TWI761581B - 用於自一核反應器之一噴射泵總成移除沈積物之清潔工具及用於清潔核反應器之噴射泵總成之系統 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種清潔一核反應器之一噴射泵總成之方法，該方法可包括將一清潔工具插入至該噴射泵總成中使得該清潔工具之一正面鄰近於該噴射泵總成之一內表面且低於該噴射泵總成中之一第一液體之一液位。該方法可另外包括自該清潔工具之該正面上之複數個前孔口引導一第二液體之複數個前噴射流使得該第二液體之該複數個前噴射流撞擊該噴射泵總成之該內表面。該方法可進一步包括在清潔該噴射泵總成期間維持該清潔工具之該正面與該噴射泵總成之該內表面之間的一隙距。

Description

用於自一核反應器之一噴射泵總成移除沈積物之清潔工具及用於清潔核反應器之噴射泵總成之系統
本發明係關於清潔一核反應器之一噴射泵總成之方法。
圖1係一沸水反應器(BWR)之一反應器壓力容器中之一習知噴射泵總成的一剖視圖。參考圖1，一原動流體(在該反應器壓力容器外部之液體冷卻劑)之一驅動流102進入入口升流管104且向上流動至入口彎管106。在驅動流102通過噴嘴108向下排放時，吸入流體(在反應器壓力容器內部之液體冷卻劑)之一挾帶流110被汲取至入口混合器114之喉區段112中且與驅動流102混合。該混合流繼續向下至擴散器116，在擴散器116處該混合流之動能轉換為壓力。
當關閉沸水反應器進行維護時，噴射泵總成仍含有驅動流102及挾帶流110之液體。因此，清潔噴射泵總成通常涉及拆卸其以便允許充分接達所要表面以進行清潔。雖然已努力在不拆卸其之情況下清潔噴射泵總成，但在此一情形下充分清潔噴射泵總成仍為一挑戰。
一種清潔一核反應器之一噴射泵總成之方法可包括將一清潔工具插入至該噴射泵總成中使得該清潔工具之一正面鄰近於該噴射泵總成之一內表面且低於該噴射泵總成中之一第一液體之一液位。該方法可另外包括自該清潔工具之該正面上之複數個前孔口引導一第二液體之複數個前噴射流使得該第二液體之該複數個前噴射流行進通過該第一液體且撞擊該噴射泵總成之該內表面。該方法可進一步包括在清潔該噴射泵總成期間維持該清潔工具之該正面與該噴射泵總成之該內表面之間的一隙距。
插入清潔工具可包含：將清潔工具連接至一彎曲棒；及經由該彎曲棒使清潔工具降低至噴射泵總成之一輔助入口開口中。
插入清潔工具亦可包含：將清潔工具連接至一軟管；將一操縱工具安裝於噴射泵總成之一入口混合器之一邊緣上；及經由該操縱工具彎曲該軟管且使清潔工具降低至噴射泵總成之一輔助入口開口中。
引導複數個前噴射流可包含驅迫第二液體流至噴射泵總成之一入口混合器之一喉區段上。
引導複數個前噴射流亦可在至少每平方英寸20,000磅之一壓力下執行。
維持隙距可包含以複數個後噴射流之一形式自清潔工具之一背面上之複數個後孔口驅動第二液體以產生推動清潔工具之正面朝向噴射泵總成之內表面之一反作用力。
可執行自複數個後孔口驅動第二液體使得清潔工具之側板接觸噴射泵總成之內表面而清潔工具之正面與噴射泵總成之內表面間隔開。
可執行引導及驅動第二液體使得複數個前噴射流對複數個後噴射流之一比率在自約1:1至1:2之範圍內。
可在不拆卸噴射泵總成之情況下執行插入及引導。
一種用於自一核反應器之一噴射泵總成移除沈積物之清潔工具可包括一噴頭，該噴頭包含一正面及一背面。該正面界定前開口，且該背面界定後開口。該清潔工具可另外包括與該等前開口及該等後開口之各者嚙合之一可移除孔口結構。該清潔工具可進一步包括緊固至該噴頭之相對端面之側板。該等側板突出超過該正面以在移除沈積物期間建立距噴射泵總成之一隙距。
正面可為一凸表面，且背面可為一相對凹表面。
可移除孔口結構可與前開口及後開口之各者螺合地嚙合。
正面可界定在自約5至75之範圍內之前開口之一數量。
背面可界定在自約5至75之範圍內之後開口之一數量。
側板可突出超過正面使得在移除沈積物期間隙距係約0.5英寸或更小。
側板可由具有3或更小之一莫氏(Mohs)硬度之一材料形成。
一種用於清潔核反應器之噴射泵總成之系統可包括一清潔工具及連接至該清潔工具之一彎曲棒。該彎曲棒經構形以將該清潔工具定位於該噴射泵總成內。
一種用於清潔核反應器之噴射泵總成之系統亦可包括：一清潔工具；一軟管，其連接至該清潔工具；及一操縱工具，其經構形以安裝至該噴射泵總成上且彎曲該軟管以將該清潔工具定位於該噴射泵總成內。
應理解，當將一元件或層稱為在另一元件或層「上」、「連接至」另一元件或層、「耦合至」另一元件或層或「覆蓋」另一元件或層時，該元件或層可直接在該另一元件或層上、直接連接至該另一元件或層、直接耦合至該另一元件或層或直接覆蓋該另一元件或層，或可存在中介元件或層。相比之下，當將一元件稱為「直接」在另一元件或層「上」、「直接連接至」另一元件或層或「直接耦合至」另一元件或層時，不存在中介元件或層。貫穿本說明相同數字係指相同元件。如本文中所使用，術語「及/或」包含相關聯列舉項之一或多者之任一組合及全部組合。
應理解，儘管術語第一、第二、第三等在本文中可用於描述各種元件、組件、區域、層及/或區段，但此等元件、組件、區域、層及/或區段不應受此等術語限制。此等術語僅用於區分一元件、組件、區域、層或區段與另一區域、層或區段。因此，下文論述之一第一元件、組件、區域、層或區段可在不脫離實例性實施例之教示的情況下稱作一第二元件、組件、區域、層或區段。
空間關係術語(例如，「在…下面」、「在…下方」、「下」、「在…上方」、「上」及類似者)可在本文中為易於描述而用於描述如圖中所繪示之一元件或特徵與另一(若干)元件或特徵之關係。應理解，該等空間關係術語旨在涵蓋使用中或操作中之裝置之除圖中所描繪之定向之外之不同定向。例如，若將圖中之裝置翻轉，則描述為在其他元件或特徵「下方」或「下面」之元件將接著定向於該等其他元件或特徵之「上方」。因此，術語「在…下方」可涵蓋上方及下方兩種定向。裝置可以其他方式定向(旋轉90度或依其他定向)且可相應地解釋本文中所使用之空間關係描述符。
本文中所使用之術語係僅出於描述各項實施例之目的且並不意欲限制實例性實施例。如本文中所使用，除非上下文另有清楚指示，否則單數形式「一」或「一個」及「該」旨在亦包含複數形式。將進一步理解，術語「包含(include)」、「包含(including)」、「包括(comprise)」及/或「包括(comprising)」在本說明書中使用時指定存在經陳述特徵、整數、步驟、操作、元件及/或組件，但並不排除存在或添加一或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、組件及/或其等之群組。
本文中參考橫截面圖解說明描述實例性實施例，該等橫截面圖解說明係實例性實施例之理想化實施例(及中間結構)之示意性圖解說明。因而，應預期由於(例如)製造技術及/或容限而引起之自圖解說明之形狀之變動。因此，實例性實施例不應被解釋為限於本文中所繪示之區域之形狀但應包含(例如)由製造所引起之形狀之偏差。
除非另有定義，否則本文中所使用之所有術語(包含技術及科學術語)具有與實例性實施例所屬之技術之一般技術者通常理解相同之意義。將進一步理解，包含常用詞典中定義之術語之術語應解釋為具有與其等在相關技術之背景內容中之意義一致之一意義且將不會以一理想化或過於正式之意義進行解釋，除非本文中如此明確定義。
圖2係根據一實例性實施例之包含用於一噴射泵總成之一清潔工具之一系統的一透視圖。參考圖2，該系統包含經由一連接器214附接至一棒220之一清潔工具202。棒220係界定經構形以輸送用於清潔該噴射泵總成之一流體流之一內部通道之一剛性、管狀結構。清潔工具202界定經構形以經由連接器214自棒220接納該流體流之一內部空間。連接器214可為一螺紋式連接器、一卡口式連接器或其他類型之緊固且可釋放連接器。儘管連接器214係繪示為在噴頭之頂面208上，然應理解，實例性實施例並不限於此。
清潔工具202包含安置於噴頭之一正面204上之複數個孔口結構216。孔口結構216經構形以將離開正面204 (在清潔期間)之流體流轉變成複數個高壓前噴射流。孔口結構216之各者經設計為一獨立且可移除組件。在此方面，孔口結構216可視需要改變以調整清潔壓力。例如，孔口結構216可經結構化以具有經構形以與正面204中之內螺紋開口嚙合之外螺紋表面。
一對側板218緊固至清潔工具202之噴頭之相對端面以在清潔噴射泵總成之一表面期間提供距該表面之一適當隙距。例如，側板218可突出超過正面204使得正面204與經清潔之表面之間的該隙距係約0.5英寸或更小。側板218經設計以與相對容易地獲得所要隙距之不同尺寸之板互換。另外，正面204可為經定尺寸以對應於一噴射泵總成之一喉區段之一彎曲表面之一凸表面。因此，可在清潔期間提供一相對均勻隙距。此外，側板218可由具有3或更小之一莫氏硬度之一材料(例如，鋁)形成。在此一例項中，可減少或防止對經清潔之噴射泵總成之表面之損壞(例如，受側板218刮擦)之發生。
在清潔一噴射泵總成之一方法中，棒220容許清潔工具202被引入至該噴射泵總成中且定位於該噴射泵總成內。在此方面，棒220可包含一第一成角度區段及一第二成角度區段以促進操縱清潔工具202，但實例性實施例並不限於此。
圖3係根據一實例性實施例之用於一噴射泵總成之一清潔工具之一噴頭的一正視圖。參考圖2至圖3，噴頭200包含在其頂面208上之連接器214及在其正面204上之複數個前開口206。儘管展示十七個前開口206，但可提供一不同數量。例如，正面204可界定在約5至75之範圍內之前開口206之一數量。另外，前開口206可以一曲折形方式、以列(例如，以一陣列)或以另一合適方式配置，而非以一線性方式配置。當經完全組裝時，一孔口結構216將嚙合於前開口206之各者中，一側板218將緊固至噴頭200之相對端面之各者，且一棒220將經由連接器214附接至噴頭200。
圖4係根據一實例性實施例之用於一噴射泵總成之一清潔工具之一噴頭的一俯視圖。參考圖2至圖4，正面204係一凸表面，且背面係一凹表面。正面204及背面之曲率可相同。因此，噴頭200可類似於一環形結構之一區段。此外，連接器214可居中於噴頭200之相對端面之間。
圖5係根據一實例性實施例之用於一噴射泵總成之一清潔工具之一噴頭的一後視圖。參考圖2至圖5，除連接器214位於噴頭200之頂面208上之外，背面210包含複數個後開口212。儘管展示五個後開口212，但可提供一不同數量。例如，背面210可界定在約5至75之範圍內之後開口212之一數量。另外，後開口212可以一曲折形方式、以列(例如，以一陣列)或以另一合適方式配置，而非以一線性方式配置。此外，後開口212之各者經構形以接納一孔口結構(以類似於前開口206之各者如何經構形以接納一孔口結構216之一方式)。嚙合於後開口212中之孔口結構經構形以將離開背面210 (在清潔期間)之流體流轉變成複數個高壓後噴射流。嚙合於後開口212中之孔口結構可視需要改變以調諧反作用力。
圖6係根據一實例性實施例之在一清潔方法期間之一噴射泵總成的一透明視圖。參考圖2至圖6，清潔工具202可經由棒220插入至該噴射泵總成中以清潔喉區段312。接達噴射泵總成之內表面可藉由將清潔工具202插入至介於噴嘴308與喉區段312之間的一入口開口310 (例如，輔助入口開口)中而實現。清潔工具202可取決於入口開口310之尺寸而依各種尺寸製造。
可藉由一工廠操作員手動處置棒220以操縱清潔工具202。關於清潔工具202之定向，正面204經設計以面向噴射泵總成之喉區段312之內表面。此外，正面204之輪廓經結構化以對應於喉區段312之內表面之曲率。當經適當定位時，清潔工具202之側板218將接觸喉區段312之內表面以便提供一適當隙距。以此方式，清潔工具202可經由棒220降低至喉區段312中(且升高)。
圖7係根據一實例性實施例之在一清潔方法期間之一噴射泵總成的另一透明視圖。參考圖2至圖7，清潔工具202已插入至該噴射泵總成之入口開口310中且經由棒220降低至喉區段312中。在此降低位置中，清潔工具202可浸沒於噴射泵總成中之一第一液體之一液位下方。
在清潔期間，通過棒220之一第二液體流係以行進通過第一液體且撞擊喉區段312之內表面之前噴射流之形式自清潔工具202之正面204中之孔口結構216排出。此外，該第二液體亦以產生推動正面204朝向喉區段312之內表面之一反作用力之後噴射流之形式自清潔工具202之背面210中之孔口結構排出。因此，清潔工具202之側板218將推抵喉區段312之內表面。清潔工具202之側板218容許在清潔期間維持正面204與喉區段312之內表面之間的一適當隙距。
至少每平方英寸20,000磅之一壓力可用於自清潔工具202之正面204產生複數個前噴射流及/或自背面210產生複數個後噴射流。可藉由一泵抽系統供應必要壓力。複數個前噴射流對複數個後噴射流之比率可在約1:1至1:2之範圍內。根據一實例性實施例，可在不拆卸噴射泵總成之情況下執行清潔方法，藉此節約時間及成本。
圖8根據一實例性實施例之用於一清潔方法中之包含一操縱工具之一系統的一透視圖。參考圖8，一清潔工具402連接至一軟管420作為用於清潔一噴射泵總成之一系統之部分。軟管420界定經構形以輸送用於清潔該噴射泵總成之一流體流之一內部通道。清潔工具402界定經構形以自軟管420接納該流體流之一內部空間。除關於尺寸及形狀之一些變動以外，清潔工具402可如結合清潔工具202所描述。
儘管軟管420可比棒220 (例如，圖2中)更具可撓性，然軟管420仍相對硬性且難以用手操縱。因此，一操縱工具可用於彎曲及移動軟管420以便在噴射泵總成內外操縱清潔工具402。該操縱工具包含經構形以夾箝至噴射泵總成之一部分上之一基底404。一對主體板410緊固至基底404，且一滾輪配置提供於主體板410之間以與軟管420相互作用。一馬達418經構形以驅動該等滾輪之至少一者。一臂414亦緊固至主體板410之各者以幫助抵靠噴射泵總成支撐操縱工具。
圖9係根據一實例性實施例之用於一清潔方法中之包含一操縱工具之一系統的另一透視圖。參考圖9，已移除操縱工具之主體板410之一者以展示與軟管420相互作用之滾輪配置。滾輪配置經構形以在清潔期間自升高位置(經展示)至噴射泵總成內之一降低位置導引軟管420且因此清潔工具402。
圖10係根據一實例性實施例之在使用一操縱工具之一清潔方法期間之一噴射泵總成的一透視圖。參考圖10，一操縱工具安裝於待清潔之一噴射泵總成上。對於安裝，基底404可夾箝至喉區段412之邊緣上。另外，臂414可幫助抵靠支撐件416 (其等連接至噴嘴408及喉區段412)支撐該操縱工具。鄰近於入口彎管406及噴嘴408之主體板410之邊緣亦可經輪廓化以減小或防止在安裝操縱工具時干擾之可能性。當操縱工具經安裝或移動時，清潔工具402將處於升高位置中(經展示)。在清潔期間，馬達418將驅動滾輪配置以使軟管420向下移動以容許清潔工具402自入口開口422下降至喉區段412內之一較低位置。
圖11係根據一實例性實施例之在使用一操縱工具之一清潔方法期間之一噴射泵總成的另一視圖。參考圖11，清潔工具402係處於可低於喉區段412內之一第一液體之一液位之一降低位置中。在清潔期間，一第二液體係通過軟管420供應且以撞擊喉區段412之內表面之前噴射流之形式(例如，用以移除沈積物)及推動清潔工具402之側板抵靠喉區段412以維持適當隙距之後噴射流之形式自清潔工具40排出。馬達418經控制以依延伸或縮回軟管420以接達及清潔喉區段412之經定位目標之內表面之一方式驅動滾輪配置。一旦噴射泵總成之一經定位目標之區段乾淨，清潔工具402便可返回至升高狀態，且操縱工具可移動及安裝於喉區段412之邊緣之一不同部分上以接達待清潔之其他表面。因此，可在不拆卸噴射泵總成之情況下執行必要清潔。
圖12係根據一實例性實施例之在一清潔方法之後之一噴射泵總成之一模型之一喉區段的一照片。參考圖12，藉由本文中所論述之清潔方法實質上移除用於模擬氧化物沈積物之一塗層。
雖然本文中已揭示許多實例性實施例，然應理解，其他變動亦可行。此等變動不應被視為偏離本發明之精神及範疇，且如熟習此項技術者將明白之所有此等修改旨在包含於以下發明申請專利範圍之範疇內。
102‧‧‧驅動流104‧‧‧入口升流管106‧‧‧入口彎管108‧‧‧噴嘴110‧‧‧挾帶流112‧‧‧喉區段114‧‧‧入口混合器116‧‧‧擴散器200‧‧‧噴頭202‧‧‧清潔工具204‧‧‧正面206‧‧‧前開口208‧‧‧頂面210‧‧‧背面212‧‧‧後開口214‧‧‧連接器216‧‧‧孔口結構218‧‧‧側板220‧‧‧棒308‧‧‧噴嘴310‧‧‧入口開口312‧‧‧喉區段402‧‧‧清潔工具404‧‧‧基底406‧‧‧入口彎管408‧‧‧噴嘴410‧‧‧主體板412‧‧‧喉區段414‧‧‧臂416‧‧‧支撐件418‧‧‧馬達420‧‧‧軟管422‧‧‧入口開口
在結合附圖閱讀詳細描述之後可更加明白本文中之非限制性實施例之各種特徵及優點。附圖僅供圖解說明目的且不應被解釋為限制發明申請專利範圍之範疇。附圖不應被視為按比例繪製，除非另有明確提及。為清楚起見，可放大圖式之各種尺寸。
圖1係一沸水反應器(BWR)之一反應器壓力容器中之一習知噴射泵總成的一剖視圖。
圖2係根據一實例性實施例之包含用於一噴射泵總成之一清潔工具之一系統的一透視圖。
圖3係根據一實例性實施例之用於一噴射泵總成之一清潔工具之一噴頭的一正視圖。
圖4係根據一實例性實施例之用於一噴射泵總成之一清潔工具之一噴頭的一俯視圖。
圖5係根據一實例性實施例之用於一噴射泵總成之一清潔工具之一噴頭的一後視圖。
圖6係根據一實例性實施例之在一清潔方法期間之一噴射泵總成的一透明視圖。
圖7係根據一實例性實施例之在一清潔方法期間之一噴射泵總成的另一透明視圖。
圖8係根據一實例性實施例之用於一清潔方法中之包含一操縱工具之一系統的一透視圖。
圖9係根據一實例性實施例之用於一清潔方法中之包含一操縱工具之一系統的另一透視圖。
圖10係根據一實例性實施例之在使用一操縱工具之一清潔方法期間之一噴射泵總成的一透視圖。
圖11係根據一實例性實施例之在使用一操縱工具之一清潔方法期間之一噴射泵總成的另一視圖。
圖12係根據一實例性實施例之在一清潔方法之後之一噴射泵總成之一模型之一喉區段的一照片。
202‧‧‧清潔工具
204‧‧‧正面
208‧‧‧頂面
214‧‧‧連接器
216‧‧‧孔口結構
218‧‧‧側板
220‧‧‧棒

Claims (10)

  1. 一種用於自一核反應器之一噴射泵總成移除沈積物之清潔工具，其包括：一噴頭，其包含一正面及一背面，該正面界定前開口，且該背面界定後開口；一可移除孔口結構，其與該等前開口及該等後開口之各者嚙合；及側板，其等緊固至該噴頭之相對端面，該等側板突出超過該正面以在該等沈積物之該移除期間建立距該噴射泵總成之一隙距。
  2. 如請求項1之清潔工具，其中該正面係一凸表面，且該背面係一相對凹表面。
  3. 如請求項1之清潔工具，其中該可移除孔口結構與該等前開口及該等後開口之各者螺合地嚙合。
  4. 如請求項1之清潔工具，其中該正面界定在自約5至75之範圍內之前開口之一數量。
  5. 如請求項1之清潔工具，其中該背面界定在自約5至75之範圍內之後開口之一數量。
  6. 如請求項1之清潔工具，其中該等側板突出超過該正面使得在該等沈 積物之該移除期間該隙距係約0.5英寸或更小。
  7. 如請求項1之清潔工具，其中該等側板係由具有3或更小之一莫氏硬度之一材料形成。
  8. 如請求項1之清潔工具，其中該噴頭之該正面係介於該等側板之間。
  9. 一種用於清潔核反應器之噴射泵總成之系統，其包括：如請求項1之清潔工具；及一彎曲棒，其連接至該清潔工具且經構形以將該清潔工具定位於該噴射泵總成內。
  10. 一種用於清潔核反應器之噴射泵總成之系統，其包括：如請求項1之清潔工具；一軟管，其連接至該清潔工具；及一操縱工具，其經構形以安裝至該噴射泵總成上且彎曲該軟管以將該清潔工具定位於該噴射泵總成內。
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