等細長管堆疊成一個總成位於另一總成之頂部上。

實例4-實例1至3中任一項之裝置，其中該等細長管之各者進一步包括未由該吸熱材料佔據之自由空間以容納在使用中藉由該吸熱材料之化學反應產生之氣體。

實例5-實例1至4中任一項之裝置，其中該等細長管係密封的。

實例6-實例1至4中任一項之裝置，其中該等細長管經排氣且進一步包括一減壓閥。

實例7-實例1至6中任一項之裝置，其中該吸熱材料係氨基甲酸銨。

實例8-實例7中之裝置，其中該等細長管經排氣且氨基甲酸銨反應產物在一排氣動作中經釋放作為該核子反應器圍阻體結構中之污水中之一緩衝液。

實例9-實例1至8中任一項之裝置，其中該吸熱材料呈一漿液之形式。

實例10-實例9中之裝置，其中該漿液包括與氨基甲酸銨混合之一液體。

實例11-實例10中之裝置，其中該液體係一溶劑。

實例12-實例10或11中之裝置，其中該液體選自由水、醇、乙二醇及丙二醇組成之群組。

實例13-實例1至12中任一項之裝置，其中該等細長管之至少一者係圓柱形的。

實例14-實例1至13中任一項之裝置，其中該等細長管之至少一者係非圓柱形的。

實例15-實例1至14中任一項之裝置，其中該等細長管之各者具有一壁，該壁具有範圍自小於3/100英吋至1/100英吋之一厚度。

實例16-實例1至15中任一項之裝置，其中該吸熱材料量足以在由一事故引起之一初始能量釋放中自一圍阻體結構移除能量且足以在燃料衰減期間後續移除熱量。

實例17-實例1至16中任一項之裝置，其中該等細長管具有散熱片。

實例18-實例1至17中任一項之裝置，其中該等細長管包括一非線性構形以增強冷凝效能。

實例19-一種用於在一核子反應器圍阻體結構中吸收能量之裝置，其包括：至少一個總成，其包括細長管；及一化合物，其經構形以在該等細長管中進行一熱分解，其中該等細長管至少部分由該化合物佔據。

實例20-實例19中之裝置，其進一步包括用於固持該等細長管之支撐結構。

熟習此項技術者將認識到，一般而言，本文中，且尤其係在隨附申請專利範圍中使用之術語(例如，隨附申請專利範圍之主體)通常旨在作為「開放式」術語(例如，術語「包含」應解釋為「包含(但不限於)」，術語「具有」應解釋為「至少具有」，術語「包含」應解釋為「包含(但不限於)」等)。熟習此項技術者將進一步理解，若預期一特定編號之一引導申請專利範圍敘述，則將在申請專利範圍中明確敘述此一意圖，且在缺乏此敘述之情況下不存在此意圖。例如，作為理解之一輔助，以下隨附申請專利範圍可含有引導性片語「至少一」及「一或多個」之使用以引導申請專利範圍敘述。然而，不應認為此等片語之使用暗示藉由不定冠詞「一」導入一請求項敘述將含有如此導入之請求項敘述的任意特定請求項限於僅含有一個此種敘述之請求項，即使在相同請求項包含導入性片語「一或多」或「至少一」及諸如「一」之不定冠詞(例如，通常應將「一」解譯為意謂「至少一」或「一或多」)時亦如此；用於導入請求項敘述之定冠詞的使用亦為此理。

另外，即使明確地敘述一特定數目個經導入請求項敘述，熟習此項技術者亦應認識到，通常應將此種敘述解譯為意謂至少該所敘述之數目(例如，無其他修飾語情況下裸露敘述「兩個敘述」通常意謂至少兩個敘述，或兩個或更多個敘述)。此外，在其中使用類似於「A、B及C等之至少一者」之一慣例之該等例項中，一般而言，此一結構有意使熟習此項技術者瞭解該慣例(例如，「具有A、B及C之至少一者之一系統」將包含(但不限於)僅具有A、僅具有B、僅具有C、具有A及B、具有A及C、具有B及C及/或具有A、B及C等之系統)。在使用類似於「A、B或C之至少一者」之一慣例之該等例項中，一般而言，在熟習此項技術者瞭解該慣例之意義中需要此一結構(例如，「具有A、B或C之至少一者之一系統」將包含(但不限於)僅具有A、僅具有B、僅具有C、具有A及B、具有A及C、具有B及C，及/或具有A、B及C等之系統)。熟習此項技術者將進一步瞭解，無論在描述、申請專利範圍或圖式中，呈現兩個或兩個以上替代術語之實際上一反意字詞及/或片語通常應理解為涵蓋包含術語之一者、術語之任一者或兩個術語之可能性，除非上下文另有指示。例如，片語「A」或「B」將被理解為包含「A」或「B」或「A及B」之可能性。

關於隨附申請專利範圍，熟習此項技術者將瞭解，其中所敘述之操作通常可依任何順序執行。而且，儘管以一或多個順序呈現各種操作流程圖，但應理解，可依與所繪示之順序不同之其他順序來執行各種操作，或可同時執行各種操作。除非上下文另有指示，否則此等替代排序之實例可包含重疊、交錯、中斷、重新排序、遞增、準備、補充、同時、反向或其他變體排序。此外，除非上下文另有指示，否則諸如「對……作出回應」、「與……有關」或其他過去時形容詞之術語通常不旨在排除此等變體。

值得注意的係，對「一個態樣」、「一態樣」、「一實例」、「一個實例」及其類似者之任何引用意謂結合該態樣描述之一特定特徵、結構或特性包含與至少一個態樣中。因此，貫穿說明書之各個地方出現之片語「在一個態樣中」、「在一態樣中」、「在一實例中」及「在一個實例中」並不一定全部係指同一態樣。此外，可在一或多個態樣中依任何適合方式組合該等特定特徵、結構或特性。

本說明書中提及及/或在任何申請資料表中列出之任何專利申請、專利、非專利公開或其他揭示材料藉由引用的方式併入本文中，只要併入之材料與本文不矛盾即可。因而且在必要程度上，如本文中所明確闡述之本發明取代藉由引用的方式併入本文中之任何衝突材料。據說藉由引用的方式併入本文中但與本文中所闡述之現有定義、聲明或其他揭示材料衝突之任何材料或其部分將僅在不使所併入之材料與現有揭示材料之間產生衝突之程度下併入。

術語「包括」(及包括之任何形式，諸如「包括(comprises)」及「包括(comprising)」)、「具有」(及具有之任何形式，諸如「具有(has)」及「具有(having)」)、「包含」(及包含之任何形式，諸如「包含(includes)」及「包含(including)」)及「含有」(及含有之任何形式，諸如「含有(contains)」及「含有(containing)」)係開放式連系動詞。因此，「包括」、「具有」、「包含」或「含有」一或多個元件之一系統擁有彼等一或多個元件，但不限於僅擁有彼等一或多個元件。同樣地，「包括」、「具有」、「包含」或「含有」一或多個特徵之一系統、裝置或設備之一元件擁有彼等一或多個特徵，但不限於僅擁有彼等一或多個特徵。

總之，已描述由於採用本文中所描述之概念而產生之眾多益處。為說明及描述之目的，已給出一或多種形式之前述描述。並非意欲排除或限制所揭示之精確形式。根據以上教導，修改或變化係可行的。選擇及描述一或多種形式係為繪示原理及實際應用以藉此使一般技術者能夠利用各種形式及具有適合預期之特定用途之各種修改。意圖係隨此提交之申請專利範圍界定整體範疇。

10:圍阻體結構 11:管道 12:外周邊壁 14:內壁 16:反應器 18:冰庫 20:蒸汽產生器 22:更換燃料腔 24:散熱片 26:分隔物 28:可移除板 30:再循環貯槽 32:蓄液器 34:管道環 36:冷卻劑泵 38:管道 40:上噴灑系統 42:下噴灑系統 44:艙門 46:上增壓室 48:起重機 50:下隔熱入口門 52:中間艙門 54:頂艙門 56:冰籃總成 58:空氣處理單元 60:冰籃 62:對準格柵 64:反應器腔 66:孔 68:減壓閥 70:圓柱形管 72:穩定格柵 74:外殼 76:支撐結構 78:輻條 80:周邊固持器 100:總成

在隨附申請專利範圍中具體闡述本文中所描述之實施例之各種特徵。然而，根據以下結合如下附圖之描述，可理解關於組織及操作方法之各種實施例及其優點：

圖1係在芬蘭建造並具有水平定向之產生器之一先前技術圍阻體結構之一截面圖，其展示圍繞一反應器之冰冷凝器。

圖2係在美國之若干地方建造之一先前技術壓水反應器圍阻體結構之一剖視圖，其展示反應器、垂直定向之蒸汽產生器、冰冷凝器及一習知壓力水反應器之相關組件的配置。

圖3展示將容納於一冷凝器中之代表性冰籃。

圖4係一例示性圍阻體結構之一俯視截面圖，其展示二十四個冰庫及設備隔室。

圖5繪示一冰冷凝器之上增壓室，其展示中間及上艙門以及冰籃。

圖6係一例示性核燃料總成之一圖解說明，其包含可用吸熱材料填充之圓柱形管束。

圖7係包含可用吸熱材料填充之圓柱形管束之一例示性核燃料總成之一圖解說明，其展示一可選穿孔外殼。

貫穿若干視圖，對應元件符號表示對應部分。本文中所闡述之實例以一種形式繪示本發明之各種實施例，且此等實例不應依任何方式解釋為限制本發明之範疇。

24:散熱片

70:圓柱形管

72:穩定格柵

78:輻條

100:總成

Claims (20)

1. 一種用於在一核子反應器圍阻體結構中吸收能量之裝置，其包括： 至少一個總成，其包括細長管；及 一吸熱材料，其容納於該等細長管之各者中並佔據其大部分，其中該吸熱材料經構形以在該等細長管中進行一吸熱反應。
2. 如請求項1之裝置，其進一步包括用於固持該等細長管之支撐結構。
3. 如請求項2之裝置，其中該等細長管堆疊成一個總成位於另一總成之頂部上。
4. 如請求項1之裝置，其中該等細長管之各者進一步包括未由該吸熱材料佔據之自由空間以容納在使用中藉由該吸熱材料之化學反應產生之氣體。
5. 如請求項1之裝置，其中該等細長管係密封的。
6. 如請求項1之裝置，其中該等細長管經排氣且進一步包括一減壓閥。
7. 如請求項1之裝置，其中該吸熱材料係氨基甲酸銨。
8. 如請求項7之裝置，其中該等細長管經排氣且氨基甲酸銨反應產物在一排氣動作中經釋放作為該核子反應器圍阻體結構中之污水中之一緩衝液。
9. 如請求項1之裝置，其中該吸熱材料呈一漿液之形式。
10. 如請求項9之裝置，其中該漿液包括與氨基甲酸銨混合之一液體。
11. 如請求項10之裝置，其中該液體係一溶劑。
12. 如請求項10之裝置，其中該液體選自由水、醇、乙二醇及丙二醇組成之群組。
13. 如請求項1之裝置，其中該等細長管之至少一者係圓柱形的。
14. 如請求項1之裝置，其中該等細長管之至少一者係非圓柱形的。
15. 如請求項1之裝置，其中該等細長管之各者具有一壁，該壁具有範圍自小於3/100英吋至1/100英吋之一厚度。
16. 如請求項1之裝置，其中該吸熱材料量足以在由一事故引起之一初始能量釋放中自一圍阻體結構移除能量且足以在燃料衰減期間後續移除熱量。
17. 如請求項1之裝置，其中該等細長管具有散熱片。
18. 如請求項1之裝置，其中該等細長管包括一非線性構形以增強冷凝效能。
19. 一種用於在一核子反應器圍阻體結構中吸收能量之裝置，其包括： 至少一個總成，其包括細長管；及 一化合物，其經構形以在該等細長管中進行一熱分解，其中該等細長管至少部分由該化合物佔據。
20. 如請求項19之裝置，其進一步包括用於固持該等細長管之支撐結構。

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