TW544691B

TW544691B - Reinforced concrete containment vessel and nuclear reactor

Info

Publication number: TW544691B
Application number: TW090128953A
Authority: TW
Inventors: Perng-Fei Gou; Harold Edward Townsend; Carl Rainey; Gary Wayne Ehlert; Enrique Rafael Solorzano
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2000-12-07
Filing date: 2001-11-22
Publication date: 2003-08-01
Also published as: EP1213725B1; JP2002214379A; US20020071514A1; CN1357894A; DE60105744T2; EP1213725A1; DE60105744D1; US6563900B2; JP4226243B2

Description

544691 A7 ----------B7 五、發明説明（彳）發明背景本發明係關於核反應器，及更特別係關於供一強化混凝土包封容器開口用之強化環形板，該外殼係密封一核反應器。孩包封容器係一核能發電廠中必要之組件。該外殼係於該外殼中組件故障時可防止輻射材料外洩。通常，包封容器係用強化混凝土構造及其形狀係以圓筒形外殼支撐於一強化混凝土基礎之上及頂部用一強化混凝土板閉合。強化混凝土包封容器（RCCV)穿孔係使蒸汽管線，給水管線 ’緊急冷卻管線，測試設備及控制線路，及/或電力線之通過。此外，在圓筒形外殼中開口通常係需要，以供裝備及人員之進出。一強化混凝土包封容器係會在任何時間承受各種不同之負％ ’如結構負荷，地震負荷，流體動力負荷，冷卻液突然流失所造成之内部壓力負荷，及管路支撐所造成之反應負荷。結果，強化混凝土包封容器通常係用很粗之強化條鋼或鋼筋，以處理前述之負荷。當該強化棒遭遇該強化混凝土包封容器之供穿孔或進出用的大型開口時，該強化棒係必須終止。結果係造成該強化棒中斷，進而影響負荷之傳遞及減低維持平衡之能力。結果’更多強化棒或強化鋼架係經常安裝於該開口之四周’以利負荷之傳遞。但此係導致更多之問題，即使結構及強化混凝土包封容器構造複雜化。另一解決方式係在局部增加該開口四周之外殼厚度。但厚度增加係會佔用空間 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) "" 544691 A7 ________ B7 五、發明説明（2 ) 及有時係會干擾重要反應器組件之配置及其鄰近區域之結構。結果’最好係提供一負荷傳遞機構，供一強化混凝土包封容器中開口四周強化棒之用。發明概述在一作範例用之實例中，一供核能發電廠核反應器用之強化混凝土包封容器（RCCV)係包括一圓筒形外殼，該外殼係具有一側壁，該側壁至少具有一開口。該強化混凝土包封容器係也包括複數強化棒，至少該複數強化棒之一係在該側壁開口處·中斷開口。一具有一開口之強化板係置於該圓筒形外殼側壁中，這樣，該強化板之開口係對正於該側壁開口及該中斷之強化棒係連接至該強化板。一穿孔套筒係置於該強化板開口中。該穿孔套筒係具有一外徑，該外徑係小於與之對應強化板開口的直徑，及係固定於該強化板。強化棒係包括垂直強化棒及水平卡箍強化棒。強化棒終端器係連接該強化棒至該強化板。該強化棒及該強化板係用結構鋼製造。圖式簡單說明圖1係根據本發明一實例之密封在一強化混凝土包封容器中的一滞水核能反應器壓力容器，於部份切除後之正視截面圖；圖2係圖1所示包括複數強化板之該強化混凝土包封容器圓筒形外殼之部份截面頂視圖；圖3係圖2所示一強化板正視圖；圖4係根據本發明另一實例之二焊接在一起之強化板正視本纸張尺度適用τ _冢標準(CNS)細^(2腦撕公董) 一— 544691

rsj · 圖，圖5係根據本發明另一實例之具有強化棒延長部份的強化板正視圖；圖6係圖5所示該強化板及強化棒延長部份上視圖；圖7係根據本發明另一實例之具有強化棒延長部份的部份強化板上視圖；圖8係圖2所示用二板段形成之強化板側視圖。發明詳細說明圖Η系一沸水核能反應器1〇，於部份切除後之正視剖面圖。本發明係可同樣地應用於其他型別之核反應器，及反應器10之說明，其目的係僅在說明而非設限。反應器1〇係包括一反應器壓力容器（RPV)12 ,該容器通常係呈圓筒形及係以一底盤14密封一端與用一活動頂蓋16密封另一端。反應器10係位在一強化混凝土包封容器中（RCCV)18，該外殼係包括一側壁20。強化混凝土包封容器側壁2〇係包括開口（未示於圖1)，以接受蒸汽管線，給水管線，緊急冷卻管線，測試設備及控制線路，電力線，裝備進出口及/或人員進出口（未示出）。反應器壓力容器12係包括一圓筒形爐心護罩22環繞於反應器爐心24。護罩22係藉護罩支撐構件26支撐於一端及係包括一活動式護罩蓋28在另一端。環形套筒30係形成在護罩22及一反應器壓力容器側壁32之間《—呈環狀之泵層面 34係延伸於護罩支撐構件26與反應器壓力容器側壁32。泵層面3 4係包括複數圓形開口 3 6，每一開口係容納一噴射泵 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 544691 A7 _____B7 五、發明説明（4 ) 總成3 8。噴射泵總成3 8係環繞爐心護罩22周邊配置。熱量係由包括可裂變物質燃料束40之爐心24產生。循環通過爐心24之水係至少部份轉換成蒸汽。蒸汽分離器42係自水分離蒸汽’水係再循環。剩餘之水係藉蒸汽乾燥器44 自蒸汽移除。該蒸汽係經接近容器頂蓋16處之蒸汽排汽46 排於反應器壓力容器10之外。爐心24產生之熱量係藉插入或抽出中子吸收材料控制棒 48控制。控制棒48插入燃料束40係吸收中子，而控制棒48 抽出時，該中子即可用以促進連鎖反應使爐心24產生熱量。控制棒引導管50係於插入及抽出時保持控制棒48垂直運動。控制棒驅動裝置52係致使控制棒48插入及抽出。控制棒驅動裝置52係通過底盤14。燃料束40係藉位在爐心24基座之一爐心板54對準。當燃料束放入爐心24中時，一上引導56係對準燃料束40。爐心板54及上引導56係藉爐心護罩22支撐。圖2係強化混凝土包封容器側壁20具有開口 58處之上視截面圖，其範圍係自側壁20之外表面60至内表面62。開口 58 係設置，以接納蒸汽管線，給水管線，緊急冷卻管線，測試設備及控制線路，電力線，裝備進出及/或人員進出（未示出）。強化棒64係在側壁開口 58處終止。強化棒64係包括垂直強化棒66(如圖3所示）及水平卡箍強化棒68。強化棒66係連接至強化板70。強化棒66及強化板70你可用任何適合之材料製造，例如，結構鋼。圖3係強化板70之正視圖。強化板70係大致呈正方形及係 -7 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) ^ 544691 A7 ____B7_ 五、發明説明（5 ) 包括一開口 72，該開口係對正一側壁開口 58 (如圖2所示）。強化板開口 72係大致呈圓形。在另一實例中，強化板7〇及/ 或開口 72係可具有不同之形狀，如多角形或橢圓形。複數層強化棒64係用強化棒終端器76連接至強化板7〇。強化板70係包括一外凸緣78在周邊緣80處，該凸緣係圍繞於強化板中間部份82。強化棒終端器係連接至外凸緣78。一強化板内凸緣84係鄰近強化板開口 72及尺寸係恰可接納一穿孔套筒86，該套筒係固定於強化板内凸緣84 ^穿孔套筒86係包括一空腔88，以接納蒸汽管線，給水管線，緊急冷卻管線，測試設備及控制線路，或電力線（未示出）。在一實例中，外凸緣78係具有一大於内凸緣84之厚度，而内凸緣84之厚度係大於中間部份82之厚度。在另一實例中，強化板開口 72之直徑係大於對應穿孔套筒86之外徑。換言之，強化板開口 72係具有大於穿孔套筒86内徑之直徑加二倍穿孔套筒壁90厚度之直徑。強化板7 0係以置強化板7 〇於對應側壁2 0中開口 5 8之位置方式，安裝於強化混凝土包封容器側壁2〇(如圖丨所示）。垂直及水平卡箍強化棒66及68係耦合於強化棒終端器 76，該強化棒終端器係連接於強化板7〇。一穿孔套筒％係位於強化板開口 72中及係固定於強化板内凸緣料，如用焊接方式。而後，混凝土係係用以形成強化混凝土包封容器側壁20。圖4係二強化板7〇在一外緣接觸區92連接在一起所形成雙強化板94之正視圖。強化板7〇係與接觸區92焊接在—起，及

544691

強化板70係在接觸區92不包括凸緣74。在本實例中，強化混凝土包封容器側壁20係具有二相鄰之開口（未示出），以接納二穿孔（未示出）。垂直強化棒66及水平卡箱強化棒^係分別終止於各開口四周。因此，垂直強化棒66及水平卡箍強化棒68係用強化棒終端器76連接於強化板几之外凸緣 74。此特定構型係提供，以說明強化板之組合係在容納複數相鄭之強化混凝土包封容器側壁開口。本發明係可實作成數量及相關位置，相似或不相似圖4所示之特定構型的不同構型之相鄰側壁開口。因此，圖4所示之強化板 70構型係僅作說明目的之用，而不限制其構型。因此，多功強化板係彼此相鄰配置，以容納一側壁開口所容納之複數穿孔套筒86。圖5係強化板9 6之正視圖，該強化板係包括根據本發明另一貝例之一不連續的強化板外緣9 8。凸緣9 8係部份環繞於一強化板之中間部份100。特定言之，外緣98係沿一第一側邊102及一相對之第二側邊} 〇4環繞於強化板％。強化板 96係包括強化棒延長部份1〇6。垂直強化棒66係連接於強化棒終端器76，該終端器係連接至延長部份1〇6。延長部份 106係焊接於強化板中間部份10〇。圖6係強化板96第一側邊1 〇2之上視圖。強化棒延長部份 106係連接至強化板中間部份10〇。特定言之，垂直強化棒 66係連接至終端器76 ,該終端器係連接至一延長板1〇8。延長板108係連接至延長凸緣110，該凸緣係連接至強化板中間部份100。延長部份106係可消除水平卡箍強化棒68，垂本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 544691 A7

直強化棒6 6 ’及強化板9 6間之偏心度。圖7係根據本發明另一實例之強化板112上視圖。複數強化棒延長部份114(僅示一延長部份）係耦合於強化板112。強化棒延長部份114係包括支架116，該支架係接納終端器％。支架116係連接至一強化板之中間部份丨丨8。強化棒延長部份114係在接納一未對準垂直強化棒強化棒66而對準於水平強化棒68之強化板112。強化板96及112係可包括相似或不相似於強化棒延長部份 106及114之不同強化棒延長部份。因此，特定構型強化棒係予討論，強化棒延長部份1〇6及114係僅作說明目的之用 ’而非限制本發明於任何構型之強化棒延長部份。此外，於不脫離本發明範圍情況下，不同之強化棒延長部份構型係可與不同強化棒終端器構型組合使用。圖8係用數強化板段12〇及122構成之強化板70正視圖。該強化板段120及122係在工地以焊接連接在一起，以利及時安裝。特定言之，強化板70係用二半板段120及122構成，沿一水平中心線係具有一缝構件124。前述之強化板70，96，及112係提供一正確可靠之方法，供負荷通過強化混凝土包封容器側壁20中強化棒64終止之開口 58。強化板70，96，及112係可消除於鄰近開口 58處過度使用強化棒64之問題，以及消除增加鄰近開口 58處強化混凝土包封容器側壁20厚度之問題。此外，使用強化板70 ，96，及112構造強化混凝土包封容器18係可縮短與改進構造時程。而且，當開口 5 8之直徑大於強化混凝土包封容器 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 544691 A7 B7 五、發明説明（A ) 〇側壁20厚度時，強化板70，96，及112係特別有用。本發明雖以不同實例說明，精此技藝者熟知，本發明係可在不脫離申請專利範圍之精神與範圍下作修改。主要元件符號說明 10核能反應器 66 強化棒 12反應器壓力容器（RPV) 68 水平卡箍強化棒 14底盤 70 強化板 16頂蓋 72 α 18鋼筋混凝土包封容器 76 強化棒終端器 20側壁 78 外凸緣 22護罩 80 周邊緣 24反應器爐心 82 強化板中間部份 26護罩支撐構件 84 内凸緣 28護罩蓋 86 穿孔套筒 30環形套筒 90 穿孔套筒壁 32 RPV側壁 92 外緣接觸區 34泵層面 94 強化板 36圓形開口 96 強化板 38噴射泵總成 98 強化板外緣 40燃料束 100 強化板中間部份 42蒸汽分離器 102 第一側邊 44蒸汽乾燥器 104 第二側邊 46蒸汽排汽 106 強化棒延長部份 48控制棒 108 延長板 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐) 544691 A7 B7 五、發明説明（ 50 控制棒引導管 110 52 控制棒驅動裝置 112 54 爐心板 114 56 上引導 116 58 開口 118 60 外表面 120 62 内表面 122 64 強化棒 124 延長凸緣強化板強化棒延長部份支架強化板中間部份強化板段強化板段缝構件 12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

Claims

D8 六、申請專利範圍 7. 如申清專利範圍第6項之強化混凝土包封容器（丨8)，其中該強化棒終端器（76)係耦合於該至少一中斷之強化棒（64) 及係連接至該強化板之一周邊凸緣（78)。 8. 如申凊專利範圍第1項之強化混凝土包封容器（丨8)，其中每一该強化板（7〇)係包括一大致呈多邊形或圓形之形狀。 9·如申请專利範圍第1項之強化混凝土包封容器（1 8)，其中该至：> 一強化板（70)係包括二強化板，該強化棒板係沿對應邊焊接在一起。 1 0.如申凊專利範圍第1項之強化混凝土包封容器（丨8)，其中該至少一強化板（70)係包括複數強化板段（12〇，122)，該強化板段係焊接在一起形成一強化板。 11. 如申請專利範圍第1項之強化混凝土包封容器（丨8)，其中每一孩強化板（70)係包括複數延長部份（1〇6)，該強化板延長部份係連接該強化板於該至少一中斷之強化棒（64)。 12. 如申請專利範圍第1項之強化混凝土包封容器（丨8)，其中每一該強化板（70)係包括鋼。 1 3 . —種核反應器（1 〇)，係包括一密封於一強化混凝土包封容益（18)之反應器壓力容器（丨2)，該強化混凝土包封容器係包括：一側壁（20)，該側壁係至少具有一開口（5 8); 複數強化棒（64)，至少該複數強化棒之一係在該至少一開口處中斷；及 -2- 544691 8 8 8 8 A BCD 夂、申請專利範圍至少一強化板（70)係位在該側壁中，每一該強化板係包括至少一開口（72)大致對準於一對應側壁開口，每一該強化板.係連接於至少一中斷之強化棒。 14·如申請專利範圍第13項之核反應器（1〇)，其中每一該強化板（70)係包括一凸緣（78)，該凸緣係至少環繞該強化板之部份周邊。 1 5·如申請專利範圍第13項之核反應器（10)，係更進一步包括至少二穿孔套筒（86)，每一該穿孔套筒係伸延通過一對應之強化板開口（72)及通過一對應之側壁開口（58)，每一違牙孔套同係具有一小於對應強化板開口之外徑。 1 6.如申請專利範圍第15項之核反應器（10)，其中每一該穿孔套筒（86)係固定一對應之強化板。 17，如申請專利範圍第1 3項之核反應器（10)，其中該複數強化棒（64)係包括複數垂直強化棒（66)及複數水平卡箍強化棒（68) 〇 18·如申請專利範圍第13項之核反應器（10)，其中該至少一強化板（70)係包括至少一強化棒終端器（76)，該強化棒終端器（76)係耦合於該至少一中斷之強化棒（64)及係連接至該強化板之一邊緣（80)。 19·如申請專利範圍第18項之核反應器（10)，其中該強化棒終端器（76)係耦合於該至少一中斷之強化棒（64)及係連接至該強化板（70)之一周邊凸緣（78)。 20.如申請專利範圍第13項之核反應器（10)，其中每一該強化板（70)係包括一大致呈多邊形或圓形之形狀。本紙張尺度適财0 @家辟(CNS) Μ規格(2lG χ 297公爱) 544691 A8 B8 C8 申sg專利範圍 21·如申請專利範圍第13項之核反應器（10)，其中該至少一強化板（7〇)係包括二強化板，該強化棒板係沿對應邊焊接在一起。 22,如申請專利範圍第13項之核反應器（10)，其中該至少一強化板（70)係包括複數強化板段（120，122)，該強化板段係焊接在一起形成一強化板。 23·如申請專利範圍第13項之核反應器（10)，其中每一該強化板（7b)係包括複數延長部份（1〇6)，該強化板延長部份係連接該強化板於該至少一中斷之強化棒（64)。

本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）