TW432389B - Core spray line coupling apparatus and methods - Google Patents

Description

P4 32 3 8 9 A/ ___B7__ 五、發明說明（！） 發明範圍 本發明係關於核子反應器及更特別係關於供在該反應器 之反應壓力容器中連接管路用之裝置及方法。 發明背景 沸水反應器（BWR)之反應壓力容器（RPV)通常係呈圓筒狀 及其兩端皆係密封，即利用一底端及一可拆下之頂端密封 。一核心遮蔽或簡稱遮蔽係環繞於核心四周，並藉—遮蔽 支撑結構支撑。 沸水反應器係多重管路系統，及該管路系統係用以輸送 水經過反應壓力容器。例如，核心喷灑管路係用以自反應 壓力容器外側供應水至反應壓力容器内之核心噴漢嘴霧器 。核心喷灑管路及噴霧器係供應水流至反應器核心。 應力腐蝕裂紋（SCC)係發生在浸於高溫水中之反應器组件 ，如結構構件’管路，緊固件，焊接點上常見之現象。反 應器組件係承受各種不同之應力，如熱膨脹差所產生之應 力’維持反應器冷卻水所需之操作壓力，及其他應力源， 如焊接，冷卻加工及不均勻金屬處理所殘餘之應力。此外 ，水之化學性質，焊接，熱處理及輻射係會増加組件中金 屬之應力腐蝕裂紋敏感性。 反應器内邵之管路’如T型護罩箱及核心嘴丨麗管路落水管 ，於發現應力腐蝕裂紋時，經常係需要更換。更換核心噴 遞管路時經常係需要拆下及更換該核心喷灑管路落水管。 松心貪擺官路落水官至遮叙之核·心喷麗噴霧零τ剂護罩箱 的連接，通常係於反應器構造時即安裝妥及難以接近。此 本纸張尺度適用申國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---.---;--------裝— <請先閱讀背面之注意事項再考寫本頁) 訂； -線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 f 臞4 32 3 8 9 A7 ------- 五、發明說明（2 ) 外，更換該核心喷灑管路落水管係因工作空間有限而相當 困難。 該核心噴灑管路落水管係包括一下彎接頭固定於一遮蔽 滲透熱套筒。安裝一更換用之落水管於反應器中時，以原 <又计係4更換之下彎接頭必需烊接至遮蔽上。但如前述 ’反應器之此一區域係難以接近。 所希望係提供一種裝置，該裝置係便於更換連接至遮蔽 核心喷灑噴霧器T型護罩箱之核心噴灑管路落水管。也希 望該裝置係不需現場焊接即可安裝。 發明概述 本發明係關於一連接裝置，以供連接一更換用之管段至 一核子反應器中核心噴灑管路之斷裂落水管開口端。以不 需現場焊接方式連接一更換用之管段至落水管係可藉一連 接裝置達成，在一實例中，該裝置係包括一環形密封環， 該環係藉四支連接螺栓固定於一嚙合凸緣與一外殼之間。 琢密封環係具有一球形凸面之座。嚙合凸緣係包括—球形 凹面之座，以接納咸密封環之球形凸面座及一大致呈圓筒 形之管開口。該外殼係包括一大致呈圓筒形之密封環結合 邵份，以接納該密封環之一部份及一大致呈圓筒形之管開 口 ’該開口具有之内徑係恰能接納該落水管。該外殼係也 包括二橫向銷開口，該開口具有之内徑係恰能接纳該橫向 銷。橫向銷係通過已分別對正之外殼橫向銷開口及進入加 工於落水管之圓錐形橫向銷開口Μ密封環環座係坐於鳴合 凸緣之上及四支連接螺栓係通過其間並固定嚙合凸緣於外 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐） = ^ —* 裝--------訂：—^------線 (請先閱讀背面之注意事項再$寫本頁) A7 『432 3 8 9 五、發明說明（3 ) 殼。凸面座與凹面座係使落水管可以旋轉方式與連接裝置 錯開。外殼係也包括四楔形凹部以相等間隔環繞於外殼。 嚙合楔形件之構型係可置於楔形凹部中及形成外殼與落水 管外表面間之緊密配合。楔形件在外殼與落水管外表面間 之緊密、配合係具有抵播加諸於落水管連接處之變曲力矩。 定位銷係穿過外殼及適於壓緊配合於外殼中以固定楔形件 於定位。 欲安裝連接裝置時’現有落水管之下端部份係需去除， 例如，割除落水管接近下彎接頭之部份並自遮蔽拆除下彎 接頭。而後’以一具有垂直管段之替代用彎接頭安裝於反 應器中。一更換下彎接頭之方法係披露於〗998年1月2 9曰申 請建案之〇9扣15,429之專利申請中，並納入本發明參考D於 連接至彎頭及垂直管段至遮蔽前，係先連接嚙合凸緣至垂 直管段替代件。二橫向銷開口係加工於落水管中。 於密封環嵌入外殼結合部份後，落水管係伸入外殼中直 至落水管鄰近密封環爲止。而後’密封環之凸面座係坐落 於嚙合凸緣之凹面座之上，及嚙合凸緣係用四連接螺栓連 接至外殼。而後，落水管係用二橫向銷及四嚙合楔形件固 定至連接裝置上。 前述裝置以便於不用焊接即可更換一落水管之下端部份 。该連接裝置係提供一至落水管之垂直管替代件不滲漏連 接》 圖式簡單説明 _ _ 1係一反應器部份零件切除之透視圖； -6 - . . 震--------訂^------線 (請先閱讀背面之注意事項乒i，寫本頁〕 經濟部智.€.財產局員工消費合作杜印製 本紙張尺度適用中國國家標準（<:?1^)八4規格（21〇 297公釐） A7 432389 ----------- 五、發明說明（4) 圖圖2係根據本發明—實例之連接裝置部份零件切除之正視 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖3係圖2所示外殼之部份零件切除上視圖； 圖4係圖2所示連接裝置部份零件切除之側視截面圖。 詳細說明 圖1係反應器1 0部份零件切除之透视圖。一遮蔽1 2係環 繞於反應器10之核心（未示出）。冷卻水係於冷卻劑耗損時 ，經核心噴灑支管i4A及UB供應至反應器核心，該支管UA 及14B係分別連接至落水管2〇A及2〇B。支管14A及係自了 型接頭24處分出，該τ型接頭24係連接至核心喷灑冷卻水 供應管線2 5。落水管20Α係經Τ型箱2 8連接至遮蔽1 2 ’該τ 型箱28係連接至遮蔽12及一内喷霧器（未示出落水管 20Α及20Β係包括下彎接頭32Α及32Β ^下彎接頭32Α及323通 常係焊接至遮蔽1 2。更換落水管2〇α及20Β係因下彎接頭 32Α及32Β處之工作空間有限而難以接近。此難以接近之限 制係使焊接落水管之更換件相當困難。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 參閱圖2及圖3知，係一連接裝置36，該裝置包括一環形 密封環4 0，該環係藉四連接螺栓5〇Α, 50Β, 50C，及50D固定於 嘴合凸緣4 4與外殼4 8之間。密封環4 〇係包括一第一表面 54及一具有球形凸面座之第二表面56。嚙合凸緣44係包括 一球形凹面座60 ’及一大致呈圓筒形之管口 62。球形凹面 座6 0之内徑係恰能接納密封環環座5 8，以調節落水管20Α 與嚙合凸緣4 4間之不合。 _ 外殼4 8係包括一外殼凸緣6 4及一大致呈圓筒形之密封環 本紙張尺度_中@國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 '432389 ____ B7 _ 五、發明說明（5 ) 結合部份6 6自外殼凸緣6 4伸出。外殼凸緣6 4係包括一大致 呈圓筒形之管口 6 8。管口 6 8之内徑係恰能接纳該落水管 20A °外殼結合部份6 6之内徑係恰能接納該密封環4 0之一 部份，這樣，當凸緣4 4連接至外殼4 8時’密封環環座5 8即 坐落於嘴合凸緣座6 0之上。二橫向销70A及70B之大小係恰 能通過分別對正之外殼橫向銷開口 72A及72B以及加工於落 水管20A中之圓錐形橫向銷開口 74A及74B。橫向銷70A及 70B係等分軸向負荷及係分別藉自鎖螺帽76A及76B固定至外 殼4 8 〇 外殼4 8係更包括楔形凹部78A，78B, 78C,及78D，以相等 間隔環繞於外殼4 8之上，及其構型係適於定位料近落水管 20之楔形件80A，80B, 80C,及80D。定位銷開口 82A, 82B, 82C,及82D係穿過外殼4 8及其構型係適於定位銷84A, 8 4 B , 8 4 C ,及8 4 D通過外殼4 8及分別與楔形件80A, 80B, 80C，及 80D結合，以固定樓形件於定位。定位銷84A，84B，84C，及 84D之構型係具有壓力配合之開口 82A，82B, 82C,及82D » 參閱圖3及圖4知，嚙合凸緣4 4係包括四槽縫連接螺栓開 口 86A，86B, 86C，及86D，其大小適於接納連接螺栓50A, 50B, 50C,及50D «外殼凸緣6 4係包括四槽缝連接螺栓開口 88A, 88B, 88C,及88D(僅示出二螺栓），其大小適於接納接連 螺栓 50A，50B, 50C，及50D。 接連螺栓50A, 50B，50C,及50D之大小係適於通過嚙合凸緣 4 4與外殼4 8之間及各係包括二蜀墊片90A，90B, 90C，90D， 9〇έ，90F，90G,及90H (墊片90F及90H未示出）及自鎖螺帽92A， -8- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐）

If:---：--------------I — 訂--— II----*3^ <請先閱讀背面之注意事項再A寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 4 32 3 89 __B7__ 五、發明說明（6 ) 92B，92C，及92D。圓墊片 90A, 90B，90C, 90D，90E，90F，卯G, 及90H係具有供連接螺栓50A, 50B, 50C,及50D端與螺帽92A, 92B, 92C,及92D端用之平行表面。連接螺栓50A，50B, 50C,及50D係均分負荷，以偏心之負荷。 連接螺栓 50A，50B，50C,及50D與圓墊片 90A, 90B，90C, 90D， 90E，90F，90G,及9 0H係可，例如，用 INCONEL X-750製造 ，以得其強度及消除與自鎖螺帽92A，92B, 92C,及92D之磨 擦^連接裝置3 6之所有其他组件，包括密封環4 0，嗤合凸 緣44，外殼48及自鎖螺帽92A，92B, 92C,及92D係可，例如 ’用低碳316不銹鋼製造。根據本發明之一實例，連接螺栓 50A，50B, 50C,及50D係可用一種材料，例如，INCONEL X-750製造，其較低碳3 1 6不銹鋼具有較低之熱膨脹係數。因 具有低熱膨脹係數，連接螺栓50A, 50B，50C,及50D之張力， 於反應咨加熱至確保抗漏結合時，係會增加。 嚙合凸緣4 4係連接至管段替代件9 4。嚙合凸緣管口 6 2之 構型係適於連接至管段9 4之一末端9 8。 在更換包括下彎接頭32A之落水管20A下端部份時，在核 心噴灑支管14A與下彎接頭32A間之落水管20A係需切除。而 後’下彎接頭32A係自遮蔽T型箱2 8拆下。具有下彎接頭之 官段替代件9 4係可連接至遮蔽T型箱2 8，其方法係如1 998 年1月29日申請建案之09/01 5,429之專利申請之説明。管段 替代件9 4係用連接裝置3 6連接至落水管20A。 落水管20A係應修平及加工成圓形，及在落水管2〇a中， 通常以放電加工方式於接近落水管20A末端加工成形橫銷開 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） — ΙΊΙΙΊΙΙ1----裝！—訂------II 線 <請先閱讀背面之注意事項再ΐ寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 *432389 ___B7___ 五、發明說明（7 ) 口 74A及74B，以連接至連接裝置3 6。 首先，嚙合凸緣4 4係連接至管段替代件9 4於末端9 6，管 段替代件9 4即在該處連接至落水管20A。嚙合凸緣44至管 段替代件9 4之連接，通常係在下彎接頭32A及管段9 4藉焊 接至T型箱2 8之前完成。嚙合凸緣44通常係焊接至在反應 器外側之管段4 4及此項工作係在彎接頭32A連同管段替代 件94安裝於T型箱28中之前完成。 於密封環4 0嵌入外殼結合部份6 6後，落水管2 Ο A係伸入 外殼48中直至落水管鄰近密封環40爲止。而後，嚙合凸緣 4 4係定位於料近密封環4 0之處，這樣，密封環環座5 8係坐 落於球面座60之上。於圓墊片90E，卯F, 90G,及90H分別置 於連接螺栓50A, 50B, 50C,及50D之上後，連接螺栓50A, 50B, 50C，及50D係穿過嚙合凸緣連接螺栓開口 86A, 86B，86C，及 86D並與外殼連接螺栓開口 88A，88B，88C，及88D對正。槽缝 連接螺栓開口 86A，86B，86C,及86D係調節橫向銷70A及70B 之軸向與一切點或遮蔽1 2接觸表面間之不合。而後，圓墊 片90A，90B，90C，90D係分別置於料近外殼4 8之連接螺栓 5 0 A, 50B, 50C，及50D 上以及自鎖螺帽 92A，92B, 92C，及92D 係以旋緊方式結.合於連接螺栓50A，50B，50C，及50D。 橫向銷70A及70B係通過外殼橫向銷開口 72A及72B及對正 落水管20A橫向銷開口 74A及74B。當橫向銷70A及70B受扭 力後，橫向銷70A及70B係提供自落水管20A至外殼4 8之負 荷傳遞。負荷路徑係通過落水管20A，橫向銷70A及70B而進 入·外殼4 8，密封環4 0，凸緣4 4，接連螺栓50A，50B，50C，及 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） !ί!ί — ！ — — ·裝—!訂— — — I 線 <請先閱讀背面之注意事項再：^寫本頁) 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 蘑4 323 8 9 A7 _B7_ 五、發明說明（8 ) 50D而返回外殼4 8。橫向銷70A及70B係用自鎖螺帽76A及 76B固定。楔形件80A, 80B, 80C，及80D係於楔形凹部78 A， 78B，78C,及78D中。重力係致使楔形件80A, 80B, 8 0 C，及 80〇向下移動至楔形凹部78八，788,78(3，及78〇中形成外殼48 與落水管2 Ο A間之緊密配合。定位銷84A, 84B，84C，及84D 係嵌入開口 82A，82B, 82C，及82D，以確保於安裝及反應器操 作時，楔形件80A, 80B, 80C，及80D保持正確之定位。楔形件 80A，80B, 80C，及80D係抗拒加於連接裝置之彎曲力矩。而後 ，旋緊螺帽92A, 92B，92C，及92D，使密封環4 0夾於外殼4 8 與嚙合凸緣4 4之間，而形成連接裝置3 6與落水管2 Ο A間之 牢固結合。 連接結果係在允許落水管2 Ο A與管替代件9 4間之旋轉不合 下，提供一自落水管20A至T型箱2 8間之流體通路。此外， 連接裝置3 6係便利更換落水管20A，而不需在反應器中焊 接= 自前述本發明不同實例知，本發明之標的係己達成。雖 本發明係己詳細説明與圖示，故清楚瞭解本發明係僅欲以 圖説與範例説明，但並不僅限於此。因此，本發明之精神 與範園係僅以申請專利範園之説明限制之。 ----------------------訂· ：---1-----線 (請先閱讀背面之注意事項再4寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. §432389 A8B8C8D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 1 . 一種連接裝置（36)，係供在反應器中連接一核心喷灑管 路落水管（20)至一核心遮蔽用，該連接裝置（36)係包括： 一密封環（40)，係具有一第一環座（58); 一密封環（40)，係具有一第二基座（60)，係恰能接納 密封環環座（58)以調節落水管（20)之不合；及 二外殼（48)，係供固定該第一環座（5 8)至該第二基座 (60)用，該外殼（48)係包括至少一楔形凹處（78)，該楔形 凹處係適於定位一楔形件料近於該落水管（2〇)。 根據申請專利範圍第1項之連接裝置（36)，其中該外殼 (48)及該-齒合凸緣（44)係各具有一連接螺栓開口（88, 86 )， 及其中該連接裝置（36)係更進一步包括至少—接連螺栓 (50) ’於對正時，係適於通過該連接螺栓開口（別，8 6 )。 根據申請專利範圍第2項之連接裝置（36)，其中該禮合凸 緣連接螺栓開口（86)係槽縫。 根據申請專利範圍第2項之連接裝置（36)，係更進一步 包括至少一圓墊片（90)，該墊片係適於接納該接連螺栓 (50)。 根據申清專利範圍第2項之連接裝置（3 6)，其中該接連螺 检（50)之熱膨脹係數係低於該密封環（4〇)，該鳴合凸緣 (44) ’及該外殼（48)之熱膨脹係數。 根據申請專利範圍第1項之連接裝置（36)，其中該第一環 座（58)係一球形凸面之座及該第二基座（6〇)係一球形凹面 之座。 7. ’根據申請專利範圍第1項之連接裝置（3 6)，其中該落水 2. 3 . 6. 12 表紙張疋度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚 I-----------裝--------訂----I---I--線 f請先閱讀背面之注意事項再箏寫本頁) A8B8C8D8 ^ 32 3 8 9 六、申請專利範圍 管（20)係具有至少一橫向銷開口（74)，及其中該外殼（48) 係包括至少一橫向銷開口（72)，該開口係適於大致對正 於落水管橫向銷開口（74)，及至少一橫向銷（70)係適於通 過該外殼（48)及該落水管橫向銷開口（72, 74)。 8. 根據申請專利範固第1項之連接裝置（36)，係更進一步包 括至少一楔形件（80)，該楔形件係適於安裝至該楔形凹 .部（78)之中及接觸於該落水管（20)。 9. 根據申請專利範圍第8項之連接裝置（36)，其中該外殼 (48)係包括至少一定位銷開口（82)通過該外殼（48)至該楔 形凹部（78)，及該連接裝置（36)係更進一步包括至少一定 位銷（84)，該銷係適於安裝至定位銷開口（82)之中，及固 定該楔形件（80)於正確位置。 1 0 _ —種使用一連接裝置（36)之方法，該方法係包括一外殼 (4 8 )及一嚙合凸緣（44)，供在一核子反應器中連接一核 心噴ί麗管路落水管（20)至一垂直管段替代件（94)用，該方 法係包括步驟： 連接該嚙合凸緣（44)至該管段替代件（94)之一端； 連接該落水管（20)至該外殼（48);及 連接該嚙合凸緣（44)至該外殼（48)。 1 1 .根據申請專利範圍第1 〇項之方法，其中該連接裝置（36) 係更進一步包括至少一楔形件（8〇)，及該外殼（48)係更進 一步包括至少一楔形凹部（78)，該楔形凹部（78)係適於使 β樓形件（80)定位於鄰近該落水管（2〇)，及連接該嚙合凸 緣（44)至該外殼（48)係更進一步包括定位該楔形件（8〇)於 -13- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4^格（210 X 297公釐） -i!i·裝-1!!訂.！.!1!!線 {請先閱讀背面之注意事項再ί/寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 臛4 32 ^8 9 A8 B8 C8 D8 經濟郤智慧財產局員工消費合作杜印製 六、申請專利範圍 該楔形凹部（78)中之步驟，這樣，即形成該外殼（48)與該 落水管（20)間之緊密配合β 、μ 12.根據申請專利範圍第"項之方法，其中該連接裝置 係包括一密封環（40)，及連接該嚙合凸緣（44)至該外殼 (48)係更進一步包括結合該密封環（40)於該外殼（48)與該 嚙合凸緣（44)間之步驟。 根據申請專利範圍第12項之方法，其中該連接裝置（36) 係更進一步包括至少一連接螺栓（50)，及該外殼（48)及該 鳴合凸緣（44)係各具有一連接螺栓開口（ 88, 86)，及連接 琢嘴合凸緣（44)至該外殼（48)係更進一步包括使該連接螺 检（50)穿過該嚙合凸緣及該外殼連接螺栓開口（88, 86)之 步驟。 1 4 .根據申請專利範圍第1 3項之方法，其中該連接裝置（3 6) 係更進一步包括至少一橫向銷（70)，該落水管（2〇)係包括 至少一橫向銷開口（74)，及該外殼（48)係更進一步包括至 少—％向销開口（72) ’該開口係適於大致對正於該落水 官橫向銷開口（74) ’及連接該落水管（20)至該外殼（48)係 更進—步包括使該橫向銷（7〇)穿過該外殼橫向销開口（72) 及己對正之該落水管橫向銷開口（74)。 1 5 ·根據申請專利範圍第1 1項之方法，其中該外殼（48)係更 進—步包括至少一定位銷開口（82)通過該外殼（48)至至少 —楔形凹部（78)，及該連接裝置（36)係更進一步包括至少 —定位銷（84) ’該銷係適於安裝至定位銷開口（82)之中， 及該落水管（20)至該外殼（48)係更進一步包括使該定位銷 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再i/寫本I ) ί ·*Μ° 丁 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 A8 B8 r 1^43238^ D8 六、申請專利範圍 (84)穿過該定位銷開口（82)固定該楔形件（80)於正確位置 之步驟。 -15- .^1 nf n n n I .^1 ^1- an n I I n It n t— _i ί i- t (請先閱讀背面之注意事項再堉寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）