TWI555031B - 壓水式反應器及用於壓水式反應器之裝置 - Google Patents

Description

壓水式反應器及用於壓水式反應器之裝置

下文有關該核反應器技術、電力產生技術、核反應器控制技術、核子電力產生控制技術、熱管理技術、及相關技術。

核反應器採用反應器核心，包括大量易分裂材料，諸如含有該易分裂之²³⁵U同位素中所富含的鈾氧化物(UO₂)之材料。諸如輕水或重水之主要冷卻劑流經該反應器核心，以擷取熱供使用於加熱水或另一種二次冷卻劑，以產生蒸汽，或用於另一有用之目的。用於電力產生，該蒸汽被使用於驅動發電機渦輪。於熱核反應器中，該水亦具有熱化中子的中子緩和劑之作用，其增進該易分裂材料之反應度。各種反應度控制機制、諸如機械操作控制棒、具有可溶解之中子毒物的主要冷卻劑之化學處理等等被採用，以調節該反應度及合成之熱產生。

於壓水式反應器(pressurized water reactor,PWR)中，該輕水(或該主要冷卻劑)係在在過冷狀態中被維持於密封壓力容器中，該壓力容器亦含有該反應器核心。於該PWR中，該主要冷卻劑之壓力及溫度兩者被控制。外部加壓器可被使用於壓力控制；然而，外部加壓器需要額外之大直徑壓力容器穿透，以連接該外部加壓器與該壓力容器。各種內部加壓器架構亦被得知。

在此中所揭示者係提供各種利益之改良，其對於該熟練之技術人員於閱讀下文時將變得明顯。

於本發明的一態樣中，一裝置包括壓水式反應器，其包含壓力容器及設置於該壓力容器中之核反應器核心。擋板設置於該壓力容器中，並將該壓力容器分成設置在該擋板上方的內部加壓器體積、及設置在該擋板下方之操作PWR體積。該擋板包含壓力傳送通道，在一低於操作加壓器液位範圍之位準，該壓力傳送通道具有與該操作PWR體積流體連通的下端及與該內部加壓器體積流體連通的上端。通氣管在一高於該操作加壓器液位範圍之位準，具有與該操作PWR體積流體連通的下端及與該內部加壓器體積流體連通的上端。於一些此等裝置中，該擋板包括第一及第二隔開板件。

於本發明之另一態樣中，一裝置包括壓水式反應器，其包壓力容器，被建構成含有核反應器核心；及擋板，設置於該壓力容器中。該擋板將該壓力容器分成設置在該擋板上方的內部加壓器體積、及設置在該擋板下方之操作PWR體積，該擋板包括第一及第二隔開板件。

於本發明之另一態樣中，一裝置包括擋板，被建構成設置在壓水式反應器中，使該擋板之第一側邊面向內部加壓器體積，且使該擋板之相對的第二側邊面向操作PWR體積。通氣管通過該擋板，並具有與該擋板之第一側邊流 體連通的第一端及與該擋板的第二側邊流體連通之相對的第二端。該通氣管之第一端係相對較接近至該擋板，且該通氣管之第二端係相對進一步遠離該擋板。

參考圖1，該壓水式反應器型之說明性核反應器包含壓力容器10及設置在該壓力容器10中之核反應器核心12。該反應器核心12包括大量易分裂之材料，諸如含有該易分裂之²³⁵U同位素中所富含的鈾氧化物(UO₂)之材料、設置在燃料籃或另一支撐組件中之所配置的燃料棒束等等，該組件被建構成安裝於該壓力容器10之合適的安裝托架或夾持結構中。

該壓力容器含有直至圖1中所指示之位準L的主要冷卻劑。於該PWR架構中，該主要冷卻劑被維持在過冷狀態中，其中壓力及溫度兩者被控制。於圖1之說明性PWR中，該壓力係使用包括設置在該壓力容器10之頂部的蒸汽泡S的內部加壓器來維持。電阻式加熱器14或另一加熱裝置被提供，以加熱該蒸汽泡，以便增加該壓力。在另一方面，噴灑噴嘴或噴嘴16被適當地提供，以注射冷水或蒸汽進入該蒸汽泡，以減少該壓力。(注意該控制元件14、16被顯示於圖式中)。

該內部加壓器被包含在該壓力容器10內。於該說明性範例中，擋板20設置在該壓力容器10中。該擋板20將該壓力容器分成設置在該擋板上方的內部加壓器體積22 及設置在該擋板下方的操作PWR體積24。該內部加壓器體積22含有由該擋板20延伸直至該PWR中之主要冷卻劑的位準L之主要冷卻劑的一部分，且亦含有設置在該位準L上方之蒸汽泡S。

於該PWR之正常操作期間，該主要冷卻劑在操作加壓器液位範圍L_op.range內之位準L可有不同變化。該操作加壓器液位範圍L_op.range將被了解為於PWR操作之任何正常模式期間的位準L之可容許範圍。在該操作加壓器液位範圍L_op.range以外而用於該位準L的一值構成異常之操作，需要反應器操作人員之介入。譬如，冷卻劑意外之損失(loss of coolant accident,LOCA)可造成該主要冷卻劑位準減少至低於該操作加壓器液位範圍L_op.range-這不是正常的操作，且更確切地是LOCA大致上導致反應器操作之直接停機。類似地，一些案例或條件可造成該主要冷卻劑位準再次增加至該操作加壓器液位範圍L_op.range之上，這不是正常的操作。於一些案例中，該液位範圍在該操作加壓器液位範圍L_op.range以外的偏差不能要求反應器停機，但可代替地藉由控制操作所補救，該控制操作將反應器操作參數帶入正常範圍，包含將該位準L帶入該操作加壓器液位範圍L_op.range。

其亦將被注意的是該PWR之特別的目前操作條件或模式(例如在特別之功率輸出位準或特別的主要冷卻劑溫度下操作)可在主要冷卻劑之位準上強加一比L_op.range更嚴格之限制。如在此中所使用，該操作加壓器液位範圍 L_op.range將被了解為該位準L於PWR操作之任何正常模式期間的可容許範圍-PWR操作之特別正常模式可強加該主要冷卻劑位準之更嚴格的限制。通過說明，考慮位準L1<L2<L3<L4及二操作模式：第一模式在溫度T1操作，為此該冷卻劑位準被限制於該範圍[L1,L3]；及第二模式操作在溫度T2>T1操作，為此該冷卻劑位準被限制於該範圍[L2,L4]。假設為單純故，這些係用於該PWR之僅只二操作模式，該操作加壓器液位範圍L_op.range係[L1,L4]。

持續參考圖1，該說明性PWR包含同軸向地設置在該壓力容器10內側的中心上升管30。藉由該核反應器核心12所加熱之主要冷卻劑在該中心上升管30內側向上流動，並在該中心上升管30接近該擋板20(或於一些被仔細考慮的實施例中與該擋板連接)之頂部排出。該被排出之主要冷卻劑顛倒流動方向，並在該中心上升管30的外側往下流動經過藉由該中心上升管30及該壓力容器10所界定之環帶32。選擇性地，該中心上升管30之頂部包含多孔狀篩網34，以增進由該中心上升管30內側之向上方向至該外部環帶32中之往下方向的顛倒流動。

雖然未示出，於一些實施例中，一體式蒸汽發電機設置在該環帶32中。於典型之架構中，在設置於該環帶32內側之一個以上的蒸汽發電機管(未示出)的內側或外面之任一者中，給水(構成與該主要冷卻劑不同的二次冷卻劑)在大致上向上之方向中流動。於該一個以上的蒸汽發電機管的內側或外面之另一者中，該主要冷卻劑大致上往 下流動經過該環帶32。(換句話說，該主要冷卻劑可大致上在該蒸汽發電機管或諸管的外側往下流動，而該二次冷卻劑大致上在該蒸汽發電機管或諸管內側向上流動，或另一選擇係，該主要冷卻劑可大致上在該蒸汽發電機管或諸管內側往下流動，而該二次冷卻劑大致上在該蒸汽發電機管或諸管外側向上流動)。該蒸汽發電機管可具有各種幾何形狀，諸如直立地平直蒸汽發電機管、或圍繞該中心上升管30之螺旋狀蒸汽發電機管等等。包含一體式蒸汽發電機之PWR在該技術中有時候被稱為一體式PWR。雖然該一體式蒸汽發電機典型係位在該環帶32中，其係亦仔細考慮在該壓力容器10內側之別處定位一體式蒸汽發電機(或其一部分)、諸如在該中心上升管30內側。

於其他實施例中，該蒸汽發電機係在該壓力容器10外側，且藉由該反應器核心12所加熱之主要冷卻劑係經由合適之管道由該壓力容器10用管輸送至該外部蒸汽發電機(未示出)。於又其他被仔細考慮之實施例中，該PWR被使用於一異於產生蒸汽之目的，且在此全然沒有蒸汽發電機。

反應度控制機構被適當地提供，以控制該反應器核心12中之核子反應度。於該說明性實施例中，複數個中子吸收控制棒40係藉由控制棒驅動機構(CRDM)或機構42所操作，以可控制地將該控制棒40插入該反應器核心12或將該控制棒40自該反應器核心12縮回。插入該控制棒減少反應度，而縮回該控制棒增加反應度。該說明性 CRDM 42係內部CRDM 42，其係設置於該壓力容器10內側；另一選擇係，該CRDM可為外部CRDM，其係設置於該壓力容器10外側及在該壓力容器10上方，並具有合適之機械穿透部，以與該等控制棒連接。額外地或另一選擇，諸如硼酸之可溶解的中子毒物可在控制下之數量被選擇性地加至該主要冷卻劑，以控制反應度。如又另一說明性範例，形成該主要冷卻劑中之空隙的製程能藉由修改該主要冷卻劑之緩和劑作用來影響反應度(這些實施例採用輕水、重水、或用作中子緩和劑之另一主要冷卻劑)，且此一製程之合適控制能提供另一選擇或額外之反應度控制機構。

該PWR適當地包含未圖樣地說明在圖1中之其他元件，諸如監視感測器、閥門的配置、及用於安全性系統之其他零組件、外部遏制結構等等。該主要冷卻劑在該壓力容器10內側之循環(例如，向上流動經過該中心上升管30及往下經過該環帶32回至該反應器核心12)，可為藉由自然之對流所驅動、或可被主動地驅動、或藉由主要冷卻劑泵(未示出)所輔助。該說明性PWR壓力容器10經由支撐裙部44被安裝在大致上直立之位置中，使含有該反應器核心12之壓力容器10的下部設置在地下。(於一些被仔細考慮的實施例中，該整個壓力容器10可為在地面下，使含有該反應器核心12之壓力容器10的下部設置在較深的凹部或凹坑中)。雖然該前述之局部或整個地下配置由安全性立場係有利的，其他配置亦被仔細考慮，諸 如該PWR之配置在海上或艦艇上，以提供用於操作該船之核能。再者，於圖1中所圖樣地說明之PWR係一範例，且用於該反應器容器、主要冷卻劑循環路徑等等之其他架構可被採用。

於包含諸如通過圖1中之說明性範例所顯示的一體式加壓器之PWR中，該內部加壓器體積22及該操作PWR體積24兩者被包含在該壓力容器10中，但被該擋板20所分開。在此越過該擋板20應有充分之流體連通，使得該內部加壓器體積22中之壓力變化係有效的，以控制該操作PWR體積24中之壓力。另外，該擋板20促成由該中心上升管30所排出之向上流動主要冷卻劑轉向進入該外側環帶32。

其在此中認知該擋板20之熱特徵亦被有利地考慮。為提供一說明性範例，於一被模擬用於類似於圖1所示PWR的操作模式中，該操作PWR體積被設計成以包括於被壓縮或過冷液相中之水的主要冷卻劑操作。用於該過冷液相之典型值係於約310℃至約325℃之範圍中。為維持該想要之壓力，該內部加壓器體積22被維持在較高溫度，該溫度最好是對應於該主要冷卻劑水之飽和溫度，且最好是高於該過冷液體之溫度約5℃至約35℃。該加壓器體積22中之水係低於該水位L在該液相中，且高於該水位L在該蒸汽泡S中之氣相中。該二體積22、24間之實質的流體連通，該較高溫度加壓器體積22中所產生之壓力被有效率地傳送至該操作PWR體積24，以提供壓力控 制。

然而，其在此中被認知該前述之實質流體連通亦隱含該二體積22、24間之實質的熱量溝通。熱係如此由該較高溫度加壓器體積22有效率地傳送至該較低溫度、及較大、操作PWR體積24。因此，該加熱器14被操作，以維持該加壓器體積之較高溫度，以便維持該想要之壓力。於模擬中，約80kW之功率被輸入至該加熱器14，以維持該加壓器體積之想要溫度。其在此中被認知這導致該PWR之無效率操作，並可具有其他有害效果、諸如導入該操作PWR體積24中之溫度斜度。

據此，所揭示之擋板被設計為隔熱的。朝向此目的，該擋板20被設計，以於穩態操作期間抑制該二體積22、24間之主要冷卻劑的流動。這需要增加越過該擋板20的流動阻抗。於該說明性範例中，於正常操作期間越過該擋板20之流體連通係經由一個以上的被標示之壓力傳送通道50。在低於操作加壓器液位範圍L_op.range之位準，每一壓力傳送通道50具有與操作PWR體積24流體連通的下端和與該內部加壓器體積22流體連通的上端。這於該PWR之任何正常操作期間確保該壓力傳送通道50的上端保持浸入於液態之主要冷卻劑中。

該擋板20之相對較高的流動阻抗確實減少瞬態性能。然而，其在此中被認知電力產生或另一有用的應用中所使用之PWR典型係在穩態中操作，使最多小的瞬態的被施加，除了於起動及停機期間以外。藉由抑制該二體積 22、24間之主要冷卻劑的流動，該二體積22、24間之對流熱傳送被減少，其增加藉由該擋板20所提供之隔熱。

藉由製成該擋板20以包含隔熱間隙，該說明性擋板20亦被製成更隔熱的。於圖1之實施例中，該擋板20包括第一及第二隔開板件60、62，該等板件係藉由用作熱絕緣體的間隙64所分開。雖然二隔開板件60、62被說明，該等隔開板件之數目能被增加至三或更多板件，以提供進一步之隔熱間隙。該板件60、62適當地為金屬板、譬如由與該PWR的壓力容器10內側之嚴苛環境相稱的鋼鐵或另一金屬所製成。

藉由該壓力傳送通道50所提供之相當高流動阻抗有利地增加藉由該擋板20所提供之有效隔熱。然而，於一些意外情況中，其中壓力在該壓力容器10內側增大，此高流動阻抗可為有問題的。於包含壓力升高之意外情況中，該增加之壓力傳統上係經由合適之釋放閥52釋放，該釋放閥係與鄰近該壓力容器10之頂部的蒸汽泡S適當操作地連接。在這種情況下，該擋板20之高流動阻抗可導致該擋板20之被延遲的壓力釋放及/或破裂。

於圖1之實施例中，一個以上的通氣管70被提供，以調節壓力在該壓力容器10中增大之意外情況。該通氣管70提供一用於釋放壓力之較大的流體路徑。然而，用於該通氣管70於該PWR之正常操作期間引導流體(且因此增進對流熱傳)係不想要的。於圖1之實施例中，但在高於該操作加壓器液位範圍L_op.range之位準，每一通氣管 70具有與該操作PWR體積24流體連通的下端、及與該內部加壓器體積22流體連通的上端。這將該通氣管70的上端放置在該蒸汽泡S中。其結果是，於該PWR之正常操作期間，主要冷卻劑不會流經該通氣管70，且如此該通氣管70對越過該擋板20之熱傳送未提供(或提供可忽略的)貢獻。在另一方面，如果有一意外，其中該壓力容器10內側之壓力上昇，該通氣管70係可用於引導流體(液態或氣態主要冷卻劑之任一種)進入該內部加壓器體積22，以便藉由該釋放閥52所釋放。

參考圖2，放大視圖(如與圖1之視圖比較)係顯示一不同的實施例，其亦包含界定該內部加壓器體積22及該操作PWR體積24的擋板20，使該蒸汽泡S位在該加壓器體積22中。圖2的內部加壓器亦包含加熱器14及用於壓力控制之蒸汽孔噴灑噴嘴或噴嘴16。圖2之說明性擋板20亦包括藉由該間隙64所隔開之第一及第二板件60、62，且包含通過該擋板20之壓力傳送通道50(僅只其中一者通過圖2中之說明性範例被顯示)，及進一步包含通氣管70(再者，僅只其中一者通過圖2中之說明性範例被顯示)。如在圖2中所視，該通氣管70的下端82係與該操作PWR體積24流體連通，且該通氣管70的上端84在該操作加壓器液位範圍L_op.range上方延伸進入該蒸汽泡S。於圖2中，通氣管支撐件86對於該通氣管70的上端84提供支撐，如與該通氣管70的下端比較，該上端進一步相對地延伸遠離該擋板20。

在壓力容器10界定該內部加壓器體積22的一部分之詳細形狀中，及在該中心上升管30的上端使用不同的多孔狀篩網34'中，圖2之實施例與圖1之實施例不同。該說明性多孔狀篩網34'由該中心上升管30延伸至該擋板20，使得在該中心上升管30的上端排出之所有向上流動的主要冷卻劑通過該多孔狀篩網34'。應注意的是於一些實施例中，該多孔狀篩網34'係與該中心上升管30一體成形，譬如藉由在該中心上升管30之頂部形成開口(亦即，穿孔)，以界定該多孔狀篩網34'。

於圖1及2之實施例中，該壓力傳送通道50係位於該多孔狀篩網34、34'外面。在此外側位置，該主要冷卻劑流動正由該向上流動方向過渡至該往下流動方向，且據此具有一被引導成與該擋板20平行之實質(或，以合適之流動設計，完全地)橫側流動分量。此橫側流動係橫越該壓力傳送通道50內側之流動方向，其進一步減少該等體積22、24間之主要冷卻劑的流動。

參考圖3，該壓力傳送通道50被適當地建構，以進一步減少該等體積22、24間之主要冷卻劑的流動。於圖3之說明性壓力傳送通道50中，這是藉由採用被具體化為通過該擋板20(亦即，於此實施例中，第一及第二構成板件60、62)之調壓管90的壓力傳送通道50所完成。在低於該操作加壓器液位範圍L_op.range的位準，該調壓管90具有與該操作PWR體積24流體連通的下端92、及與該內部加壓器體積22流體連通的上端94(圖1及2中所顯 示)。該調壓管90的下端92包含關閉板件100，並經由該下端92的側面中之穿孔或洞102流體連通至該操作PWR體積24。主要冷卻劑流動中之進一步減少係藉由外部同軸向管104所提供。既然在該操作PWR體積24中鄰近該下端92之主要冷卻劑流動大體上係橫側的(再次，由該中心上升管30內側之向上流動過渡至該外部環帶32中之往下流動於)，該外部同軸向管104在該下端92增進主要冷卻劑停滯區之形成。

包含部件100、102、104之說明性架構係僅只該壓力傳送通道50之架構的一說明性範例，以減少該等體積22、24間之主要冷卻劑的流動。擋板、頸縮、流動障壁等等之各種其他配置亦可被仔細考慮，以提供該等體積22、24間之主要冷卻劑的減少之流動。任何此等配置或架構將提供充分之流體連通，以能夠使該壓力傳送通道施行其主要功能，而能夠藉由調整該內部加壓器體積22中之壓力來控制該操作PWR體積24中之壓力。充分用於此目的之流體連通的範圍視該預期之正常操作壓力、該可接受(亦即，被設計)之瞬態間隔、主要冷卻劑之型式等而定。

參考圖4及5，各種方式能被使用，以藉由該擋板20之包括第一及第二板件60、62的結構來提供隔熱，該第一及第二板件藉由該間隙64所隔開。於圖4中，該二板件60、62係藉由該間隙64隔開，但不在其外圍被密封。合適之支柱110將該等板件60、62鎖固在一起，且界定該間隙64。於圖4之實施例中，該間隙64不是一被密封 的體積。反之，該第一及第二隔開板件60、62界定一未密封的體積64，其當該擋板20被浸入水中時填充著水。隔熱被提供，因為該未密封的體積64中之水(或另一主要冷卻劑)係停滯的，且不流動(或至少不迅速地流動)。如此，該未密封的體積64中之主要冷卻劑主要藉由熱傳導、但不藉由熱對流來傳熱。

如果進一步隔熱係想要的，諸如圖5之實施例能被使用。於此另一選擇實施例中，擋板20'包括藉由該間隙64所隔開之二板件60、62，其中該板件60、62係在其外圍藉由金屬或相對該PWR之環境為耐用的另一材料之環狀密封件112所密封。其結果是，於圖5之實施例中，該間隙64係一被密封的體積。該被密封的體積能被填充著氣體114、諸如空氣、氮等等。此方法確保該熱僅只藉由熱傳導被運送越過該間隙64。於另一變型中，對於將為一排空體積(亦即，“含有”一真空)之密封的體積被仔細考慮。

該說明性擋板20、20'提供實質之隔熱。然而，其他隔熱擋板亦被仔細考慮。譬如，另一被仔細考慮的擋板包括單一板件(且因此無間隙)，使該單一板件包括在該PWR的壓力容器10內側之環境中為耐用的隔熱材料。

對於圖2的加壓器架構中之圖4的擋板20之穩態模擬已被施行，使壓力傳送通道被具體化為圖3所示者及另包含該通氣管70。這些模擬使用該操作PWR體積24中之過冷主要冷卻劑的操作條件，且該內部加壓器體積22含 有在一較高溫度之主要冷卻劑水，該溫度比對應於該主要冷卻劑水之飽和溫度的過冷溫度高大約11℃。使用具有高流動傳導性之單一鋼板來分開該二體積22、24，該模擬指示至該加熱器14之約80kW的功率係足以將該加壓器維持在該飽和溫度。對比之下，當使用所揭示之擋板20時，此加熱被減少至數kW。該穩態模擬指示大部分該被改善之性能係由於主要冷卻劑在該穩態中越過該擋板20之限制流動，而使用該等隔開板件60、62提供二次熱改善。

該通氣管70係於某些意外情況中有效運作。譬如，於冷卻劑意外之損失(LOCA)情況中，其中在該壓力釋放閥噴嘴52有完全之切斷破裂，該通氣管70使作用於該擋板20上之壓力減至最小。該通氣管70允許該操作PWR體積24中之加壓水(或另一被加壓之主要冷卻劑)繞過該壓力傳送通道50，如此使越過該擋板20之壓差減至最小。該通氣管支撐件86允許用於該通氣管70及該壓力容器10的殼體間之不均勻膨脹。

參考圖6-8，該擋板20之安裝於該壓力容器10中能採用各種連接架構。參考圖6，用於支撐該擋板20的一實施例採用一被焊接至該壓力容器10之殼體122的下支撐環120，並具有一亦被焊接至該殼體122的上支撐環124，其限制該擋板20免於任何越過該擋板20之差壓，如在LOCA意外期間之案例，其中在該壓力釋放閥噴嘴52有完全之切斷破裂。於圖6之連接架構中，經由與該殼體 122連接的外圍越過該擋板20之流動能藉由包含楔子126被完全地抑制或阻斷，該楔子126被設置於該擋板20的上金屬板件60及該殼體122或該上支撐環124之間。該楔子126允許該擋板20及該殼體122間之不均勻膨脹，同時維持流體密封。

參考圖7及8，另一連接實施例包括藉由焊接將該擋板20的下板件62附著至該壓力容器10之殼體122。於此架構中，該上板件60藉由該支柱110被支撐在該下板件62上。該殼體122由於壓力膨脹及溫度膨脹之任何潛在位移係藉由設置於該殼體122及該下板件62之間的中介零組件所適當地調節，以吸收該不均勻膨脹。於圖7之實施例中，此中介零組件包括藉由用蝕刻法或機械研磨製程等移除該殼體122的一部分所形成之舌片130。於圖8之實施例中，此中介零組件包括一被焊接至該殼體122上的中介托架132。

參考圖6-8所敘述之連接架構為說明性範例，且容納不均勻熱膨脹及殼體位移同時維持合適之流體密封的其他連接架構亦被仔細考慮。

該較佳實施例已被說明及敘述。顯然地，對於其他人在閱讀及了解該前述之詳細敘述時，修改及變動將發生。本發明係意欲被解釋為包含所有此等修改及變動，如它們落在所附申請專利或其均等項之範圍內。

10‧‧‧壓力容器

12‧‧‧核心

14‧‧‧加熱器

16‧‧‧噴嘴

20‧‧‧擋板

20’‧‧‧擋板

22‧‧‧加壓器體積

24‧‧‧操作PWR體積

30‧‧‧中心上升管

32‧‧‧環帶

34‧‧‧篩網

34’‧‧‧篩網

40‧‧‧控制棒

42‧‧‧控制棒驅動機構

44‧‧‧支撐裙部

50‧‧‧壓力傳送通道

52‧‧‧釋放閥

60‧‧‧板件

62‧‧‧板件

64‧‧‧間隙

70‧‧‧通氣管

82‧‧‧下端

84‧‧‧上端

86‧‧‧支撐件

90‧‧‧調壓管

92‧‧‧下端

94‧‧‧上端

100‧‧‧關閉板件

102‧‧‧洞

104‧‧‧同軸向管

110‧‧‧支柱

112‧‧‧環狀密封件

114‧‧‧氣體

120‧‧‧下支撐環

122‧‧‧殼體

本發明可採取呈各種零組件及零組件之配置、與呈各種製程操作及製程操作的配置之形式。該圖面係僅只用於說明較佳實施例之目的，且不被解釋為限制本發明。

圖1圖樣地顯示包含內部加壓器之壓水式反應器。

圖2圖樣地顯示圖1之具有該內部加壓器及所選擇之相關零組件的另一實施例之PWR的上部。

圖3圖樣地顯示一說明性實施例，其中該壓力傳送通道被調壓管所具體化。

圖4及5圖樣地顯示二說明性隔熱擋板實施例。

圖6-8圖樣地顯示合適之配置，用於將該擋板安裝於該壓力容器中。

10‧‧‧壓力容器

14‧‧‧加熱器

16‧‧‧噴嘴

20‧‧‧擋板

22‧‧‧加壓器體積

24‧‧‧操作PWR體積

30‧‧‧中心上升管

32‧‧‧環帶

34’‧‧‧篩網

50‧‧‧壓力傳送通道

52‧‧‧釋放閥

60‧‧‧板件

62‧‧‧板件

64‧‧‧間隙

70‧‧‧通氣管

82‧‧‧下端

84‧‧‧上端

86‧‧‧支撐件

Claims (29)

1. 一種壓水式反應器(pressurized water reactor,PWR)，包含：壓力容器，核反應器核心，設置於該壓力容器中，擋板，設置於該壓力容器中，並將該壓力容器分成設置在該擋板上方的內部加壓器體積、及設置在該擋板下方之操作PWR體積，其中該擋板包含壓力傳送通道，在一低於操作加壓器液位範圍之位準，該壓力傳送通道具有與該操作PWR體積流體連通的下端及與該內部加壓器體積流體連通的上端，及通氣管，在一高於該操作加壓器液位範圍之位準，具有與該操作PWR體積流體連通的下端及與該內部加壓器體積流體連通的上端。
2. 如申請專利範圍第1項之壓水式反應器，其中該通氣管係橫越並通過該擋板。
3. 如申請專利範圍第1項之壓水式反應器，其中該壓力傳送通道包括至少一調壓管，該調壓管通過該擋板，且在一低於該操作加壓器液位範圍之位準，具有與該操作PWR體積流體連通的下端及與該內部加壓器體積流體連通的上端。
4. 如申請專利範圍第1項之壓水式反應器，其中該壓力傳送通道中之流體流動路徑係橫越並通過該擋板。
5. 如申請專利範圍第1項之壓水式反應器，其中該擋 板包括第一及第二隔開板件。
6. 如申請專利範圍第5項之壓水式反應器，其中當該擋板浸入水中時，該第一及第二隔開板件界定出一填充著水之未密封的體積。
7. 如申請專利範圍第1項之壓水式反應器，其中該擋板包括界定出一密封的體積之第一及第二隔開板件。
8. 如申請專利範圍第1項之壓水式反應器，其中該擋板包括：第一及第二隔開板件，界定一密封的體積；及氣體，置於該密封的體積中。
9. 如申請專利範圍第1項之壓水式反應器，其中該擋板包括隔熱障壁，介於設置在該擋板上方的內部加壓器體積及設置在該擋板下方的操作PWR體積之間。
10. 如申請專利範圍第1項之壓水式反應器，其中該PWR另包括：中心上升管，設置在該壓力容器中，且具有一配置成從該核反應器核心接收向上流動之主要冷卻劑的下端、及一配置成排出該向上流動之主要冷卻劑朝該擋板的上端。
11. 如申請專利範圍第10項之壓水式反應器，其中該PWR另包括：多孔狀篩網，包圍該中心上升管的上端。
12. 如申請專利範圍第11項之壓水式反應器，其中該多孔狀篩網從該中心上升管延伸至該擋板，使得在該中心上升管的上端排出之所有向上流動的主要冷卻劑通過該多 孔狀篩網。
13. 如申請專利範圍第11項之壓水式反應器，其中該壓力傳送通道的下端設置於該多孔狀篩網外側。
14. 一種壓水式反應器(pressurized water reactor,PWR)，包含：壓力容器，被建構成含有核反應器核心，及擋板，設置於該壓力容器中，並將該壓力容器分成設置在該擋板上方的內部加壓器體積、及設置在該擋板下方之操作PWR體積，該擋板包括第一及第二隔開板件。
15. 如申請專利範圍第14項之壓水式反應器，其中當該擋板浸入水中時，該第一及第二隔開板件界定出一填充著水之未密封的體積。
16. 如申請專利範圍第14項之壓水式反應器，其中該擋板包括界定一密封的體積之第一及第二隔開板件。
17. 如申請專利範圍第16項之壓水式反應器，其中該擋板另包括：氣體，置於該密封的體積中。
18. 如申請專利範圍第14項之壓水式反應器，其中該擋板包括隔熱障壁，介於設置在該擋板上方的內部加壓器體積及設置在該擋板下方的操作PWR體積之間。
19. 如申請專利範圍第14項之壓水式反應器，其中該PWR另包括：通氣管，在一高於操作加壓器液位範圍之位準，具有與該操作PWR體積流體連通的下端及與該內部加壓器體 積流體連通的上端。
20. 如申請專利範圍第19項之壓水式反應器，其中該擋板包含壓力傳送通道，在一低於操作加壓器液位範圍之位準，該壓力傳送通道具有與該操作PWR體積流體連通的下端及與該內部加壓器體積流體連通的上端。
21. 如申請專利範圍第14項之壓水式反應器，其中該擋板包含壓力傳送通道，具有與該操作PWR體積流體連通的下端及與該內部加壓器體積流體連通的上端。
22. 如申請專利範圍第21項之壓水式反應器，其中該壓力傳送通道包括至少一通過該擋板之調壓管。
23. 一種用於壓水式反應器(pressurized water reactor,PWR)之裝置，包括：擋板，被建構成設置在該壓水式反應器中，使該擋板之第一側邊面向內部加壓器體積，且使該擋板之相對的第二側邊面向操作PWR體積；及通氣管，通過該擋板，並具有與該擋板之第一側邊流體連通的第一端及與該擋板的第二側邊流體連通之相對的第二端；其中該通氣管之第一端係相對較接近至該擋板，且該通氣管之第二端係相對進一步遠離該擋板。
24. 如申請專利範圍第23項之裝置，其中該通氣管之第二端離該擋板的距離對將該通氣管之第二端定位在一高於該操作加壓器液位範圍之位準是有效的。
25. 如申請專利範圍第23項之裝置，其中該擋板包括 第一及第二隔開板件，當該擋板浸入水中時，該第一及第二隔開板件界定出一填充著水之未密封的體積。
26. 如申請專利範圍第23項之裝置，其中該擋板包括界定一密封的體積之第一及第二隔開板件。
27. 如申請專利範圍第23項之裝置，其中該擋板包括：第一及第二隔開板件，界定一密封的體積；及氣體，置於該密封的體積中。
28. 如申請專利範圍第23項之裝置，其中：該擋板包含一與該通氣管不同的壓力傳送通道，該壓力傳送通道通過該擋板，並具有與該擋板之第一側邊流體連通的第一端及與該擋板的第二側邊流體連通之相對的第二端，且該壓力傳送通道之第二端係比該通氣管之第二端相對較接近至該擋板。
29. 如申請專利範圍第28項之裝置，其中：該通氣管之第二端離該擋板的距離對於將該通氣管之第二端定位在一高於操作加壓器液位範圍之位準是有效的，及該壓力傳送通道之第二端離該擋板的距離對於將該壓力傳送通道之第二端定位在一低於該操作加壓器液位範圍之位準是有效的。