TWI731692B - 具有內部碎屑過濾器之底部噴嘴及製造碎屑過濾器底部噴嘴之方法 - Google Patents

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Abstract

本文揭示在最小化損失係數時自一核反應爐之該底部噴嘴過濾碎屑之設備、系統及方法,其包含一碎屑過濾器底部噴嘴,具有一板狀主體、複數個流動通道及定位於至少一個流動通道內之一過濾器,其中該至少一個流動通道具有至少部分基於該至少一個流動通道之一預定損失係數及該過濾器之一預定過濾能力的一尺寸。

Description

具有內部碎屑過濾器之底部噴嘴及製造碎屑過濾器底部噴嘴之方法
本發明大體上係關於核反應爐,且更特定言之,係關於減小可穿過一核燃料總成之一底部噴嘴之碎屑之大小,同時最小化跨其之壓降。
近年來,由於碎屑微動之洩漏燃料棒之數目增加。因此,需要藉由提高燃料總成入口區域(底部噴嘴/保護柵格)之碎屑過濾效率來最小化可能損壞燃料棒包層之碎屑量。然而,突然改變燃料總成入口區域之幾何形狀可能突然改變流動面積,藉此增加與底部噴嘴流板相關聯之壓降。由於冷卻劑亦行進通過底部噴嘴之流動通道至反應爐核心,因此傳統過濾措施可相應地導致對燃料總成內之流分佈之一有害破壞。防止反應爐核心中之流量減少係至關重要的。因此,需要減少可行進通過流動通道之碎屑之數量,同時最小化對冷卻劑至反應爐核心之流動的任何不利影響。
例如,現有設計使用具有較小、緊密間隔之流動通道之一陣列連同一保護柵格之一碎屑過濾器底部噴嘴,該保護柵格之帶將碎屑過濾器底部噴嘴流動通道一分為二或四等分。「保護柵格」係指一燃料總成之複數個帶,且以一柵格圖案配置以支撐及定位燃料總成之燃料棒。透過添加一雙入口倒角以非常類似於可透過習知製造方法(即加工)製造之一文 丘裡狀輪廓來開發一降低壓降底部噴嘴,如美國專利案第7,822,165 B2號中所描述,該案之全部內容以引用的方式併入本文中。然而,增材製造(AM)之發展使包含具有一更文丘裡狀輪廓之流動通道之一底部噴嘴之設計成為可能,諸如美國專利案第9,847,144 B1號中所揭示之底部噴嘴,該案之全部內容以引用的方式併入本文中。
提供以下概述以促進對本文中所揭示之態樣獨有之一些創新特徵的一理解,且不意欲為一完整描述。藉由將整個說明書、技術方案及摘要作為一整體,可獲得對各個態樣之一全面理解。
在各個態樣中,揭示一種用於一核反應爐中之碎屑過濾器底部噴嘴。該碎屑過濾器底部噴嘴包含一板狀主體及形成於該板狀主體內之複數個流動通道。該複數個流動通道之各流動通道包含靠近該板狀主體之一第一表面之一入口及靠近該板狀主體之一第二表面之一出口。該板狀主體之該第二表面與該板狀主體之該第一表面相對。該碎屑過濾器底部噴嘴亦包含定位於該複數個流動通道之至少一個流動通道內之一過濾器。該過濾器位於該流動通道之該入口與該出口之間,且該流動通道之至少一個尺寸至少部分基於該至少一個流動通道之一預定損失係數及該過濾器之一預定過濾能力來判定。在其他態樣中,該板狀主體、流動通道及過濾器可使用增材製造技術共同形成並構成一單件單元。
在各個態樣中,揭示在一碎屑過濾器底部噴嘴內形成之一流動通道。該碎屑過濾器底部噴嘴可覆蓋有包含複數個帶之一保護柵格。該流動通道包含:一入口;一出口;及一內腔,其在該入口與該出口之間形成。複數個過濾韌帶定位於該內腔內且經結構設計以橫切該複數個帶。 至少部分基於該流動通道之一預定損失係數及該複數個過濾韌帶之一預定過濾能力來判定該流動通道之一尺寸。
在各個態樣中,揭示一種製造包含複數個流動通道之一碎屑過濾器底部噴嘴之方法。該方法包含:判定該碎屑過濾器底部噴嘴之一預定損失係數;判定該碎屑過濾器底部噴嘴之一預定過濾能力;至少部分基於該預定損失係數及該預定過濾能力來計算該複數個流動通道之一尺寸;產生碎屑過濾器底部噴嘴之一板狀主體;在該碎屑過濾器底部噴嘴之該板狀主體內產生該複數個流動通道,其中該複數個流動通道之該等流動通道之至少一者包含該經計算尺寸;及在該至少一個流動通道內產生包括該預定過濾能力之一過濾器。在一些態樣中,計算該尺寸包含使用計算流體動力學。在其他態樣中,產生該板狀主體、該複數個流動通道及該過濾器包含使用增材製造技術,使得將該板狀主體、該複數個流動通道及該過濾器經共同形成並構成一單件單元。
10:碎屑過濾器底部噴嘴
12:流動通道
13:保護柵格
14:帶
15:開口
16:過濾韌帶
18:翼
α:不同角度
D1:不同直徑
D2:不同直徑
D3:不同直徑
T:厚度
根據以下結合如下附圖之描述,可理解本文中所描述之態樣之各種特徵及其優點:圖1繪示根據本發明之一個態樣之包含一流動通道陣列之一碎屑過濾底部噴嘴的一俯視圖。
圖2繪示圖1之碎屑過濾底部噴嘴之一流動通道的一橫截面等距視圖。
圖3繪示圖2之流動通道的一橫截面側視圖。
對應元件符號貫穿若干試圖指示對應部分。本文中所闡述之實例以一個形式繪示本發明之各個態樣,且此等實例不應依任何方式解 釋為限制本發明之範疇。
交叉參考
本申請案主張2019年5月21日申請之美國臨時專利申請案第62/850,642號之優先權。該案之內容以引用的方式併入本說明書中。
闡述許多具體細節以提供對在說明書中所描述以及在附圖中所繪示之態樣之整體結構、功能、製造及使用的一透徹理解。未詳細描述眾所周知之操作、組件及元件,以免混淆說明書中所描述之態樣。讀者將理解,本文中所描述及繪示之態樣係非限制性實例,且因此可瞭解,本文中所揭示之特定結構及功能細節可為代表性的及繪示性的。在不脫離申請專利範圍之範疇之情況下,可對其進行變化及改變。
除非另外指明,否則本發明中所使用之術語「約」或「大致」意謂對於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量測或判定。在某些態樣中,術語「約」或「大致」意謂在1、2、3或4個標準偏差內。在某些態樣中,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。
圖1繪示根據本發明之一個態樣之一碎屑過濾器底部噴嘴10,其包含複數個流動通道12及一保護柵格13。在圖1之非限制性態樣中,流動通道12可包含過濾構件,諸如過濾韌帶16。在所描繪之例示性態樣中,過濾韌帶16可經由增材製造與底部噴嘴10共同形成為一單件單元。然而,本發明設想製造之替代形式及方法。例如,在一個非限制性態樣中,過濾韌帶16可由一單獨材料獨立製造,且隨後插入至流動通道12 中,且機械地耦合至底部噴嘴10。在有利地添加待位於流孔12內之過濾韌帶16的情況下,可穿過底部噴嘴10接裝板之碎屑之大小減小,藉此減少碎屑產生。
保護柵格13類似於美國專利案第7,889,829號中所揭示之柵格,該案之全部內容以引用的方式併入本文中。其包含複數個帶14,該等帶可經結構設計以幫助過濾可穿過燃料總成10之流動通道12之碎屑。然而,帶14未經結構設計以完全阻塞流動通道14且保護柵格13可進一步包含帶14之間的開口15。
本發明想到具有不同形狀及結構設計之流動通道12及過濾韌帶16,以最佳化跨底部噴嘴10之碎屑過濾及壓降兩者。例如,圖1之碎屑過濾韌帶16包含一十字形(即一「X」形),使得其等橫切碎屑過濾器底部噴嘴10之流動通道12及保護柵格13之開口15。此外,圖1之碎屑過濾器底部噴嘴10之流動通道12覆蓋有一保護柵格13,使得保護柵格13之帶14進一步橫切至少一些流動通道12。圖1之碎屑過濾韌帶16相對於保護柵格13之帶14傾斜地定向,藉此減小可穿過碎屑過濾器底部噴嘴10接裝板之流動通道12之碎屑之大小。如本文中所利用,表述「傾斜」係指既不平行亦不垂直之一關係。
圖1之過濾韌帶16可在各種設計之流動通道內實施。例如,圖2描繪在一文丘裡形狀之流動通道12內實施之過濾韌帶16,其類似於由美國專利案第9,847,144 B1號所揭示之碎屑過濾器底部噴嘴之彼等。過濾韌帶16之幾何形狀及設計可具體地經結構設計以適應於特定流動通道12且最佳化跨碎屑過濾器底部噴嘴10之碎屑過濾。
流動通道12及過濾韌帶16之幾何形狀及設計亦可基於材料 及製造方法特定地結構設計。例如,圖2之流動通道12、過濾韌帶16及底部噴嘴10可經由一增材製造程序由一單一材料共同形成。據此,取決於所使用之材料之類型,過濾韌帶16之厚度T之範圍可自約0.005英寸至0.050英寸。然而,本發明設想替代製造方法。例如,在一個非限制性態樣中,過濾韌帶16可由一單獨材料獨立地製造且隨後插入至流動通道12中,且機械地耦合至底部噴嘴10。據此,圖2之流動通道12及過濾韌帶16僅係例示性的,且其他非限制性態樣包含各種設計以最佳化碎屑過濾,如藉由各種流動通道幾何形狀及製造方法所實現。
過濾韌帶16亦可相對於流動通道12之幾何形狀以不同結構設計定向,以改良碎屑過濾、流動通道12之一流動特性及/或製造碎屑過濾器底部噴嘴10之簡易性。例如,當以等距視圖觀看時,圖2之過濾韌帶16經定向為面向下之錐體以允許使用增材製造技術進行列印。然而,本發明設想以各種可期望結構設計及/或形狀定向之過濾韌帶16,包含(但不限於)一矩形、一圓頂及/或任何其他合適形狀。例如,在本發明之其他非限制性態樣中,過濾器線16經定向為一面向下之圓頂。儘管圖2之過濾韌帶16以在各過濾韌帶16與流動通道12之一內壁之間界定之一角度α定向,且因此係面向下,然本發明設想不同角度α,使得在一些非限制性態樣中,過濾韌帶16係相對於流動通道12面向上或水平。例如,在本發明之其他非限制性態樣中,當自側面觀看時,過濾韌帶可經定向為一面向上錐體、圓頂或矩形。
仍參考圖2,四個過濾韌帶16可定向在自大致上平行於由流動通道12之一入口界定之一平面的一平面延伸之一面向下錐體中,且各過濾韌帶16可大體上係筆直的。然而,本發明設想其他非限制性態樣,包 含具有一不同幾何形狀之任何數目個過濾韌帶16。例如,根據一個非限制性態樣,三個過濾元件16可以一圓頂結構設計定向,其中三個過濾韌帶16之各者在其形狀上通常係弓形的。類似地,本發明想到具有大於四個過濾韌帶16之流動通道12及具有小於四個過濾韌帶16之流動通道12。另外及/或替代地,過濾韌帶可以不同角度α定向,使得其等自流動通道12內界定之不同平面延伸。
進一步參考圖1及圖2,估計帶14及過濾韌帶16之所描繪結構設計將可穿過流動通道12之碎屑之大小有效地減小大致2.5倍。明確言之,若流動通道12缺少圖1之過濾韌帶16,則估計碎屑過濾器底部噴嘴10將限制直徑大致0.2英寸或更大之碎屑穿過。相反,估計包含圖1及圖2之「X」形過濾韌帶16使得碎屑過濾器底部噴嘴10能夠限制直徑大致0.08英寸或更大之碎屑穿過流動通道12。重申圖1及圖2之過濾韌帶16之特定結構設計僅出於實例之目之的描繪及論述。據此,可根據使用者喜好及/或設計約束來減輕或調整流動通道12、過濾韌帶16及/或帶14之特定結構設計,以最佳化底部噴嘴10之效能。
仍參考圖1及圖2,四個過濾韌帶16之一「X」形結構設計或過濾韌帶16之任何替代結構設計可過濾不期望碎屑以減少不期望碎屑微動。然而,流動通道12之阻塞可增加通過流動通道之損失係數(即壓力損失)。例如,Darcy-Weisbach方程可用於計算沿流動通道之一壓力損失:
Figure 109116983-A0305-02-0009-1
其中△p係通過流動通道12之壓力損失,L係流動通道12之一長度,f D 係流動通道12之一達西摩擦係數,ρ係穿過流動通道12之流體之一密度,υ係穿過流動通道12之一流體之一平均速度,且D係流動通道12之一流道直 徑。據此,本發明設想流動通道12之形狀及結構設計之最優化以維持損失係數(諸如通過流動通道12之壓力損失),包含過濾韌帶16之一結構設計。使用Darcy-Weisbach方程來闡釋,將過濾韌帶16添加至流動通道12減小流動通道之有效D,此將增加壓降。為維持流動通道12之相同壓降,必須對流孔進行更改以適應來自過濾韌帶之經增加壓降。Darcy-Weisbach方程之選擇完全係例示性的且本發明想到使用各種計算及最佳化技術來達成流動通道12之所要流動特性及過濾能力。例如,使用計算流體動力學(CFD)可相對於過濾韌帶16之特定大小及結構設計有利地最佳化流動通道12之一平均直徑或長度,使得跨碎屑過濾器底部噴嘴10之損失係數最小化。
因此,本發明設想具有不同幾何形狀及結構設計之流動通道,以補償由於包含過濾韌帶16所致之經增加損失係數。例如,圖3繪示根據本發明之至少一個非限制性態樣之一碎屑過濾器底部噴嘴10之一流動通道12的一側視圖。圖3之流動通道12包含類似於由美國專利案第9,847,144 B1號所揭示之文丘裡形狀設計之一文丘裡形狀設計及經有利地選擇以達成一所要損失係數之一幾何形狀。例如,儘管過濾韌帶16阻塞,但仍可選擇流動通道12之結構設計及直徑以維持已知底部噴嘴之損失係數。然而,本發明想到具有經專門設計以達成多種流動特性之設計參數之流動通道12。
如在圖3之非限制性態樣中所描繪,流動通道12可包含具有可相對於其他參數而最佳化之一長度L及不同直徑D1、D2、D3之一文丘裡形狀之結構設計,該等參數包含(但不限於)流動通道12內含有之過濾韌帶16之一厚度、一高度、一長度及/或一定向。明確言之,孔直徑D2或 圖3之文丘裡形狀之流動通道12之中心中之最小直徑可使用CFD來最佳化以最小化與包含過濾韌帶16相關聯之壓降。例如,圖3之文丘裡形狀之流動通道12之孔直徑D2之範圍取決於形成其之材料可自約0.100英寸至0.500英寸。然而,本發明之其他非限制性態樣包含具有不同量值之孔直徑D2之流動通道12,以最佳化碎屑過濾、流動通道12之一流動特性及/或碎屑過濾器底部噴嘴10之製造方法。同樣,儘管圖3之流動通道12包含一文丘裡形狀之結構設計,然本發明設想流動通道12之各種形狀及/或結構設計。
進一步參考圖3,流動通道12之文丘裡形狀結構設計經最佳化以相對於已知底部噴嘴之壓降保持碎屑過濾器底部噴嘴10之一壓降。例如,使用CFD判定圖3之流動通道12之文丘裡形狀及直徑D1、D2、D3。然而,本發明設想設計最佳化之替代方式,包含(但不限於)測試、電腦模型化、手動模型化及/或其組合。例如,可對流動通道12之原型及/或不同比例之碎屑過濾器底部噴嘴10進行液壓測試以驗證CFD預測。另外,儘管流動通道12經最佳化以維持碎屑過濾器底部噴嘴10之一壓降,然在本發明之其他非限制性態樣中,根據需要,流動通道12針對其他流動特性經最佳化。
仍參考圖3,流動通道12可包含翼18,其經結構設計以在碎屑過濾器底部噴嘴10上方及/或下方作為突起延伸。在美國專利案第9,847,144號中進一步揭示及描述此等翼18,該案之全部內容以引用的方式併入本文中。例如,在一些非限制性態樣中,翼18可根據需要逐漸增加流動通道12之側向流動面積以進一步改變流動。儘管圖3之流動通道12包含翼18,但根據本發明之其他非限制性態樣,文丘裡形狀之流動通道12 可在無翼18之情況下實施。
在以下編號條款中闡述本文中所描述之標的之各個態樣:
條款1:一種經結構設計用於一核反應爐中之碎屑過濾器底部噴嘴,該碎屑過濾器底部噴嘴包含:一板狀主體;複數個流動通道,其等形成於該板狀主體內,其中該複數個流動通道之各流動通道包含靠近該板狀主體之一第一表面之一入口及靠近該板狀主體之一第二表面之一出口,其中該第二表面與該第一表面相對;及一過濾器,其定位於該複數個流動通道之至少一個流動通道內,其中該過濾器位於該入口與該出口之間;其中該至少一個流動通道包含一尺寸,其中該尺寸之一量值至少部分基於該至少一個流動通道之一預定損失係數及該過濾器之一預定過濾能力來判定。
條款2:根據條款1之碎屑過濾器底部噴嘴,其中該板狀主體、該複數個流動通道及該過濾器經共同形成且構成一單件單元。
條款3:根據條款1或2之碎屑過濾器底部噴嘴,其中該至少一個流動通道包含一文丘裡形狀,且其中該尺寸係該文丘裡形狀之一孔徑,其中該孔徑大於或等於0.1英寸且小於或等於0.5英寸,且其中該預定損失係數大於或等於1.0且小於或等於2.5。
條款4:根據條款1至3中任一項之碎屑過濾器底部噴嘴,其中該過濾器包含跨該至少一個流動通道之至少一部分延伸之複數個過濾韌帶,且其中該過濾器之該預定過濾能力限制直徑大約0.08英寸或更大之碎屑穿過該至少一個流動通道。
條款5:根據條款1至4中任一項之碎屑過濾器底部噴嘴,其中該複數個過濾韌帶連接在該流動通道內該入口與該出口之間的一位置 處。
條款6:根據條款1至5中任一項之碎屑過濾器底部噴嘴,其中碎屑過濾器底部噴嘴經結構設計以覆蓋有包括複數個帶之一保護柵格,其中當自該入口或該出口觀看時,該複數個過濾韌帶經結構設計以形成一十字形或其他阻塞,且其中該複數個過濾韌帶經結構設計以橫切該複數個帶。
條款7:根據條款1至6中任一項之碎屑過濾器底部噴嘴,其中該複數個過濾韌帶之該等過濾韌帶之各者係筆直的,且其中該複數個過濾韌帶經結構設計以在該至少一個流動通道之該入口與該出口之間形成一錐體。
條款8:根據條款1至7中任一項之碎屑過濾器底部噴嘴,其中該複數個過濾韌帶之該等過濾韌帶之各者以一角度定向,使得該錐體引導朝向該至少一個流動通道之該出口。
條款9:根據條款1至8中任一項之碎屑過濾器底部噴嘴,其中該複數個過濾韌帶之該等過濾韌帶之各者以一角度定向,使得該錐體引導朝向該至少一個流動通道之該入口。
條款10:根據條款1至9中任一項之碎屑過濾器底部噴嘴,其中該複數個過濾韌帶之該等過濾韌帶之各者係弓形的,且其中該複數個過濾韌帶經結構設計以在該至少一個流動通道之該入口與該出口之間形成一圓頂。
條款11:根據條款1至10中任一項之碎屑過濾器底部噴嘴,其中該複數個過濾韌帶之該等過濾韌帶之各者以一角度定向,使得該圓頂引導朝向該至少一個流動通道之該出口。
條款12:根據條款1至11中任一項之碎屑過濾器底部噴嘴,其中該複數個過濾韌帶之該等過濾韌帶之各者以一角度定向,使得該圓頂引導朝向該至少一個流動通道之該入口。
條款13:根據條款1至12中任一項之碎屑過濾器底部噴嘴,其中該複數個過濾韌帶經結構設計以在該至少一個流動通道之該入口與該出口之間形成一三維矩形。
條款14:根據條款1至13中任一項之碎屑過濾器底部噴嘴,其中該至少一個流動通道進一步包含延伸超過該第一表面及該第二表面之至少一者之一翼。
條款15:一種在經結構設計用於一核反應爐中之一碎屑過濾器底部噴嘴內形成之流動通道,其中該碎屑過濾器底部噴嘴經結構設計以覆蓋有一保護柵格,其中該保護柵格包含複數個帶,該流動通道包括:一入口;一出口;一內腔,其形成在該入口與該出口之間;複數個過濾韌帶,其等定位於該內腔內,其中該複數個過濾韌帶經結構設計以橫切該複數個帶;及一尺寸,其中該尺寸之一量值至少部分基於該流動通道之一預定損失係數及該複數個過濾韌帶之一預定過濾能力來判定。
條款16:根據條款15之流動通道,其中該內腔包含一文丘裡形狀,且其中該尺寸係該文丘裡形狀之一孔徑。
條款17:根據條款15或16之流動通道,其中該流動通道及該複數個過濾韌帶與該碎屑過濾器底部噴嘴經共同形成且構成一單件單元。
條款18:一種製造經結構設計用於一核反應爐中之一碎屑過濾器底部噴嘴之方法,其中該碎屑過濾器底部噴嘴包含複數個流動通 道,該方法包含:判定該碎屑過濾器底部噴嘴之一預定損失係數;判定該碎屑過濾器底部噴嘴之一預定過濾能力;至少部分基於該預定損失係數及該預定過濾能力來計算該複數個流動通道之一尺寸;產生碎屑過濾器底部噴嘴之一板狀主體;在該碎屑過濾器底部噴嘴之該板狀主體內產生該複數個流動通道,其中該複數個流動通道之該等流動通道之至少一者包含該經計算尺寸;及在該至少一個流動通道內產生包括該最小過濾能力之一過濾器。
條款19:根據條款18之方法,其中計算該尺寸包含使用計算流體動力學。
條款20:根據條款18或19之方法,其中使用增材製造技術來產生該板狀主體、該複數個流動通道及該過濾器,使得將該板狀主體、該複數個流動通道及該過濾器經共同形成並構成一單件單元。
本文中提及之所有專利、專利申請案、出版物或其他揭示材料如同各個別參考文獻分別明確地以引用的方式併入般全文以引用的方式併入本文中。被認為以引用的方式併入本文中之所有參考文獻及任何材料或其部分僅在經併入之材料不與本發明中所闡述之現有定義、陳述或其他揭示材料相衝突之程度上併入本文中。因而,在必要程度上,本文中所闡述之揭示內容取代以引用的方式併入本文中之任何衝突材料,且以本申請案中明確闡述之揭示內容為準。
已參考各種例示性及繪示性態樣描述本發明。本文中所描述之態樣應理解為提供所揭示發明之各個態樣之不同細節之繪示性特徵;且因此,除非另有說明,否則應理解,在可能程度上,在不脫離所揭示發明之範疇之情況下,可將所揭示態樣之一或多個特徵、元件、組件、構 成、成分、結構、模組及/或態樣與所揭示態樣之一或多個其他特徵、元件、組件、構成、成分、結構、模組及/或態樣進行組合、分離、互換及/或重新配置。據此,一般技術者將認識到,在不脫離本發明之範疇之情況下,可對例示性態樣之任何者進行各種替換、修改或組合。另外,熟習技術者在審閱本說明書後,僅使用例行實驗即將認識到或能夠判定本文中所描述之本發明之各個態樣之許多等效物。因此,本發明不受各個態樣之描述限制,而由申請專利範圍限制。
熟習此項技術者將認識到,一般而言,在本文中且尤其在隨附申請專利範圍(例如,隨附申請專利範圍之主體)中所使用之術語通常意為「開放式」術語(例如,應將術語「包含(including)」解譯為「包含(但不限於)」,應將術語「具有」解譯為「至少具有」,應將術語「包含(includes)」解譯為「包含(但不限於)」等)。熟習此項技術者將進一步瞭解,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「至少一個」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」引導一申請專利範圍敘述將含有如此引導之申請專利範圍敘述的任意特定申請專利範圍限於僅含有此一敘述之申請專利範圍,即使在相同申請專利範圍包含引導性片語「一或多個」或「至少一個」及諸如「一」之不定冠詞(例如,通常應將「一」解譯為意謂「至少一個」或「一或多個」)時亦如此;用於引導申請專利範圍敘述之定冠詞的使用亦為此理。
另外,即使明確敘述一特定編號之一引導申請專利範圍敘 述,熟習此項技術者亦將認識到,通常應將此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純敘述「兩個敘述」通常意謂至少兩個敘述,或兩個或兩個以上敘述)。此外,在其中使用類似於「A、B及C等之至少一者」的一慣例的彼等例項中,一般而言,以熟習此項技術者將理解該慣例之意義預期此一建構(例如,「具有A、B及C之至少一者的一系統」將包含(但不限於)僅具有A、僅具有B、僅具有C、同時具有A與B、同時具有A與C、同時具有B與C及/或同時具有A、B及C等之系統)。在其中使用類似於「A、B或C等之至少一者」之一慣例的彼等例項中,一般而言,以熟習此項技術者將理解該慣例之意義預期此一建構(例如,「具有A、B或C之至少一者的一系統」將包含(但不限於)僅具有A、僅具有B、僅具有C、同時具有A與B、同時具有A與C、同時具有B與C及/或同時具有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、申請專利範圍抑或在圖式中,呈現兩個或兩個以上替代術語之通常一反意字詞及/或片語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」將通常被理解為包含「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,其中所述之操作通常可以任何次序執行。而且,儘管申請專利範圍敘述係按一或多個次序呈現,但應瞭解,各種操作可以不同於所描述之次序之其他次序執行,或可同時執行。此等替代排序之實例可包含重疊、交錯、間斷、重新排序、遞增、準備、補充、同時、反向或其他不同排序,除非上下文另有指示。此外,除非上下文另有指示,否則如同「回應於」、「與……有關」或其他過去時形容詞之術語通常不意欲排除此類變體。
值得注意的是,對「一個態樣」、「一態樣」、「一例示」、「一個例示」及其類似者之任何引用意謂結合本態樣所描述之一特定特徵、結構或特性包含於至少一個態樣中。因此,貫穿說明書各處出現之片語「在一個態樣中」、「在一態樣中」、「在一例示中」及「在一個例示中」並不一定全部係指相同態樣。此外,特定特徵、結構或特性可在一或多個態樣中以任何合適方式組合。
如文中所使用,除非另有明確指示,否則單數形式「一」、「一個」及「該」包含複數個指示物。
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、後面及其變體)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」意謂對於如由一般技術者所判定之一特定值之一可接受誤差,其取決於該值如何經量測或判定。在某些態樣中,術語「約」或「大致」意謂在1、2、3或4個標準偏差內。在某些態樣中,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。
在本說明書中,除非另有說明,否則所有數值參數應理解為在所有例項中以術語「約」作為開頭及修飾,其中數值參數具有用於判定參數之數值之基本量測技術之固有可變性特性。至少且並非試圖將等效物之教旨之應用限制於申請專利範圍之範疇,應至少鑒於所報告之有效數字及藉由應用一般捨入技術而解釋本文中所描述之各數值參數。
本文中所述之任何數值範圍包含歸入所述範圍內之所有子 範圍。例如,一範圍「1至10」包含介於(包含)所述最小值1及所述最大值10之間(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)之所有子範圍。此外,本文所述之所有範圍包含所述範圍之端點。例如,一範圍「1至10」包含端點1及10。本說明書中所述之任何最大數值限制旨在包含其中包含之所有較低數值限制,且本說明書中所述之任何最小數值限制旨在包含其中包含之所有較高數值限制。據此,申請人保留修改本說明書(包含申請專利範圍)之權利,以明確敘述包含在明確敘述範圍內之任何子範圍。在本說明書中固有地描述所有此等範圍。
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案、專利、非專利公開或其他揭示材料以引用的方式併入本文中,只要所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以引用的方式併入本文中之任何衝突材料。據說,以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相衝突之任何材料或其部分僅將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經併入。
術語「包括」(及任何形式之包括,諸如「包括(comprises)」及「包括(comprising)」)、「具有」(及任何形式之具有,諸如「具有(has)」及「具有(having)」)、「包含」(及任何形式之包含,諸如「包含(includes)」及「包含(including)」)及「含有」(及任何形式之含有,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。
10:碎屑過濾器底部噴嘴
12:流動通道
13:保護柵格
14:帶
15:開口
16:過濾韌帶

Claims (20)

  1. 一種碎屑過濾器底部噴嘴,其經結構設計用於一核反應爐中,該碎屑過濾器底部噴嘴包括:一板狀主體;複數個流動通道,其等形成於該板狀主體內,其中該複數個流動通道之各流動通道包括靠近該板狀主體之一第一表面之一入口及靠近該板狀主體之一第二表面之一出口,其中該第二表面與該第一表面相對;及一過濾器,其定位於該複數個流動通道之至少一個流動通道內,其中該過濾器位於該入口與該出口之間;其中該至少一個流動通道包括一尺寸,其中該尺寸之一量值至少部分基於該至少一個流動通道之一預定損失係數及該過濾器之一預定過濾能力來判定。
  2. 如請求項1之碎屑過濾器底部噴嘴,其中該板狀主體、該複數個流動通道及該過濾器經共同形成且構成一單件單元。
  3. 如請求項1之碎屑過濾器底部噴嘴,其中該至少一個流動通道包括一文丘裡形狀,且其中該尺寸係該文丘裡形狀之一孔徑,其中該孔徑大於或等於0.1英寸且小於或等於0.5英寸,且其中該預定損失係數大於或等於1.0且小於或等於2.5。
  4. 如請求項3之碎屑過濾器底部噴嘴,其中該過濾器包括跨該至少一個 流動通道之至少一部分延伸之複數個過濾韌帶,且其中該過濾器之該預定過濾能力限制包括大致0.08英寸或更大之一直徑的碎屑穿過該至少一個流動通道。
  5. 如請求項4之碎屑過濾器底部噴嘴,其中該複數個過濾韌帶連接在該流動通道內該入口與該出口之間的一位置處。
  6. 如請求項5之碎屑過濾器底部噴嘴,其中碎屑過濾器底部噴嘴經結構設計以覆蓋有包括複數個帶之一保護柵格,其中當自該入口或該出口觀看時,該複數個過濾韌帶經結構設計以形成一十字形,且其中該複數個過濾韌帶經結構設計以橫切該複數個帶。
  7. 如請求項5之碎屑過濾器底部噴嘴,其中該複數個過濾韌帶之該等過濾韌帶之各者係筆直的,且其中該複數個過濾韌帶經結構設計以在該至少一個流動通道之該入口與該出口之間形成一錐體。
  8. 如請求項7之碎屑過濾器底部噴嘴,其中該複數個過濾韌帶之該等過濾韌帶之各者以一角度定向,使得該錐體引導朝向該至少一個流動通道之該出口。
  9. 如請求項7之碎屑過濾器底部噴嘴,其中該複數個過濾韌帶之該等過濾韌帶之各者以一角度定向,使得該錐體引導朝向該至少一個流動通道之該入口。
  10. 如請求項5之碎屑過濾器底部噴嘴,其中該複數個過濾韌帶之該等過濾韌帶之各者係弓形的,且其中該複數個過濾韌帶經結構設計以在該至少一個流動通道之該入口與該出口之間形成一圓頂。
  11. 如請求項10之碎屑過濾器底部噴嘴,其中該複數個過濾韌帶之該等過濾韌帶之各者以一角度定向,使得該圓頂引導朝向該至少一個流動通道之該出口。
  12. 如請求項10之碎屑過濾器底部噴嘴,其中該複數個過濾韌帶之該等過濾韌帶之各者以一角度定向,使得該圓頂引導朝向該至少一個流動通道之該入口。
  13. 如請求項5之碎屑過濾器底部噴嘴,其中該複數個過濾韌帶經結構設計以在該至少一個流動通道之該入口與該出口之間形成一三維矩形。
  14. 如請求項3之碎屑過濾器底部噴嘴,其中該至少一個流動通道進一步包括延伸超過該第一表面及該第二表面之至少一者之一翼。
  15. 一種流動通道,其形成在經結構設計用於一核反應爐中之一碎屑過濾器底部噴嘴內,其中該碎屑過濾器底部噴嘴經結構設計以覆蓋有一保護柵格,其中該保護柵格包括複數個帶,該流動通道包括:一入口; 一出口;一內腔,其形成在該入口與該出口之間;複數個過濾韌帶,其等定位於該內腔內,其中該複數個過濾韌帶經結構設計以橫切該複數個帶;及一尺寸,其中該尺寸之一量值至少部分基於該流動通道之一預定損失係數及該複數個過濾韌帶之一預定過濾能力來判定。
  16. 如請求項15之流動通道,其中該內腔包括一文丘裡形狀,且其中該尺寸係該文丘裡形狀之一孔徑。
  17. 如請求項15之流動通道,其中該流動通道、該複數個過濾韌帶及該碎屑過濾器底部噴嘴係由一單一材料共同形成且構成一單件單元。
  18. 一種製造碎屑過濾器底部噴嘴之方法,該碎屑過濾器底部噴嘴經結構設計用於一核反應爐中,其中該碎屑過濾器底部噴嘴包含複數個流動通道,該方法包括:判定該碎屑過濾器底部噴嘴之一最大損失係數;判定該碎屑過濾器底部噴嘴之一最小過濾能力;至少部分基於該最大損失係數及該最小過濾能力來計算該複數個流動通道之一尺寸;產生碎屑過濾器底部噴嘴之一板狀主體;在該碎屑過濾器底部噴嘴之該板狀主體內產生該複數個流動通道,其中該複數個流動通道之該等流動通道之至少一者包括該經計算尺寸;及 在該至少一個流動通道內產生包括該最小過濾能力之一過濾器。
  19. 如請求項18之方法,其中計算該尺寸包括使用計算流體動力學。
  20. 如請求項18之方法,其中使用增材製造技術來產生該板狀主體、該複數個流動通道及該過濾器,使得將該板狀主體、該複數個流動通道及該過濾器經共同形成並構成一單件單元。
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