[發明專利]帶有熱管冷卻的控制棒驅動機構

在審

• 申請號: 201880098004.4
• 申請日: 2018-12-21
• 公開（公告）號: CN112753078A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: C·洛布沙伊德;D·諾艾爾
• 申請（專利權）人: 紐斯高動力有限責任公司
• 主分類號: G21C7/12
• 分類號: G21C7/12;G21C15/02;G21C15/257;G21D1/02
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 趙培訓

用于核反應堆控制棒驅動機構(CRDM)的冷卻系統包含位于該控制棒驅動機構內或附近的蒸發段以及流體地聯接至所述蒸發段的冷凝段。所述冷卻系統可以包含從所述控制棒驅動機構中的驅動線圈向上延伸的一組熱翅片以及延伸穿過所述驅動線圈和熱翅片的熱管。流體在處于所述熱管的蒸發段中時由于所述控制棒驅動機構所生成的熱量而蒸發并且從所述蒸發段運動至所述熱翅片中的冷凝段中。流體在處于所述冷凝段中時冷卻并且冷凝，從而再循環返回至所述蒸發段中。該被動自然循環冷卻系統減少或消除通常用于冷卻控制棒驅動機構的水軟管、管道以及其它水泵送設備的數量，或者減少或消除對空氣冷卻的需求，從而增加核反應堆的可靠性并且簡化核反應堆的運行和維護。

本申請要求于2018年9月25日提交的題為帶有熱管冷卻的控制棒驅動機構(CONTROL ROD DRIVE MECHANISM WITH HEAT PIPE COOLING)的美國臨時專利申請第62/736,250號的優先權，所述美國臨時專利申請的內容被通過引用全文并入本文中。

該申請還為于2017年12月29日提交的題為帶有遠程斷開機構的控制棒驅動機構(CONTROL ROD DRIVE MECHANISM(CDRM)WITH REMOTE DISCONNECT MECHANISM)的美國專利申請15/858,727的部分連續案，該美國專利申請要求美國臨時申請第62/441,015號的優先權，所述美國專利申請和美國臨時申請的內容被通過引用全文并入本文中。

政府利益

本發明是在美國能源部授予的合同號為DE-NE0000633的政府支持下進行的。政府在本發明中享有某些權利。

技術領域

本公開總體上涉及一種用于核反應堆控制棒驅動機構的冷卻系統。

背景技術

在快速控制棒插入(SCRAM：rapid control rod insertion)期間，核反應堆壓力容器(RPV：reactor pressure vessel)的頂部上的控制棒驅動機構(CRDM：control roddrive mechanism)可以通過重力操縱或釋放驅動軸。控制棒驅動機構可以位于容納反應堆壓力容器的上部容納容器(CNV：containment vessel)內，并且可以使用電動馬達來控制驅動軸的運動。可以通過電磁力跨過壓力容器邊界遠程地驅動電動馬達。

通常由反應堆構件冷卻水系統(RCCWS：Reactor Component Cooling WaterSystems)或強制空氣冷卻來冷卻控制棒驅動機構電動馬達。水冷卻系統可以包含水軟管的復雜的布置以使水循環，所述水從電動馬達線圈移除熱量。當從容納容器移除反應堆壓力容器以補充燃料時，難以將所述軟管移除。由冷卻系統軟管中的泄漏或阻塞所引起的控制棒驅動機構故障可能觸發容納疏散系統(CES：Containment Evacuation System)關閉核反應堆。對于某些核反應堆，替代性的空氣冷卻系統可能不足。例如，抽空的容納容器在反應堆壓力容器的外部周圍形成真空環境，從而消除作為冷卻選擇的對流熱傳遞。

附圖說明

所包含的附圖被用于示例說明的目的，并且用來提供所公開的發明系統、設備、方法以及計算機可讀的存儲介質的可能的結構和操作的示例。這些附圖決不限制本領域技術人員在不脫離所公開的實施方式的精神和范圍的情況下可以在形式和細節方面做出的任何改變。

圖1示出示例性核反應堆模塊的示意圖。

圖2為反應堆壓力容器的上部頭部的側視立體剖視圖，所述反應堆壓力容器在容納容器內部具有控制棒驅動機構(CRDM)。

圖3為部分地插入至核燃料組件中的控制棒組件的立體圖。

圖4A和4B為示出反應堆壓力容器的拆卸的示意圖。

圖5為單鉸鏈型控制棒驅動機構的側視圖。

圖6為單鉸鏈型控制棒驅動機構的平面圖。