核能发电系统技术方案

本公开提供了一种提升设备，用于在核能发电系统中从反应堆容器主体提升封盖组件。该提升设备包括至少一个提升元件，该提升元件具有接合表面，该接合表面配置成接合该封盖组件的底侧表面。该至少一个提升元件的高度在缩回位置与伸出位置之间轴向地可调节，在缩回位置，其轴向高度为使得封盖组件密封反应堆容器的主体，在伸出位置，其轴向高度为使得封盖组件升高至反应堆容器主体的上方。升高至反应堆容器主体的上方。升高至反应堆容器主体的上方。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】核能发电系统


[0001]本公开涉及一种核能发电系统，并且涉及一种在核能发电系统中执行维护和补给燃料操作的方法。

技术介绍

[0002]核电厂将反应堆堆芯内燃料组件中所含裂变材料的核衰变产生的热能转化为电能。水冷反应堆核核电站，比如压水式反应堆(PWR)，以及沸水反应堆(BWR)核电站包括反应堆压力容器(RPV)，该反应堆压力容器(RPV)包含反应堆堆芯/燃料组件，以及用于从燃料组件的热量产生的蒸汽发电的涡轮机。
[0003]PWR核电站有加压的一次冷却剂回路，该回路流经RPV，并将热能传递给二次回路中的一个或多个蒸汽发生器(热交换器)。(低压)二次回路包括驱动发电机发电的涡轮机。核电站的这些部件通常容纳在密闭的安全壳建筑中，安全壳建筑可以是混凝土结构的形式。
[0004]RPV典型地包括限定用于容纳反应堆堆芯/燃料组件的空腔的主体和用于封闭空腔上部开口的封盖。封盖可以形成一体化顶盖包(IHP)(或一体式顶盖组件)的一部分，一体式顶盖包还包括包含在护罩内的控制棒驱动机构。控制棒驱动机构包括穿过封盖并与反应堆堆芯内的控制棒相连的驱动棒。提供控制棒用于吸收堆芯内的中子辐射，从而控制反应堆堆芯内的核反应。控制棒驱动机构内的驱动棒由动力源提供动力，以竖直平移，从而升高和降低反应堆堆芯内的控制棒。
[0005]维护和补给燃料是核能发电系统操作的重要部分。需要定期维护，例如以更换系统的旧零件和/或损坏零件。需要定期(例如每18至24个月)补给燃料，以便更换燃料棒组件内的废燃料棒。
[0006]当对反应堆堆芯进行维护/补给燃料时，有必要从RPV至少移除封盖组件，从而露出反应堆堆芯。
[0007]为了在核能发电系统中执行维护和补给燃料操作，典型地在系统的安全壳结构内提供高架吊车装置，比如具有圆形跑道的环形龙门吊车。环形吊车必然是大型重型结构，以允许提升核能发电系统的重的部件。这使得环形吊车的安装成本很高。它们在安全壳结构内的容纳也显著增加了安全壳结构的成本。
[0008]在补给燃料期间，环形吊车典型地将IHP从RPV竖直向上提升(至约10m的提升高度，以使其离开补给燃料空腔)，将IHP从RPV主体水平移开，然后将其降低到安全壳建筑内工作底板上的贮存架上。封盖组件典型地包括具有用于连接至环形吊车的绞盘的最上部卸扣的提升框架。
[0009]反应堆容器主体典型地位于安全壳结构的工作底板下方很远的地方，以便在反应堆容器主体内暴露的反应堆堆芯上方提供补给燃料空腔。在从反应堆容器主体移除IHP期间，驱动棒保持与控制棒的连接，并从反应堆容器空腔突出到补给燃料空腔中，补给燃料空腔被水淹没，以容纳来自驱动棒的任何放射性辐射。
[0010]补给燃料空腔中的水也起到保护和冷却暴露的反应堆堆芯中的废燃料棒的作用。燃料棒/燃料组件上方需要4米高的水，以实现有效的伽马射线屏蔽。因此，填充补给燃料空腔需要非常大量的水，因此很耗时。
[0011]突出的驱动棒和补给燃料空腔的竖直范围通过环形吊车驱动上部堆内构件的必要提升高度，因为IHP/上部堆内构件在水平移动和下降到贮存池之前必须越过驱动棒/补给燃料空腔的竖直高度。
[0012]环形吊车的必要提升高度决定了安全壳结构的高度(从而决定了与安全壳结构建造相关联的成本/时间)。此外，卸扣的任何故障，尤其是当封盖组件位于RPV上方的任何明显高度时，可能会产生严重且不期望的后果，因为掉落的负载可能会落在反应堆堆芯上。
[0013]需要一种改进的核能发电系统，该系统至少可以缓解与环形吊车的使用相关联的一些问题。

技术实现思路

[0014]在第一方面，提供了一种提升设备，用于在核能发电系统中从反应堆容器主体提升封盖组件，提升设备包括至少一个提升元件，提升元件具有接合表面，接合表面配置成接合封盖组件的底侧表面，至少一个提升元件的高度在缩回位置和伸出位置之间轴向地可调节，在缩回位置，其轴向高度为使得的封盖组件密封反应堆容器的主体，在伸出位置，其轴向高度为使得封盖组件升高至反应堆容器主体的上方。
[0015]通过提供一种具有至少一个提升元件的设备，该提升元件配置成与封盖组件接合并具有轴向可调节的高度，当封盖组件从其缩回位置移动至其伸出位置时，至少一个提升元件可以将封盖组件提升至封闭容器的主体上方。因此，提升设备通过从封盖组件的下侧表面下方向上推动来提升封盖。通过将至少一个提升元件接合紧靠封盖组件的底侧表面，安全壳结构的高度只需要适应升高的封盖组件的高度，而不需要适应提升元件所需的任何额外高度。这有助于减少安全壳结构的成本和建造时间。
[0016]现在将列出本公开的可选特征。这些可以单独应用或与本公开的任何方面结合应用。
[0017]在一些实施例中，设备包括多个提升元件。在一些实施例中，提升设备可以具有质心，其垂直地低于封盖组件的质心。
[0018]该提升元件或者每个提升元件可以包括提升千斤顶(例如，螺旋千斤顶、液压千斤顶或气动千斤顶)、柱塞/活塞(例如，液压或气动柱塞)、齿条和小齿轮、伸缩线性致动器(例如，Spiralift
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致动器)或刚性链致动器。
[0019]该提升元件或者每个提升元件可操作地联接至控制系统，使得可以远程地/自动地实现提升元件在缩回位置和伸出位置之间的移动。
[0020]该提升元件或者每个提升元件具有接合表面，用于与封盖组件的下侧表面接合。在存在多个提升元件的情况下，提升设备可以包括一个或多个接合平台，每个接合平台在至少两个相邻的接合表面之间合并和延伸。例如，提升设备可以包括两排(例如两个平行的排)提升元件，其中两个接合平台(例如两个平行的接合平台)在每排的提升元件之间延伸。
[0021]为了进一步限制因掉落的负载(例如，掉落的封盖组件)而造成任何损坏的可能性，设备还包括故障系统，用于在至少一个提升元件故障的情况下接合封盖组件。提供故障
系统以确保封盖组件的垂直高度不会下降或不会快速下降。故障系统可以包括一个或多个液压或气动元件，其与至少一个提升元件一起延伸并且在至少一个提升元件失效时承受封盖组件的重量。
[0022]可替代地，故障系统可以包括支承框架，支承框架配置成联接至封盖组件并与提升元件一起在轴向高度上延伸。支承框架可以包括锁定机构(例如，棘轮锁定机构)，其锁定其轴向高度(以及因此的封盖组件的轴向高度)。如果提升元件失效，这有助于限制封盖组件的任何高度下降。
[0023]在一些实施例中，该设备用于将IHP从反应堆容器主体垂直提升，并将其水平运输到贮存位置。在这些实施例中，该设备还可以包括轮式框架，用于引导封盖组件在部署位置与贮存位置之间的移动。
[0024]轮式框架允许封盖组件的移动(例如，水平移动)(例如，在安全壳结构的工作底板上)，以在部署位置与贮存位置之间移动封盖组件。
[0025]轮式框架可以包括两个平行间隔开的轨道，连接臂在两个间隔开的轨道的相邻轴向端部之间延伸，使得框架形成U形。连接臂可以是线性连接臂(即，垂直本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种提升设备，用于在核能发电系统中从反应堆容器主体提升封盖组件，所述提升设备包括至少一个提升元件，所述至少一个提升元件具有接合表面，所述接合表面配置成接合所述封盖组件的底侧表面，所述至少一个提升元件的高度在缩回位置和伸出位置之间轴向地能调节，在所述缩回位置，其轴向高度为使得所述封盖组件密封反应堆容器的主体，在所述伸出位置，其轴向高度为使得所述封盖组件升高至所述反应堆容器的所述主体的上方。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述至少一个提升元件包括提升千斤顶、柱塞/活塞、齿条和小齿轮、伸缩线性致动器或刚性链致动器。3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述至少一个提升元件能操作地联接至控制系统，使得能够远程地/自动地实现所述提升元件在所述缩回位置和伸出位置之间的移动。4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，包括多个提升元件，并且其中，所述提升设备包括一个或多个接合平台，每个接合平台在至少两个相邻的接合表面之间合并和延伸。5.根据前述权利要求中任一项所述的设备，还包括故障系统，所述故障系统包括至少一个气动或液压元件，用于在所述至少一个提升元件故障的情况下接合所述封盖组件。6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，包括轮式框架，用于引导所述封盖组件在部署位置和贮存位置之间的水平移动，所述轮式框架包括安装在框架轮上的两个平行间隔开的导轨，其中连接臂在其间延伸以形成U形框架。7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述至少一个提升元件安装在所述轮式框架上。8.一种核能发电系统，包括根据权利要求1至7中任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：劳斯莱斯SMR有限公司，
类型：发明
国别省市：