[發明專利]基于壓差的鎖定方法

無效

• 申請號: 200810088760.7
• 申請日: 2003-03-26
• 公開（公告）號: CN101271739A
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發明（設計）人: 朱利安·W·F·米勒德
• 申請（專利權）人: 加拿大原子能有限公司
• 主分類號: G21C19/14
• 分類號: G21C19/14;G21C19/20;G21C19/24;F16L37/084;F17C13/00;F15B15/26
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 馬高平

本申請是申請號為03811763.0、申請日為2003年3月26日、申請人為加拿大原子能有限公司、發明名稱為“基于壓差的鎖定裝置”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一基于壓差的鎖定方法。更具體的，本發明是用于確保兩個壓力容器在一起的鎖定方法。特別是應用在將燃料填充機(fuelling?machine)，燃料排出機(defuelling?machine)或監視器固定到核反應堆的燃料管道。

背景技術

加壓的燃料管道型的核反應堆，例如CANDU核反應堆(加拿大重水鈾反應堆)，由一容納水平取向的燃料管道的壓力容器組成。典型的反應堆包含大約400個燃料管道。這些燃料管道自身也是壓力容器。每個燃料管道容納了多個在一壓力管里首尾連接的燃料棒束(fuel?bundle)。每個燃料棒束包括多個伸長的容納著可裂變材料的燃料棒。高壓的重水或輕水冷卻液流過燃料管道來冷卻這些燃料棒，并且帶走裂變過程中產生的熱量。每個燃料管道的每個末端有一端接頭用于容納燃料管道的內容物，并且提供該燃料管道的接口。

反應堆的更換燃料通過一燃料填充機完成，燃料填充機用于移去用盡的燃料棒束并且插入新的替代燃料棒束。燃料填充機的頭部也是一壓力容器。燃料棒束被裝入到一燃料轉移機構內并且隨后被推入到燃料填充機頭部的燃料裝載室內。燃料棒束通過燃料填充機頭部的進口(snout)裝入燃料管道中。當續加燃料時，燃料填充機被遙控移動到反應堆表面，并且燃料填充機頭部的進口被夾持在燃料管道的端接頭上。一進口夾持機構，由一進口驅動裝置控制，將進口夾持在端接頭上。該燃料填充機的封口和燃料管道的封口于是被移除，從而燃料管道對燃料填充機開放。

為了避免整體或部分燃料棒束從燃料管道中漏失或反應堆冷卻液泄漏的極小的可能性，那么當燃料填充機的封口或燃料管道的封口被移除時，重要的是燃料管道沒有與燃料填充機分離。設計并且測試進口夾機構和進口驅動裝置，使得保證端接頭與進口之間的密封良好的保持，除非被命令松開夾持。然而，有可能的是在一定的溫度和振動條件下，進口驅動裝置可能回動(back-drive)。例如，可能潛在地發生的作為一地震事件的結果的情況。另外，有可能的是在由操作錯誤、系統誤差或例如電路短路這樣的系統故障導致的錯誤時間，進口驅動裝置被命令松開。

為了避免任何這樣疏忽的松開夾持，該進口驅動裝置設置了一機械鎖，用于固定進口驅動裝置，從而防止夾持機構的致動。另外，電式和軟件聯鎖裝置(electrical?and?software?interlocks)一般被用于防止進口驅動裝置被操作。

通常使用的機械鎖定裝置中的一種是一推桿和活塞類型的鎖，當桿的一末端，作為鎖銷，伸入進口驅動裝置的凹槽時，接合在一起。當續加燃料的時候，進口腔向反應堆的工作壓力開放。該壓力在進口腔里推動活塞來驅動鎖銷進入進口驅動裝置中的位置。這壓縮了活塞桿端的一大彈簧。一旦續加燃料完成，進口腔就被減壓。當進口腔里的壓力降到低于預設水平時，彈簧重新伸展，鎖銷縮回并且鎖定裝置脫離。因而，該鎖定裝置被來自反應堆中的壓力致動，并且通過彈簧的回復伸展而失去作用。當潤滑劑退化或密封破裂，從而脫離壓力水平被設在相對較高時，彈簧釋放必須足夠有力才能使鎖定裝置脫離。

雖然推桿和活塞類型的鎖定裝置操作有效且可靠，但是如果反應堆壓力降到低于脫離壓力水平，它就不能固定進口驅動裝置來防止燃料填充機從燃料管道上松開。因而，如果因為冷卻劑意外損失、主流線(main?stream?line)破裂或其他類似干擾或意外情況導致反應堆中壓力降低，那么該鎖定裝置將會脫離，并且將會有進口和端接頭分離的危險，導致反應堆冷卻劑泄漏或核燃料漏出。

另一個假設情形是發生在關閉條件時，該推桿和活塞類型的鎖定裝置沒有起到固定燃料管道和燃料填充機之間連接的作用。雖然燃料管道續加燃料通常發生在反應堆在線(online)的時候，但是它有可能在反應堆關閉模式的時候執行。燃料管道中的壓力在關閉模式時降到大約50psi(344.75kPa)。這種壓力水平不足以導致該推桿和活塞類型的鎖定裝置接合，并且，從而該鎖定裝置在關閉條件時無法操作。