[發(fā)明專利]用于一體化壓水反應堆的加壓器波動管分離器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380026560.8
• 申請日: 2013-05-08
• 公開（公告）號: CN104335286B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設計）人: A·法提赫;A·W·哈克尼斯
• 申請（專利權）人: 西屋電氣有限責任公司
• 主分類號: G21C1/08
• 分類號: G21C1/08
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 胡海滔

技術領域

本發(fā)明整體涉及用于壓水反應堆的加壓器并且更加特別地涉及用于一體化壓水反應堆的波動管分離器。

背景技術

在諸如壓水反應堆的發(fā)電核反應堆中，通過諸如濃縮鈾的核燃料的裂變產(chǎn)生熱量并且將所述熱量傳遞到流經(jīng)反應堆堆芯的冷卻劑。堆芯包括細長的核燃料棒，所述細長的核燃料棒彼此相鄰安裝在核燃料組件結(jié)構中，冷卻劑流經(jīng)所述核燃料棒并且到達所述核燃料棒上方。在共同延伸的平行陣列中燃料棒相互間隔開。在給定燃料棒的燃料原子的核衰變期間釋放的中子和其它原子粒子中的一些通過燃料棒之間的空間，并且撞擊毗鄰燃料棒中的可裂變材料，從而促進核反應并且有助于堆芯產(chǎn)生的熱量。

可動控制棒分散在整個反應堆堆芯中，以便能夠憑借吸收通過燃料棒之間的中子的一部分控制裂變反應的整體速率，否則它們將促進裂變反應。控制棒通常包括中子吸收材料的細長棒并且裝配到燃料組件中的縱向開口或者導向套管中，所述控制棒平行于燃料棒并且在燃料棒之間行進。將控制棒更深入地插入到反應堆堆芯中還致使吸收更多的中子而同時又不會促進在毗鄰燃料棒中發(fā)生裂變；收回控制棒減小了中子吸收的程度而增加了核反應速率以及提高了反應堆堆芯的功率輸出。

圖1示出了簡化的傳統(tǒng)核反應堆一級系統(tǒng)，其包括大體圓筒形的壓力容器10，所述壓力容器10具有包封堆芯14的封頭12，所述堆芯14支撐包含可裂變材料的燃料棒。諸如水或者含硼水的液體冷卻劑由泵16泵入到容器10中通過堆芯14，在所述堆芯14處熱能被吸收并且被排放到通常稱作蒸汽發(fā)生器的換熱器18中，在所述換熱器18中，熱量被傳遞到諸如蒸汽驅(qū)動的渦輪發(fā)電機的利用電路(未示出)。然后反應堆冷卻劑返回到泵16，從而完成一級回路。通常，多條上述回路通過反應堆冷卻劑管道20連接到單個反應堆容器10。傳統(tǒng)壓水反應堆通常具有連接到反應堆冷卻劑回路中的一條的分離加壓器22，所述分離加壓器22維持系統(tǒng)壓力。

采用這種設計的商業(yè)發(fā)電廠通常大約為1,100兆瓦或者更多。近年來，西屋電氣公司LLC提出了一種200兆瓦級的小模塊反應堆。小模塊反應堆是一體化壓水反應堆，其中，所有一級回路部件均位于反應堆容器內(nèi)。由于在這種一體化模塊反應堆設計中這些部件布置在反應堆容器內(nèi)的布置方案，用于使得加壓器與反應堆冷卻劑回路分離開的傳統(tǒng)方法不可行。為此，典型壓水反應堆采用波動管32，所述波動管32連接在加壓器22和反應堆冷卻劑回路中的一條回路中的管道之間。加壓器22控制是否通過波動管將冷卻劑添加到冷卻劑回路或通過波動管從冷卻劑回路收回冷卻劑，以將系統(tǒng)壓力保持在操作設計極限內(nèi)。因此，在傳統(tǒng)壓水反應堆核蒸汽供應系統(tǒng)中，加壓器和反應堆是用一長段的管(即，波動管32)相連的分離壓力容器。波動管允許加壓器與反應堆冷卻劑系統(tǒng)的其余部分之間連通，這在將加壓器的較暖流體與反應堆冷卻劑其余部分物理分離開的同時慮及反應堆冷卻劑系統(tǒng)容積所發(fā)生的波動。在一體化反應堆設計中，要求一種新型方法來建立熱分離，加壓器必須采用所述熱分離以按照預期發(fā)揮功能，而且新型方法在包含于一體化反應堆容器的壓力邊界內(nèi)的同時提供波動功能。

因此，期望一種新型加壓器接口，所述加壓器接口將保持反應堆壓力容器內(nèi)的加壓器和反應堆一級系統(tǒng)的其余部分之間物理分離。

而且，期望一種新型分離設備，所述分離設備將提供加壓器的較暖流體和反應堆冷卻劑系統(tǒng)的其余部分之間的熱分離。

另外，期望一種新型分離設備，所述分離設備將在被包含在一體化反應堆壓力容器的壓力邊界內(nèi)的同時滿足波動功能。

發(fā)明內(nèi)容