带有提供压力和流量控制的上部压力部分的压水堆制造技术

压水堆（PWR）包括垂直的圆筒形压力容器，压力容器具有包含核反应堆堆芯的下部和形成一体式稳压器的容器封头。安装在容器封头上的反应堆冷却剂泵（RCP）包括位于压力容器内的叶轮、位于压力容器外面的泵电动机，以及连接电动机和叶轮的垂直驱动轴。驱动轴不通过一体式稳压器。驱动轴通过至少足够大可让叶轮通过的压力容器的容器贯穿件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及核反应堆技术、发电技术、核反应堆控制技术、核发电控制技术、热管理技术以及相关的技术。
技术介绍
在用于产生蒸汽的核反应堆设计中，比如沸水堆(BWR)和压水堆(PWR)的设计，放射性的反应堆堆芯浸没在压力容器底部处或靠近底部的主冷却剂水中。在BWR设计中，由反应堆堆芯产生的热量使主冷却剂水沸腾形成蒸汽，位于压力容器顶部处或附近的部件(例如，汽水分离器、蒸汽干燥器等)提取所形成的蒸汽。在PWR设计中，主冷却剂保持在加压或过冷的液态中，主冷却剂从压力容器中流出而流入外部的蒸汽发生器，或者，位于压力容器之内的蒸汽发生器(有时称之为“一体化PWR”设计)。不管哪一种设计，加热的主冷却剂水加热蒸汽发生器内的二次冷却剂水而产生蒸汽。PWR设计的优点在于，蒸汽包括不暴露于放射性的反应堆堆芯的二次冷却剂水。不管在BWR设计还是在PWR设计中，主冷却剂都流过闭合的循环回路。向上流过反应堆堆芯的主冷却剂水被加热，主冷却剂水上升通过中心区域到达反应堆顶部，那里，主冷却剂水反向流动，通过压力容器和中央上升结构之间形成的下水环腔，向下流回到反应堆堆芯。这是针对如此反应堆构造的自然对流流动回路。然而，对于高能量的反应堆，若用机电的反应堆冷却剂泵提供的原动力来补充或代替自然对流则是有利或必要的。在传统的方法中，采用无轴封泵，其中，泵电动机使整体式的驱动轴/叶轮子组件转动。该设计的优点在于，在驱动轴/叶轮子连接处不包括任何的密封(因此，名为“无轴封泵”)。对于核反应堆来说，通常的做法是提供整体式的反应堆冷却剂泵，该冷却剂泵包括无密封的驱动轴/叶轮子组件、电动机(包括定子、转子磁体或绕组，以及合适的轴承或其它驱动联轴器)以及支承法兰，该支承法兰支承电动机并包括石墨合金密封，驱动轴通过该石墨合金密封，将泵电动机连接到叶轮。通过插入叶轮穿过反应堆压力容器中的开口，并将法兰固定在开口上，就可安装好反应堆冷却剂泵。在安装时，叶轮位于压力容器内，而泵电动机位于压力容器外面(且最好位于设置在压力容器周围的任何隔绝材料外面)。尽管电动机位于压力容器外面，但仍有足够的热量传递到泵电动机，于是，通常设置呈热交换器或类似形式的专用电动机冷却装置。将泵电动机放置在外面简化了电源连接，并能使泵电动机设计在额定温度下，该温度基本上低于压力容器内主冷却剂水的温度。本专利技术披露的是提供各种益处的改进，本
内的技术人员阅读以下描述后将会明白到这些改进。
技术实现思路
在本专利技术的一个方面，装置包括压水堆(PWR)，其包括带有垂直定向的圆柱轴线的圆筒形压力容器；设置在圆筒形压力容器内的核反应堆堆芯；设置在圆筒形压力容器内的分离器板，该分离器板分隔压力容器以限定设置在分离器板上方的含有稳压器体积的一体式稳压器和设置在分离器板下方限定反应堆体积且包含核反应堆堆芯的反应堆容器部分，其中，分离器板限制但不完全切断稳压器体积和反应堆体积之间的流体连通；以及反应堆冷却剂泵包括(i)设置反应堆体积内的在压力容器内的叶轮，(ii)设置在压力容器外面的泵电动机，以及(iii)可操作地连接泵电动机与叶轮的驱动轴，其中，(I)泵电动机的至少一部分设置在分离器板的上方，(2)反应堆冷却剂泵没有部分设置在稳压器体积内，以及(3)驱动轴通过压力容器内的开口，该开口至少足够大可让叶轮通过。在本专利技术的另一方面，方法包括安装反应堆冷却剂泵，该泵包括泵电动机、驱动轴、叶轮以及安装在压水堆(PWR)上的安装法兰，压水堆包括压力容器和设置在压力容器内的核反应堆堆芯，上述安装包括在压力容器外预组装泵电动机、驱动轴、叶轮和安装法兰，以形成设置在压力容器外面的作为一个单元的泵组件，其中，泵电动机通过驱动轴与叶轮连接；插入泵组件的叶轮和驱动轴通过压力容器的开口，同时，泵电动机保持在压力容器外面；以及将泵组件的法兰固定到压力容器外面以在压力容器上安装泵组件；其中，上述插入和固定将泵组件安装在压力容器上，使泵组件的驱动轴垂直地定向。在本专利技术的另一方面，就在前面段落中描述的反应堆冷却剂泵还包括泵扩散器，其不是由预组装形成的整体泵组件的一个部件，前面段落中描述的安装还包括在插入和固定操作之外的操作中将泵扩散器设置在压力容器内。在本专利技术的另一方面，装置包括反应堆冷却剂泵，该泵包括泵组件和泵扩散器。泵组件包括泵电动机、叶轮以及可操作地连接作为所述泵组件的泵电动机和叶轮的驱动轴。泵扩散器构造成接纳叶轮。泵扩散器不与泵组件固定。在本专利技术的另一方面，装置包括前面段落中阐述的反应堆冷却剂泵以及压水堆(PWR)，压水堆包括带有垂直定向的圆柱轴线的圆筒形压力容器，设置在圆筒形压力容器内的核反应堆堆芯，以及设置在圆筒形压力容器内的分离器板，分离器板分离压力容器而限定设置在分离器板上方的一体式稳压器体积和设置在分离器板下方包含核反应堆堆芯的反应堆容器部分。反应堆冷却剂泵安装在压水堆的圆筒形压力容器上，使叶轮安装在泵扩散器内，泵电动机的至少一部分设置在分离器板的上方。反应堆冷却剂泵没有任何部分通过一体的稳压器体积。在本专利技术的另一方面，装置包括反应堆冷却剂泵和压水堆(PWR)。反应堆冷却剂泵包括泵电动机、叶轮、可操作地连接泵电动机和叶轮的驱动轴、以及泵扩散器。泵电动机、叶轮、驱动轴，以及泵扩散器固定在一起成为整体的泵组件，令叶轮设置在泵扩散器内。压水堆包括圆柱轴线垂直定向的圆筒形压力容器，设置在圆筒形压力容器内的核反应堆堆芯，以及设置在圆筒形压力容器内的分离器板，分离器板分离压力容器而形成设置在分离器板上方的一体式稳压器体积和设置在分离器板下方包含核反应堆堆芯的反应堆容器部分。整体的泵组件安装在压水堆的圆筒形压力容器上，使泵电动机的至少一部分安装在分离器板的上方，反应堆冷却剂泵没有部分通过一体式稳压器体积。附图说明本专利技术可形成各种部件和这些部件的布置，以及各种过程操作和这些过程操作的安排。附图仅是为了说明优选的实施例，并不认为是限制本专利技术。图1示意地示出压水堆(PWR)的侧视剖视图，该压水堆包括一体的稳压器和反应堆冷却剂泵(RCP)。图2示意地示出图1的PWR的上部容器部分的立体图。图3示意地示出图1的PWR的容器封头区域的侧视剖视图，该压水堆包括一体的稳压器和RCP。图4示意地示出反应堆冷却剂泵(RCP)的侧视剖视图。图5示意地示出图1的PWR的上部容器部分的立体图，使封闭件打开，以使容器封头移离容器的其余部分，令容器封头和容器其余部分倾斜而露出选定的内部部件。图6和7分别示意地示出上部容器部分的一个替代实施例的立体图和放大的剖视立体图，该上部容器略去了封闭件以移去容器封头，并使用了不同成形的一体式稳压器。图8示意地示出图1的PWR的容器封头区域的替代实施例的立体图，该压水堆包括另一个替代的RCP实施例。具体实施方式参照图1-4，压水堆(PWR)包括圆筒形压力容器10。如本文中所采用的，词语“圆筒形压力容器”是指，压力容器具有大致的圆筒形形状，但在某些实施例中可偏离数学意义上完全的圆筒形。例如，所示的圆筒形压力容器10沿着圆筒形长度具有直径变化的圆形横截面，并具有倒圆的端部，且包括各种容器贯穿件、容器部分法兰连接等。圆筒形压力容器10安装在直立位置中，其具有上端12和下端14。然而，直立位置可考虑偏离圆柱轴线的准确垂直定向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置包括压水堆，其包括：带有垂直定向的圆柱轴线的圆筒形压力容器；设置在圆筒形压力容器内的核反应堆堆芯；设置在圆筒形压力容器内的分离器板，其分隔压力容器以限定设置在分离器板上方含有稳压器体积的一体式稳压器和设置在分离器板下方的限定反应堆体积且包含核反应堆堆芯的反应堆容器部分，其中，分离器板限制但不完全切断稳压器体积和反应堆体积之间的流体连通；以及反应堆冷却剂泵包括：（i）设置在压力容器内的反应堆体积内的叶轮，（ii）设置在压力容器外面的泵电动机，以及（iii）可操作地连接泵电动机与叶轮的驱动轴，其中，（1）反应堆冷却剂泵没有部分设置在稳压器体积内，以及（2）驱动轴通过压力容器内的开口，该开口至少足够大可让叶轮通过。

【技术特征摘要】
2011.10.26 US 13/282,217书或其等价物的范围之内，那么，就要认为本发明包括所有如此的修改和替换。权利要求1.一种装置包括压水堆，其包括: 带有垂直定向的圆柱轴线的圆筒形压力容器； 设置在圆筒形压力容器内的核反应堆堆芯； 设置在圆筒形压力容器内的分离器板，其分隔压力容器以限定设置在分离器板上方含有稳压器体积的一体式稳压器和设置在分离器板下方的限定反应堆体积且包含核反应堆堆芯的反应堆容器部分，其中，分离器板限制但不完全切断稳压器体积和反应堆体积之间的流体连通；以及 反应堆冷却剂泵包括:(i)设置在压力容器内的反应堆体积内的叶轮，(ii)设置在压力容器外面的泵电动机，以及(iii)可操作地连接泵电动机与叶轮的驱动轴，其中，(I)反应堆冷却剂泵没有部分设置在稳压器体积内，以及(2)驱动轴通过压力容器内的开口，该开口至少足够大可让叶轮通过。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，圆筒形压力容器的横截面包括形成一体式稳压器的凹入部的狭窄的部分，其中，泵电动机至少部分地设置在所述凹入部内。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，泵电动机至少部分地交叠圆筒形压力容器的反应堆容器部分的横截面面积。4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，反应堆冷却剂泵的驱动轴平行于圆筒形压力容器的圆柱轴线定向。5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，反应堆冷却剂泵包括围绕圆筒形压力容器的圆柱轴线成360° /N间距的N个反应堆冷却剂泵，这里N是大于或等于2的整数。6.如权利要求1所述的装置，其特征在于， 压水堆还包括中空的圆筒形中央上升器，其与反应堆体积内的圆筒形压力容器同心地设置并设置在圆筒形压力容器内；以及 反应堆冷却剂泵的叶轮构造成向下推进主冷却剂水，使其进入到中空圆筒形中央上升器和圆筒形压力容器之间形成的下水环腔。7.如权利要求6所述的装置，其特征在于， 压水堆还包括设置在下水环腔内的内蒸汽发生器。8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，反应堆冷却剂泵将主冷却剂排入出口腔内，该出口腔与反应堆冷却剂泵和内蒸汽发生器间隔开。9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，反应堆冷却剂泵还包括包含叶轮的环形泵扩散器，该装置还包括: 支撑板，该支撑板设置在分离器板的下方，该支撑板支承泵扩散器。10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，(i)反应堆冷却剂泵还包括含有叶轮的泵扩散器，以及(ii)可让驱动轴通过的压力容器内的开口小至不让泵扩散器通过。11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，还包括设置在泵扩散器处或泵扩散器下方的检修孔，该检修孔足够大可让泵扩散器通过。12.—种方法,包括: 安装反应堆冷却剂泵，该泵包括泵电动机、驱动轴、叶轮以及在压水堆上的安装法兰，压水堆包括压力容器和设置在压力容器内的核反应堆堆芯，所述安装包括: 在压力容器外预组装泵电动机 、驱动轴、叶轮和安装法兰，以形成设置在压力容器外面的作为一个单元的泵组件，其中，泵电动机通过驱动轴与叶轮连接； 插入泵组件的叶轮和驱动轴通过压力容器的开口，同时，泵电动机保持在压力容器外面；以及 将泵组件的法兰固定到压力容器外面以在压力容器上安装泵组件； 其中，插入和固定使泵组件安装在压力容器上，使泵组件的驱动轴垂直地定向。13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，反应堆冷却剂泵还包括泵扩散器，泵扩散器不是通过预组装形成的整体的泵组件的部件，该安装还包括: 在除插入和固定操作之外的 操作中，将泵扩散器设置在压力容器内。14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述安装包括在实施插入之前将泵扩散器设置在压力容器内，所述插入包括通过压力容器的开口插入叶轮和驱动轴，以将叶轮定位在泵扩散器内。15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，可让...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯科特·J·夏高茨，
申请(专利权)人：巴布科克和威尔科克斯核能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：