TWI795431B - 清潔核反應器之噴射泵總成之噴嘴之方法 - 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，該方法可包括藉由注射一氣體以沖洗出該噴射泵總成之填充有一第一液體之一內部中的該第一液體而抽空該內部以提供一經抽空表面。另外，該方法可包括將一第二液體之一噴射流引導至該經抽空表面上。

Description

清潔核反應器之噴射泵總成之噴嘴之方法
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，該方法可包括藉由注射一氣體以沖洗出該噴射泵總成之填充有一第一液體之一內部中的該第一液體而抽空該內部以提供一經抽空表面。另外，該方法可包括將一第二液體之一噴射流引導至該經抽空表面上。
抽空噴射泵總成之內部可包含注射氣體以暴露噴射泵總成之一噴嘴之一內表面。
抽空噴射泵總成之內部可包含注射空氣作為沖洗第一液體之氣體。該第一液體可為水。
抽空噴射泵總成之內部可包含向下驅動第一液體之一液位至噴射泵總成之一噴嘴之一末端。
抽空噴射泵總成之內部可包含同時沖洗出噴射泵總成之所有噴嘴中的第一液體。
噴射泵總成可包含一入口升流管及兩個入口混合器。抽空噴射泵總成之內部可包含向下驅動第一液體至該入口升流管及該兩個入口混合器中之一相同液位。
抽空噴射泵總成之內部可包含向下驅動第一液體之一液位至兩個入口混合器之各者之一喉區段。
注射氣體可在自約每平方英寸10磅至35磅之範圍內之一壓力下執行。
可執行注射氣體使得氣體佔據藉由噴射泵總成之一噴嘴界定之一體積之至少95%。
引導第二液體之噴射流可在至少每平方英寸20,000磅之一壓力下執行。
引導第二液體之噴射流可包含驅迫作為第二液體之水流至經抽空表面上以自其移除氧化物沈積物。
可執行該驅迫水使得自經抽空表面移除該等氧化物沈積物之至少80%。
抽空噴射泵總成之內部可包含將一沖洗工具插入至噴射泵總成之一第一噴嘴中以注射氣體。引導第二液體之噴射流可包含將一清潔工具插入至噴射泵總成之一第二噴嘴中以供應第二液體之噴射流。
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清潔一核反應器之一噴射泵總成之一方法的一流程圖。參考圖2，清潔一核反應器之一噴射泵總成之該方法包含一抽空步驟210及一引導步驟220。此外，在清潔之前不需要拆卸該噴射泵總成，藉此節約時間及成本。
抽空步驟210包含抽空一核反應器之一噴射泵總成之一內部以提供一經抽空表面。在執行抽空步驟210之前，該噴射泵總成之該內部可填充有一第一液體。引導步驟220包含將一第二液體之一噴射流引導至該核反應器之該噴射泵總成之該經抽空表面上。該第一液體可為相同於該第二液體之物質(或不同於該第二液體之一物質)。
圖3係根據一實例性實施例之清潔一核反應器之一噴射泵總成之一方法的另一流程圖。參考圖3，抽空步驟210可包含一插入子步驟212及一注射子步驟214。插入子步驟212包含將一沖洗工具插入至該噴射泵總成之一第一噴嘴中。注射子步驟214包含經由該沖洗工具注射一氣體以沖洗出噴射泵總成之內部中的第一液體以提供經抽空表面。
引導步驟220可包含一插入子步驟222及一供應子步驟224。插入子步驟222包含將一清潔工具插入至噴射泵總成之一第二噴嘴中。供應子步驟224包含供應第二液體之噴射流以清潔噴射泵總成之經抽空表面。
根據一實例性實施例，一種清潔一核反應器之一噴射泵總成之方法可包含藉由注射一氣體以沖洗出該噴射泵總成之填充有一第一液體之一內部中的該第一液體而抽空該內部以提供一經抽空表面。該抽空可包含注射該氣體以暴露該噴射泵總成之一噴嘴之至少一內表面。可執行該注射使得該氣體佔據藉由噴射泵總成之該噴嘴界定之一體積之至少95%。例如，抽空可包含注射空氣作為沖洗第一液體之氣體。注射可在自約每平方英寸10磅至35磅之範圍內之一壓力下執行。第一液體可為水。
另外，該清潔方法可包含將一第二液體之一噴射流引導至噴射泵總成內之經抽空表面上。該引導可在至少每平方英寸20,000磅之一壓力下執行。例如，該引導可包含驅迫作為第二液體之水流至經抽空表面上以自其移除氧化物沈積物。可執行該水之該驅迫使得自經抽空表面移除該等氧化物沈積物之至少80%。
圖4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橫截面視圖。參考圖4，該噴射泵總成包含連接至包含一對入口彎管306之一分叉結構之一入口升流管304。各入口彎管306過渡至延伸至一入口混合器314之一喉區段312中之一噴嘴308中。儘管圖4中僅展示一個噴嘴308與各入口彎管306連接，然應理解，其他構形亦可行。例如，噴射泵總成可經構形使得可提供複數個噴嘴(例如，五個噴嘴)與各入口彎管306連接。
當核反應器在操作中時，一第一流體向上流動通過入口升流管304，朝向入口彎管306之各者分流，且通過噴嘴308離開。因此，噴射泵總成之內部(其藉由入口升流管304、入口彎管306及噴嘴308界定)將在核反應器之操作期間填充有該第一液體。另外，當關閉核反應器以進行維護時，噴射泵總成中將仍存在第一液體。
在清潔噴射泵總成之一方法期間，初始抽空步驟包含將一沖洗工具302插入至噴射泵總成之一第一噴嘴(例如，圖4中之左側上之噴嘴308)中以注射一氣體以用於沖洗。另外，後續引導步驟包含將一清潔工具310插入至噴射泵總成之一第二噴嘴(例如，圖4中之右側上之噴嘴308)中以供應第二液體之噴射流以用於清潔。相反地，該第一噴嘴可藉由交換沖洗工具302與清潔工具310之位置而清潔。
應理解，第一噴嘴及第二噴嘴不需要在不同入口彎管306上。例如，當噴射泵總成經構形以包含與各入口彎管306連接之複數個噴嘴時，第一噴嘴及第二噴嘴可在相同入口彎管306上或在不同入口彎管306上。另外，在清潔第二噴嘴之後，清潔工具310可移動以清潔另一噴嘴同時保持沖洗工具302在第一噴嘴中以維持噴射泵總成內之經抽空表面。此外，雖然可為有利的是使沖洗工具302及清潔工具310插入至不同噴嘴中以用於沖洗及清潔，以避免干擾之可能，然應理解，實例性實施例並不限於此。
沖洗工具302可包含一彎曲棒，該彎曲棒具有固定至該彎曲棒之末端之一注射頭。沖洗工具302可經由彎曲棒操縱。在一實例性實施例中，彎曲棒可包含一第一成角度區段、一第二成角度區段及一U形區段。一工廠操作員可經由彎曲棒之近端處置沖洗工具302，以使該U形區段降低至喉區段312中且將該注射頭從下面引入至第一噴嘴(例如，圖4之左側上之噴嘴308)中。
類似地，清潔工具310可包含一彎曲棒，該彎曲棒具有固定至該彎曲棒之末端之一噴頭。如同沖洗工具302，清潔工具310可經由彎曲棒操縱。在一實例性實施例中，彎曲棒可包含一第一成角度區段、一第二成角度區段及一U形區段。一工廠操作員可經由彎曲棒之近端處置清潔工具310，以使該U形區段降低至喉區段312中且將該噴頭從下面引入至第二噴嘴(例如，圖4之右側上之噴嘴308)中。
當抽空噴射泵總成之內部時，沖洗工具302係用於注射一氣體以向下驅動第一液體至與噴射泵總成之一噴嘴308之至少一末端重合之一液位318。另外，當噴嘴308具有水平對準之末端時，可藉由沖洗工具302注射氣體，以同時沖洗出噴射泵總成之所有噴嘴308中的第一液體。此外，當噴射泵總成包含入口升流管304及兩個入口混合器314時，抽空可包含向下驅動第一液體至在入口升流管304及兩個入口混合器314中相同之一液位318。例如，抽空可包含向下驅動第一液體之液位318至兩個入口混合器314之各者之喉區段312。
由於沖洗出噴射泵總成中的第一液體，所以噴嘴308之各者之內表面316將暴露。清潔工具310可接著用於將一第二液體之一噴射流引導至內表面316上以清潔噴射泵總成。
如上所提及，可在不拆卸噴射泵總成之情況下執行抽空步驟及引導步驟。因為可在不拆卸噴射泵總成之情況下執行清潔方法，所以可減少停止運行時間，且核反應器可更快地返回至正常操作。
圖5係在一習知清潔方法之後之一噴射泵總成之一噴嘴之一模型的一照片。參考圖5，在該習知清潔方法之後，大量經模擬沈積物仍保留於該噴嘴之該模型上。
圖6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噴嘴之一模型的一照片。參考圖6，在根據一實例性實施例之一清潔方法之後實質上改良(相較於圖5)自該噴嘴之該模型移除經模擬沈積物。
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210‧‧‧抽空步驟212‧‧‧插入子步驟214‧‧‧注射子步驟220‧‧‧引導步驟222‧‧‧插入子步驟224‧‧‧供應子步驟302‧‧‧沖洗工具304‧‧‧入口升流管306‧‧‧入口彎管308‧‧‧噴嘴310‧‧‧清潔工具312‧‧‧喉區段314‧‧‧入口混合器316‧‧‧內表面318‧‧‧(液體之)液位
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清潔一核反應器之一噴射泵總成之一方法的一流程圖。
圖3係根據一實例性實施例之清潔一核反應器之一噴射泵總成之一方法的另一流程圖。
圖4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橫截面視圖。
圖5係在一習知清潔方法之後之一噴射泵總成之一噴嘴之一模型的一照片。
圖6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噴嘴之一模型的一照片。
210‧‧‧抽空步驟
220‧‧‧引導步驟

Claims (13)

  1. 一種清潔一核反應器之一噴射泵總成(jet pump assembly)之方法，其包括：抽空該噴射泵總成之填充有一第一液體之一內部，其係藉由注射一氣體以沖洗出該內部中之該第一液體，以提供一經抽空表面；及將一第二液體之一噴射流引導至該經抽空表面上。
  2. 如請求項1之方法，其中該抽空包含注射該氣體以暴露該噴射泵總成之一噴嘴之一內表面。
  3. 如請求項1之方法，其中該抽空包含注射空氣作為沖洗該第一液體之該氣體，該第一液體為水。
  4. 如請求項1之方法，其中該抽空包含向下驅動該第一液體之一液位至該噴射泵總成之一噴嘴之一末端(distal end)。
  5. 如請求項1之方法，其中該抽空包含同時沖洗出該噴射泵總成之所有噴嘴中的該第一液體。
  6. 如請求項1之方法，其中該噴射泵總成包含一入口升流管(inlet riserpipe)及兩個入口混合器，且該抽空包含向下驅動該第一液體至該入口升流管及該兩個入口混合器中之一相同液位。
  7. 如請求項6之方法，其中該抽空包含向下驅動該第一液體之一液位至該兩個入口混合器之各者之一喉區段(throat section)。
  8. 如請求項1之方法，其中該注射係在自每平方英寸10磅至35磅之範圍內之一壓力下執行。
  9. 如請求項1之方法，其中執行該注射使得該氣體佔據藉由該噴射泵總成之一噴嘴界定之一體積之至少95%。
  10. 如請求項1之方法，其中該引導係在至少每平方英寸20,000磅之一壓力下執行。
  11. 如請求項1之方法，其中該引導包含驅迫作為該第二液體之水流至該經抽空表面上以自其移除氧化物沈積物。
  12. 如請求項11之方法，其中執行該水之該驅迫使得自該經抽空表面移除該等氧化物沈積物之至少80%。
  13. 如請求項1之方法，其中該抽空包含將一沖洗工具插入至該噴射泵總成之一第一噴嘴中以注射該氣體，且該引導包含將一清潔工具插入至該噴射泵總成之一第二噴嘴中以供應該第二液體之該噴射流。
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