TWI261845B

TWI261845B - Inspection apparatus for examining jet pump beams in nuclear reactors

Info

Publication number: TWI261845B
Application number: TW091134326A
Authority: TW
Inventors: Rodolfo Paillaman; Trevor James Davis
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2002-01-30
Filing date: 2002-11-26
Publication date: 2006-09-11
Also published as: DE10302272A1; JP2003255075A; US6625244B2; SE527920C2; JP4281897B2; SE0300220D0; TW200302491A; US20030142777A1; SE0300220L; DE10302272B4

Description

1261845 ⑴ 玖、發明說明 (發明賴應㈣：發贿屬之技_域、先前猶、邮、實施方式及献簡單說明) 技術領域本發明整體而言係關於核反應器之檢測，尤其係關於在一核反應器内壓力容器中之喷射泵樑的超音波檢測。先前技術一沸水反應器（BWR)之反應器壓力容器（Rpv)通常大致呈圓筒形，且兩端係藉由，例如，一底部端頭及一可移開之頂部端部所封閉。一頂部導引件通常係隔開於一位在 RPV中之核心板的上方。一核心外罩通常係包圍核心，並且由一外罩支撐結構所支撐。詳言之，外罩通常係具有圓筒形狀，且同時包圍該核心板及頂部導引件。在圓筒形反應器壓力容器及圓筒形外罩之間係具有一間隙或圓環空隙。在一 BWR中，中空管狀喷射泵係定位在外罩圓環空隙中，以提供所需要的反應器核心水流。噴射泵的上方部分，亦即一般習知的入口混合器，係橫定地定位，並且藉由一重力致動之楔子而承抵於限動器托架中之兩相對堅固接點上 4入口 ’心合器係藉由一預負載樑而將其頂端固定在定位為了固疋該總成，嗔射栗樑係以一相當高的預負載來加以組裝，其中該預負載係藉由以一液壓拉緊器來安裝該嗔射泵樑螺栓所提供。已發現在喷射泵樑上的靜力及動力負載，包括反應器操作期間所產生的振動，在某些情況下係會造成肇始於樑體之丄方中央部分的樑裂損。每一噴射泵樑係將一彎管固定 1261845

在疋位上’其中該彎管係將水由一入口豎管導引至一噴射泵噴嘴。、在嘴射果樑中之裂損係會導致一彎管甴其正常位置上鬆脫’ A將會有礙於噴射泵的操作。因此，便有需要在一正規的基準上來檢測噴射泵樑的實體完整性，諸如藉由超音 ’皮檢查。在某些例子中，這可以藉由將噴射泵樑由反應器斥解下來’然後將其運送至實驗室來進行檢測。在其他的^丨子則可在反應器容器中進行嘴射泵樑之超音波現场檢查。發明内容在一樣態中，本發明係提供一種檢測裝置，其係用以檢則核反應器之嘴射泵樑。該核反應器包含至少一嗔射泵 ’且每一栗係包含一噴射泵樑及一噴射泵樑螺栓。該檢測裝置包括一基座，其可跨置在一噴射泵樑上。該基座係包含一樑螺拴開口，該開口之尺寸係設計成可收納一噴射泵標螺检。一第一轉換器固定件係連接至該基座之一第一側邊邛刀且一第一轉換器固定件係連接至該基座之一第二側邊部分。該第一側邊部分係相對於第二側邊部分。每一固定件包含一調整缸，該調整缸係設計成當被啟動時可以與該噴射泵樑相接觸。在另一樣恕中，本發明係提供一種檢測在核反應器中之噴射泵樑的方法。該反應器包含至少一噴射泵，每一噴射泵包含一噴射泵樑及一噴射泵樑螺栓。該方法包括將一檢測裝置安裝在一噴射泵樑上，並且藉由該檢測裝置來掃描 (3) 1261845

該喷射泵樑。該檢測裝置包括一符 I座，其可跨置在一喑泵樑上。該基座係包含一栂頁射計成可收納一噴射泵樑螺栓。一丁保°又 ^ ^ ^ ^ ^ 弟轉換益固定件係連接至该基座之一苐一側邊部分，一― 且第一轉換器固定件係連接至5玄基座之一第二側邊部分。 |刀忑第側邊部分係相對於第二側邊部分。每一固定件％敫土疋仟包含一調整缸，該調整缸係設計成當被啟動時可以與該噴射泵樑相接觸。實施方式以下將詳細說明—用以進行噴射i樑之容積與表面檢查的檢測裝置。檢測裝置係藉由自行調整浸沒式超音波轉換器來檢查噴射泵樑的臂部區域，以及藉由相反的超音波轉換器（以，，隔開-捕捉，，模式操作）來檢查噴射泵樑的孔洞區域。檢測裝置係可在反應器中進行現場檢測，而不需要拆解該喷射泵。現請參照諸圖，其中圖i係一沸水核反應器壓力容器 (RPV) 10的截面及部分切開視圖。Rpv 1〇大致呈圓筒狀，且其一端由一底部端頭12所封閉，而另一端則藉由一可移除之頂部端頭14所封閉。一側壁1 6由底部端頭12延伸至頂部端頭1 4。側壁1 6包括一頂部凸緣1 8。頂部端頭14連接至該頂部凸緣1 8。一圓筒形核心外罩20係包圍一反應器核心 22。核心外罩20之一端由一外罩支撐件24所支撐，而在另一端則包括一可移除的外罩端頭26。一圓環空間28形成在核心外罩20與側壁16之間。一具有環圈狀之泵底板30延伸於外罩支撐件24與RPV側壁16之間。泵底板30包括複數個 (4) 1261845 圓形開口32 ,且每一開口係内裝一噴射泵科。噴射泵“環繞遠核心外罩2 0之圓周而配置。一入口豎管3 6藉由一轉變總成38而連接至兩噴射果34。每一噴射泵34包括一入口混合1§ 40及一擴散器42。入口豎管36及兩噴射泵34構成一噴射泵總成44。在核心22中會產生熱量，其中該核心22包括可裂變材料之燃料束管46。循環通過反應器核心22的水會至少部分地

轉變成水蒸氣。蒸氣分離器48將蒸氣與水分離，然後再循理使用。殘留的水則藉由蒸氣乾燥器5〇而由水蒸氣中加以清除。水蒸氣經由一靠近容器頂部端頭14之蒸氣出口 52而離開RPV 10。

在反應器核心22中所產生的熱量藉由插入及縮回中子吸收材料（例如，铪）之控制桿54來加以調整。為此，插入至燃料束管46中之控制桿54係會吸收中子，其中該中子用以促進連鎖反應而在反應器核心2 2中產生熱量。控制桿導管 56可在插入及縮回期間保持該控制桿54的垂直運動。控制才干驅動器5 8用以驅使控制桿5 4進行插入及縮回動作。控制桿驅動器58延伸通過該底部端頭12。燃料束管46藉由位在反應器核心22之基座上的核心板6〇所對準。當燃料束管46降下而進入至核心22中時，一頂部導引件62會對準該燃料束管46。核心板6〇及頂部導引件62 由核心外罩2 0所支撐。圖2係噴射泵總成44之一立體且部分切開的視圖。噴射泵總成44包括一藉由轉變總成38而連接至一對噴射泵34的入 1261845

(5) 口豎管36。母一嘴射泵34包括一喷射I嗔嘴64、一吸入口 66、一入口混合器40及一擴散器42(顯示在圖1中）。噴射泵喷嘴64定位在吸入口 66中，而該吸入口 66則定位在入口混合器40之第一端部68。轉變總成38包括一基部件7〇及兩彎管72。每一彎管72連接至一喷射泵噴嘴64。支撐臂74、76、78及80係由轉變總成基部件70延伸而出。橫樑82連接支撐臂74及76，而橫樑 84(在圖2中被部分切開）則連接支撐臂78及8〇。一噴射泵樑 86延伸於支撐臂74與78之間。一相同的噴射泵樑（未顯示）則延伸於支撐臂76與80之間。亦請參照圖3，噴射泵樑86 包括一高起的中央部88及耳軸90。噴射泵樑86之末端係支承於位在支撐臂74與78中之缺口 92中。一樑螺栓94包括一多邊形頭部96、一螺紋部98、以及一對接端丨〇〇，其中該對接端100係包括一下方支承表面102,其承抵一安置在彎管 72之一埋頭孔1 05中的碟片1 04。樑螺检94可以螺合於噴射泵樑8 6之一螺紋孔1 〇 6中。一鎖固總成U0可以避免樑螺栓94鬆脫。鎖固總成η〇包括一鎖固套筒112及一鎖固板鎖固套筒112在一第一端部118包括一基部116’以及一由第一端部118延伸至一第二端部122的貫孔120。貫孔120的尺寸及形狀設計成可以相配合地收納樑螺栓頭部96。圖4依照本發明之一示例性實施例之檢測裝置13〇的立體 ^圖，圖5係檢測裝置130的仰視圖，而圖6係檢測裝置13〇安裝在噴射泵樑86上的立體視圖。現請參照圖4、5及6,該 -10- 1261845

檢測裝置130包括一基座132 ,該基座具有相對的第一及第 —側邊部分134及136，以及相對的第三及第四側邊部分138 及140 ° 一樑螺栓開口 142貫穿該基座132。樑螺栓開口 14? 之尺寸設計成可以收納樑螺栓94，且基座1 32之底部表面 144包括一安裝部丨46，其尺寸係設計成可收納鎖固套筒112 及鎖固板114，使得基座丨32可以跨置在樑86上。

一第一轉換器固定件148係連接至基座132的第一側邊部分134,而一第二轉換器固定件150係連接至基座132的第二側邊部分136。超音波轉換器152及154係安裝在第一固定件 148上’而超音波轉換器156及158則安裝在第二固定件ι5〇上。轉換器152，154，156及158係安裝在固件148及150上 ’使得安裝在第一固定件148上之轉換器與安裝在第二固定件150中之轉換器相對。詳言之，轉換器ι52相對於轉換器 158，且轉換器154相對於轉換器156。此一設計便可進行，，隔開-捕捉π模式的操作，其中一轉換器傳送超音波信號，而相對的轉換器則接收該信號的一部分。

第一固定件148包括一凹入部丨6〇,而第二固定件150包括一凹入部162。凹入部160及162的尺寸設計成當基座130安裝在樑86上時，其可以收納喷射泵樑之耳軸9〇。第一固定件148及第二固定件150分別包括氣動調整缸164及166。當調整缸164及166啟動時，其會分別伸入至凹入部160及162 ，以銜接耳軸90,其中該耳軸9〇將裝置130固定至樑86,並且避免裝置130在掃描操作期間搖動。在另一實施例中，調整缸164及166可以係液壓缸。一第一安裝構件168樞接至第三側邊部分138，而一第二 -11- 1261845

⑺ 安裝構件1 70樞接至第四側邊部分140。一貫孔1 72係貫穿第一安裝構件1 68。貫孔1 72的尺寸設計成可以收納一浸沒式超音波轉換器174。一固定螺栓176將轉換器174固定在貫孔 172中。兩貫孔178及18〇貫穿第二安裝構件17〇。貫孔ι78 與1 80的尺寸係設計成可以分別收納浸沒式超音波轉換器 182及184。固定螺栓186及188分別將轉換器182及184固定於貫孔178及180内。安裝構件168及170之樞轉運動允許浸沒式超音波轉換器174、182及184自行調整並正確對準。詳言之’定位彈簧190會在安裝構件168與170上施加一向下的作用力’以保持安裝構件168與170與該樑體86相接觸，並藉以保持轉換器174、182及184與樑體86保持一預定的間距，並且與樑體86適當地對準。定位彈簧19〇連接至托架192 及194 ,其中該托架連接至基座132之第一與第二側邊部分 134與136 。升降構件196係連接至基座132。升降構件196包括一連接至基座132的U形捆包198及一由捆包198延伸而出的連接器構件200。連接器構件200設計成可以連接至一握持桿（未顯示）之終端連接器》在其他實施例中’連接器構件設計成可以連接至繩索、曲柄軸或一自動工具操縱琴。在操作上，檢測裝置130利用一連接至升降構件196之操作桿（未顯示）或任何適當的升降裝置，而將檢測裝置13〇降置j噴射泵樑86上。裝置130定位在樑體86上使得樑螺栓 94可被收納在螺栓開口 1〇6令，且使鎖固板ii4與安裝部1扑相配接。t裝置uo定位在樑體86上時，安裝構件⑹及17〇 -12- 1261845

(8) 與樑體86之臂部相接觸，而造成安裝構件168與170樞轉，使得浸沒式超音波轉換器174、182及184會與樑體86適當地對準。接著，便可啟動調整缸164及166，以將裝置130夾置於樑體86上，以避免在掃描期間產生搖動。藉著，便可利用超音波轉換器152、154、156及158，以及浸沒式超音波轉換器174、182及184來掃描該樑體86。當掃描完成時，便可以停止調整缸的操作，然後升上該檢測裝置丨3 〇而離開樑體86 〇雖然本發明已藉由諸實施例而說明如上，然而，習於此技者應可瞭解，在後附申請專利範圍的精神及範疇内，上述實施例仍可有許多的修飾變化。圖式簡單說明圖1係一沸水核反應器壓力容器之截面及部分切開視圖。圖2係圖1所示之噴射泵總成的立體且部分切開的視圖。圖3係圖2所示之喷射泵樑的側視圖。圖4係依照本發明之一實施例之檢測裝置的立體視圖。圖5係圖4所示之檢測裝置的仰視圖。圖6係圖4所示之檢測裝置安裝在一噴射泵樑上的立體視圖。圖式代表符號說明 10 12 14 核子反應器壓力容器（PRV) 底部端頭頂部端頭側壁 -13 - 16

頂部凸核心外罩反應器核心外罩支撐件外罩端頭圓環空間泵底板圓形開口噴射泵入口豎管轉變總成入口混合器擴散器噴射泵總成燃料束管蒸氣分離器蒸氣乾燥器蒸氣出口控制桿控制桿導管控制桿驅動器核心板頂部導引件噴射泵噴嘴 -14- 1261845 (10) 66 吸入口 68 入口混合器第一端部 70 轉變基部件 72 彎管 74 、 76 、 78 、 80 支撐臂 82 橫樑 84 橫樑 86 噴射泵樑 88 中央部 90 耳軸 92 缺口 94 樑螺栓 96 樑螺栓頭部 98 螺紋部 10 對接端 102 下方支承表面 104 碟片 105 埋頭孔 106 螺紋？L 110 鎖固總成 112 鎖固套筒 114 鎖固板 116 基部 118 第一端部

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120 122 130 132 134 136 138 140 142 144 146 148 150 152、154、156及 158 160及 162 164及166 168 170 172 174 176 178及180 182及 184 186及188 貫孔第二端部檢測裝置基座第一側邊部分第二側邊部分第三側邊部分第四側邊部分樑螺栓開口基座底部表面安裝部第一轉換器固定件第二轉換器固定件轉換器凹入部調整缸第一安裝構件第二安裝構件貫孔浸沒式超音波轉換器固定螺栓貫孔浸沒式超音波轉換器固定螺栓

-16- 1261845 (12) 190 192及 194 196 198 200 定位彈簧托架升降構件 U形捆包連接器構件

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Claims

1261845 拾、申請專利範圍 I 一種檢測裝置（1 30)，其用以檢測一核反應器（1 0)之噴射泵樑（8 6)，該核反應器包含至少一喷射泵（34)，且每一泵包含一噴射泵樑及一噴射泵樑螺栓（94)，該檢測裝置包含：一基座（13 2)，其可跨置在一噴射泵樑上，該基座係包含一樑螺栓開口（142)，該開口之尺寸設計成可收納一喷射泵樑螺栓；一第一轉換器固定件（148)，其連接至該基座之一第一側邊部分（134);以及一第二轉換器固定件（150)，其連接至該基座之一第二側邊部分（1 3 6)，該第一側邊部分相對於第二側邊部分，每一固定件包含一調整缸（164、166)，該調整缸係設計成當被啟動時可以與該噴射泵樑相接觸。 2·根據申請專利範圍第1項之檢測裝置（1 30)，其中每一轉換器固定件（148、150)包含至少一超音波轉換器 (152-1 5 6) ’其係定位在可以檢查該噴射泵樑（86)的位置上。 J.根據申請專利範圍第2項之檢測裝置（1 3 0)，其中每一轉換器固定件（148、150)包含兩個超音波轉換器（mu 56) ，其係定位在可以檢查該噴射泵樑（86)的位置上，使得第一轉換器固定件之超音波轉換器係設置成與第二轉換器固定件之超音波轉換器相對。 4·根據申請專利範圍第1項之檢測裝置（1 30)，尚包含至少

1261845 一浸沒式超音波轉換器（174)，其可樞轉地安裝至該基座 β (132)之一第三側邊部分（138)上，以及至少一浸沒式超音波轉換器（1 8 2、1 8 4 )，其係可樞轉地安裝在該基座之一第四側邊部分（140)上。 * 5.根據申請專利範圍第4項之檢測裝置（1 3 0 )，包含一個可樞轉地安裝至第三側邊部分（138)的浸沒式超音波轉換器（174)及兩個可樞轉地安裝至第四側邊部分（14〇)的浸沒式超音波轉換器（182、184)。 _ 6·根據申請專利範圍第4項之檢測裝置（130)，尚包含一第一安裝構件（168)，其可樞接至該基座（丨32)之第三側邊部分（138)，以及一第二安裝構件（17〇)，其係可樞接至基座之第四側邊部分（140)。 7·根據申請專利範圍第6項之檢測裝置（130)，其中每一安裝構件（168、170)包含一貫穿於其間的貫孔（172)，每一貫孔之尺寸係設計成可以收納一浸沒式超音波轉換器 (174 、 182 、 184)。 8,根據申請專利範圍第1項之檢測裝置（130)，尚包含一連 ® 接至該基座（132)之升降構件（196)，該升降構件設計成可以連接至一升降裝置。 9·根據申請專利範圍第1項之檢測裝置（13〇),其中該調整缸（164、166)係包含一氣動調整缸。 10.種檢測在核反應器（10)中之噴射泵樑（86)的方法，該反應器包含至少一噴射泵（34)，每一噴射泵包含一喷射果襟及一噴射泵樑螺栓（94)，該方法包含： 1261845 SBB BHh· 將一檢測裝置（130)安裝在一噴射泵樑上；以及藉由該檢測裝置來掃描該噴射泵樑；該檢測裝置包含：一基座（132)，其可跨置在一噴射泵樑上，該基座包含一樑螺栓開口（ 142)，該開口之尺寸設計成可收納一噴射泵樑螺栓；一第一轉換器固定件（148)，其係連接至該基座之一第一側邊部分（134);以及一第二轉換器固定件（150)，其係連接至該基座之一第二側邊部分（13 6)，該第一側邊部分係相對於第二側邊部分，每一固定件包含一調整缸（164、166)，該調整缸係設計成當被啟動時可以與該喷射泵樑相接觸β 11 ·根據申請專利範圍第1 〇項之方法，其中將一檢測裝置 (130)安裝在一喷射泵樑（86)上之步驟係包含：將檢測裝置定位在樑體上，使得樑螺栓（94)可被收納在檢測裝置基座（132)之螺栓開口（142)中；以及致動該調整缸（164、166)，以與喷射泵樑相接觸，以避免該檢測裝置在掃描期間發生搖動。 12·根據申請專利範圍第1〇項之方法，其中每一轉換器固定件（148、150)包含至少一超音波轉換器（152_156)，其定位在可以掃描該喷射泵樑（86)的位置上。 1 3 ·根據申請專利範圍第12項之方法，其中每一轉換器固定件（148、150)包含兩個超音波轉換器（152-1 56)，其定位在可以掃描該噴射泵樑（86)的位置上，使得第一轉換器 1261845 固定件之超音波轉換器係設置成與第二轉換器固定件之超音波轉換器相對。 14.根據申凊專利範圍第1 0項之方法，其中該檢測裝置（1 3 〇) 尚包含至少一浸沒式超音波轉換器（丨74)，其可樞轉地安裝至该基座（132)之一第三側邊部分（us)上，以及至少一浸沒式超音波轉換器（1 82、1 84)，其可樞轉地安裝在該基座之一第四側邊部分（140)上。 15·根據申請專利範圍第14項之方法，其中該檢測裝置（1 3〇) 包含一個可樞轉地安裝至第三側邊部分（138)的浸沒式超音波轉換器（174)及兩個可樞轉地安裝至第四側邊部分（140)的浸沒式超音波轉換器（182、184)。 16·根據申凊專利範圍第14項之方法，其中該檢測裝置（13〇) 尚a含一第一安裝構件（168)，其可樞接至該基座（132) 之第三側邊部分（138)，以及一第二安裝構件（17〇)，其係可樞接至基座之第四側邊部分（1 4〇) 0 17·根據申請專利範圍第16項之方法，其中每一安裝構件 (168、170)包含一貫穿於其間的貫孔（172),每一貫孔之尺寸設計成可以收納一浸沒式超音波轉換器（174、182 、184)。 •根據_請專利範圍第項之方法，其中該檢測裝置（13〇) 尚包含-連接至該基座（132)之升降構件（196)，該升降構件設計成可以連接至一升降裝置。根據申請專利範圍第10項之方：，其中該調整缸(164、 166)包含一氣動調整缸。