政府利益

本發(fā)明是在政府的支持下做出的，能源部門給予的合同號(hào)為no.de-ne0000633。政府擁有本發(fā)明的某些權(quán)利。

本發(fā)明整體涉及與蒸汽發(fā)生系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)、裝置、結(jié)構(gòu)和方法。

背景技術(shù)：

反應(yīng)器性能，包括由蒸汽發(fā)生器有效地產(chǎn)生電力的能力，可能受各種設(shè)計(jì)考慮的影響或者以其它方式受到影響。例如，蒸汽發(fā)生器管的數(shù)量、長(zhǎng)度和壁厚可能影響與蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的衰變熱去除和流量。相似地，與容納結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的整體體積和壁厚可以部分地確定發(fā)電廠的正常操作壓力或容許系統(tǒng)壓力。

除了與效率相關(guān)的設(shè)計(jì)考慮之外，與發(fā)電廠相關(guān)聯(lián)的各種系統(tǒng)部件通常必須滿足安全要求和法規(guī)規(guī)范。利用在壓力下容納的液體和/或蒸汽進(jìn)行操作的發(fā)電廠通常被設(shè)計(jì)成承受可能超過正常操作條件的壓力，以便在過壓時(shí)間或意外期間保持各部件不會(huì)失效。

總體來說，安全要求和法規(guī)規(guī)范通常會(huì)導(dǎo)致部件具有更堅(jiān)固的設(shè)計(jì)，這往往會(huì)導(dǎo)致在制造某些部件時(shí)使用的材料量增加。隨著部件的尺寸或重量的增加，這同樣增加了在反應(yīng)器模塊構(gòu)造期間的制造和運(yùn)輸?shù)南嚓P(guān)成本，從而增加了發(fā)電廠和設(shè)計(jì)產(chǎn)生電力的總體成本。

本發(fā)明解決了這些和其它問題。

附圖說明

圖1示出了示例性的核反應(yīng)器模塊。

圖2示出了用于核反應(yīng)器模塊的示例性蒸汽發(fā)生系統(tǒng)。

圖3示出了示例性下部氣室組件的俯視圖。

圖4示出了圖3的示例性下部氣室組件的側(cè)視圖。

圖5示出了具有整體的反應(yīng)器容器管板的示例性反應(yīng)器容器系統(tǒng)。

圖6示出了圖5的示例性上部氣室組件的放大圖。

圖7示出了圖5的示例性下部氣室組件的放大圖。

圖8示出了包括豎直管板的示例性蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的局部視圖。

圖9示出了示例性管板組件的近視圖。

圖9a示出了圖9的示例性管板組件的簡(jiǎn)化局部俯視圖。

圖10示出了示例性熱傳遞管彎曲構(gòu)造。

圖11示出了另一個(gè)示例性熱傳遞管彎曲構(gòu)造。

圖12示出了包括傾斜管板的示例性蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的局部視圖。

圖13示出了示例性管板組件的近視圖。

圖14示出了具有示例性孔圖案的管板組件。

圖15示出了具有另一個(gè)示例性孔圖案的管板組件。

圖16示出了用于組裝蒸汽發(fā)生器的示例性過程。

具體實(shí)施方式

圖1示出了包括容納容器10、反應(yīng)器容器20和熱交換器40的示例性核反應(yīng)器模塊100。熱交換器40可以包括一個(gè)或多個(gè)蒸汽發(fā)生器。反應(yīng)器芯部5可以位于反應(yīng)器容器20的底部部分處。反應(yīng)器芯部5可以包括一定數(shù)量的可裂變材料，該可裂變材料被配置為產(chǎn)生可在例如幾年的時(shí)間段內(nèi)發(fā)生的受控反應(yīng)。

容納容器10可以被構(gòu)造為抑制容納在反應(yīng)器容器20內(nèi)的初級(jí)冷卻劑15的釋放。在一些例子中，容納容器10的形狀可以是近似圓柱形的，和/或可以具有一個(gè)或多個(gè)橢圓形、穹頂形或球形端部。容納容器10可以焊接或以其它方式密封到環(huán)境，使得液體和/或氣體不能夠從容納容器10逸出或者進(jìn)入到容納容器中。在多個(gè)例子中，反應(yīng)器容器20和/或容納容器10可以是底部支撐的、頂部支撐的、繞其中心支撐的、或它們的任何組合。

在一些例子和/或操作模式中，反應(yīng)器容器20的內(nèi)表面可以暴露于包括冷卻劑和/或蒸汽的潮濕環(huán)境，反應(yīng)器容器20的外表面可以暴露于基本上干燥的環(huán)境。反應(yīng)器容器20可以包括和/或由不銹鋼、碳鋼、其它類型的材料或復(fù)合物、或它們的任何組合制成。

容納容器10可以基本上圍繞容納區(qū)域14內(nèi)的反應(yīng)器容器20。容納區(qū)域14可以包括干燥、排空和/或氣態(tài)環(huán)境(在某些例子中)和/或包括多種操作模式。容納區(qū)域14可以至少部分地填充有增加反應(yīng)器容器20和容納容器10之間的熱傳遞的氣體和/或流體。容納區(qū)域14可以包括一定量的空氣、惰性氣體(例如氬)、其它類型的氣體、或它們的任何組合。在某些例子中，容納區(qū)域14可以保持處于大氣壓力下或低于大氣壓力，例如處于部分真空。在其它例子中，容納區(qū)域14可以保持處于基本上完全真空。在反應(yīng)器模塊100操作之前，可以排出和/或去除容納容器10中的任何氣體。

在核反應(yīng)器系統(tǒng)內(nèi)經(jīng)歷的操作壓力下，某些氣體可以被認(rèn)為是不可冷凝的。這些不可冷凝的氣體可以例如包括氫氣和氧氣。在緊急操作期間，蒸汽可以與燃料棒進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，以產(chǎn)生高水平的氫氣。當(dāng)氫氣與空氣或氧氣混合時(shí)，可以形成可燃混合物。通過從容納容器10去除大部分的空氣或氧氣，可以最小化或消除能夠進(jìn)行混合的氫氣和氧氣量。

當(dāng)檢測(cè)到緊急情況時(shí)，可以去除或排空容納區(qū)域14中駐留的任何空氣或其它氣體。從容納區(qū)域14排空或排出的氣體可以包括不可冷凝的氣體和/或可冷凝的氣體?？衫淠臍怏w可以包括排入到容納區(qū)域14中的任何蒸汽。

在緊急操作期間，雖然蒸汽和/或水蒸汽可以從反應(yīng)器容器20排放到容納區(qū)域14中，但是可以排放或釋放到容納區(qū)域14中的任何不可冷凝氣體(例如氫)的量將不足以產(chǎn)生可燃?xì)怏w混合物。

因此，在某些例子中，基本上沒有氫氣連同蒸汽排入到容納區(qū)域14中，使得氫氣與可能存在于容納區(qū)域14中的任何氧氣一起的水平和/或量保持處于不可燃燒的水平。另外，在不使用氫氣復(fù)合器的情況下，可以保持氫氣-氧氣混合物的這種不可燃燒的水平。在一些例子中，來自反應(yīng)器容器20的單獨(dú)排放管線可以被構(gòu)造成在反應(yīng)器啟動(dòng)、加熱、冷卻和/或停機(jī)期間去除不可冷凝氣體。

大致在大約50托(50mmhg)的絕對(duì)壓力下進(jìn)行空氣中的對(duì)流熱傳遞的去除，然而在大約300托(300mmhg)的絕對(duì)壓力下可以觀察到對(duì)流熱傳遞的減少。在某些例子中，容納區(qū)域14的壓力可以設(shè)置為300托(300mmhg)或者保持為低于300托(300mmhg)。在其它例子中，容納區(qū)域14的壓力可以設(shè)置為50托(50mmhg)或者保持為低于50托(50mmhg)。容納區(qū)域14的壓力水平可以設(shè)置為和/或保持為基本上抑制反應(yīng)器容器20和容納容器10之間的所有對(duì)流和/或熱傳導(dǎo)。通過操作真空泵、蒸汽-空氣噴射器、其它類型的排出裝置、或它們的任何組合，可以提供和/或保持完全真空或部分真空。

通過將容納區(qū)域14保持為處于真空或部分真空，可以消除容納區(qū)域14中的水分，由此保護(hù)電氣和機(jī)械部件不被腐蝕或出現(xiàn)故障。另外，在不使用單獨(dú)的泵或升高的保持罐的情況下，在緊急操作期間(例如過度加壓或過度加熱的情況下)，真空或部分真空可以操作成將冷卻劑吸入或拉入到容納區(qū)域14中。真空或部分真空還可以操作成在再加燃料過程期間提供用冷卻劑充滿或填充容納區(qū)域14的方式。

容納區(qū)域14內(nèi)的真空在反應(yīng)器模塊的正常操作期間可以作用為一種類型的熱隔絕，由此在反應(yīng)器容器20可以繼續(xù)用來產(chǎn)生動(dòng)力時(shí)保持反應(yīng)器容器中的熱和能量。因此，在反應(yīng)器容器20的設(shè)計(jì)中可以使用較少的材料隔絕。在某些例子中，代替常規(guī)熱隔絕的是或除了常規(guī)熱隔絕之外，可以使用反射性隔絕。在反應(yīng)器容器20和/或容納容器10上可以包括反射性隔絕。與常規(guī)熱隔絕相比，反射性隔絕對(duì)水損害可以具有更大的抗性。此外，在緊急條件期間，反射性隔絕可以不阻止來自反應(yīng)器容器20的如常規(guī)熱隔絕那么多的熱傳遞。例如，反應(yīng)器容器20的不銹鋼外表面可以與位于容納區(qū)域14中的任何冷卻劑直接接觸。

在諸如再加燃料、停機(jī)或運(yùn)輸?shù)哪承┎僮髂Ｊ狡陂g，反應(yīng)器容器20和容納容器10中的一個(gè)或兩個(gè)可以暴露于冷卻劑和/或水。在一些例子中，容納容器10可以部分或完全浸沒在水池或其它流體冷卻劑中。此外，反應(yīng)器芯部5可以部分或完全浸沒在初級(jí)冷卻劑15內(nèi)，例如水，該初級(jí)冷卻劑可以包括硼或其它添加劑。

熱傳遞系統(tǒng)40可以包括一個(gè)或多個(gè)蒸汽發(fā)生器和/或成組的熱傳遞管。此外，熱傳遞系統(tǒng)40可以包括一個(gè)或多個(gè)上部氣室組件50以及一個(gè)或多個(gè)下部氣室組件55，其被構(gòu)造成使包括進(jìn)給水和/或蒸汽的次級(jí)冷卻劑循環(huán)通過熱傳遞系統(tǒng)40。由反應(yīng)器芯部5加熱的初級(jí)冷卻劑15可以行進(jìn)通過提升部段30并且將熱傳遞到與熱傳遞系統(tǒng)40相關(guān)聯(lián)的次級(jí)冷卻劑。

圖2示出了用于核反應(yīng)器模塊的示例性蒸汽發(fā)生系統(tǒng)200。蒸汽發(fā)生系統(tǒng)200可以被構(gòu)造成使包括進(jìn)給水和/或蒸汽的次級(jí)冷卻劑循環(huán)通過多個(gè)熱傳遞管230。在一些示例中，次級(jí)冷卻劑可以穿過蒸汽發(fā)生系統(tǒng)200，并且可能由于熱傳遞管230中的次級(jí)冷卻劑與反應(yīng)器容器250中的初級(jí)冷卻劑之間的熱傳遞而變成超熱蒸汽。蒸汽發(fā)生系統(tǒng)200中的次級(jí)冷卻劑可以始終與反應(yīng)器容器250中的初級(jí)冷卻劑保持隔離，使得它們不能夠彼此混合或直接接觸。

熱傳遞管230可以包括多個(gè)螺旋圈，這些螺旋圈纏繞在反應(yīng)器容器250內(nèi)的提升器柱240上。加熱的初級(jí)冷卻劑可以通過提升器柱240提升，并且與熱傳遞管230的外表面接觸。在一些例子中，位于反應(yīng)器容器250內(nèi)的初級(jí)冷卻劑可以保持高于大氣壓，從而允許初級(jí)冷卻劑保持高溫而不蒸發(fā)(即沸騰)。由于熱傳遞管230內(nèi)的次級(jí)冷卻劑的溫度升高，次級(jí)冷卻劑可能開始沸騰和/或變成蒸汽。

蒸發(fā)的冷卻劑可以從蒸汽發(fā)生系統(tǒng)200的上部氣室組件210引導(dǎo)以驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)渦輪。上部氣室組件210可以位于蒸汽發(fā)生系統(tǒng)200的出口端口處。在冷凝之后，次級(jí)冷卻劑可以返回到蒸汽發(fā)生系統(tǒng)200的下部氣室組件220。下部氣室組件220可以位于蒸汽發(fā)生系統(tǒng)200的入口端口處。熱傳遞管230的進(jìn)給端部可以被引導(dǎo)到下部進(jìn)給氣室組件220，該下部進(jìn)給氣室組件可以沿徑向至少部分地位于反應(yīng)器容器250和提升器柱240之間的環(huán)形區(qū)域內(nèi)。

圖3示出了下部氣室組件300的俯視圖。在一些示例中，下部氣室組件300可以被認(rèn)為與圖2的下部氣室組件220類似地進(jìn)行操作。下部氣室組件300可以包括入口330或進(jìn)給噴嘴，其被構(gòu)造成將次級(jí)冷卻劑引入到進(jìn)給氣室進(jìn)入端口340中。進(jìn)給氣室進(jìn)入端口340可以被構(gòu)造成提供次級(jí)冷卻劑進(jìn)入至少部分位于反應(yīng)器容器320內(nèi)的進(jìn)給氣室370的通路。

此外，下部氣室組件300可以包括蓋板350，該蓋板被構(gòu)造成提供進(jìn)入進(jìn)給氣室進(jìn)入端口340和/或進(jìn)給氣室370的內(nèi)部部分的通路。下部氣室組件300可以基本上或完全位于容納容器310內(nèi)。在一些例子中，反應(yīng)器容器320可以被構(gòu)造成從容納容器310移除，并且在一個(gè)或多個(gè)操作(例如維護(hù)、檢查和安裝)期間，蓋板350可以從進(jìn)給氣室進(jìn)入端口340移除和/或安裝在進(jìn)給氣室進(jìn)入端口上。

容納容器310和蓋板350之間的標(biāo)稱間隙360和/或用于固定蓋板350的一個(gè)或多個(gè)螺栓的尺寸可以被設(shè)定為適應(yīng)反應(yīng)器容器320和/或蒸汽發(fā)生器的熱增長(zhǎng)、壓力膨脹、制造公差、地震運(yùn)動(dòng)、安裝、維護(hù)、檢查、可接近性和/或搬運(yùn)考慮。

圖4示出了圖3的下部氣室組件300的側(cè)視圖。來自入口330的次級(jí)冷卻劑的進(jìn)給流410可以被配置為進(jìn)入距離管板470一定距離的進(jìn)給氣室進(jìn)入端口340，用于多個(gè)熱傳遞管的管端部可以定位在該管板處。通過將蓋板350附接到進(jìn)給氣室進(jìn)入端口340，基本上所有的進(jìn)給流410可以被引導(dǎo)到管板470。管板470可以包括多個(gè)通孔490或通道，次級(jí)冷卻劑可以通過這些通孔或通道穿過管板470并進(jìn)入熱傳遞管。在一些示例中，熱傳遞管的管端部可以插入到通孔490中，和/或以其它方式流體地聯(lián)接到通孔、機(jī)械地聯(lián)接到通孔或者在結(jié)構(gòu)上與通孔聯(lián)接。

流動(dòng)控制裝置450可以安裝在管板470旁邊或與管板附接。流動(dòng)控制裝置450可以被配置為調(diào)節(jié)、限制、修改、擴(kuò)散、使均勻或以其它方式控制穿過管板470的次級(jí)冷卻劑的流動(dòng)。在一些示例中，流動(dòng)控制裝置450可以包括具有限流器的板，限流器的數(shù)量與通孔490的數(shù)量對(duì)應(yīng)。

管板470可以位于距離入口330一英尺或多于一英尺處。該空間間隔可以被配置為減緩沖擊流動(dòng)控制裝置450的流量限制器和安裝硬件的次級(jí)冷卻劑的流速。另外，該空間間隔也可以在次級(jí)冷卻劑進(jìn)入熱傳遞管的位置處提供流動(dòng)混合、減速和改善靜壓力均勻性的機(jī)會(huì)。在一些示例中，流動(dòng)控制裝置450的空間間隔和損失系數(shù)的組合可以被配置為促進(jìn)次級(jí)冷卻劑相對(duì)均勻地流入到每個(gè)熱傳遞管中。

圖5示出了具有整體的反應(yīng)器容器管板550的示例性反應(yīng)器容器系統(tǒng)500。在一些示例中，整體管板550可以執(zhí)行與加壓器擋板、偏轉(zhuǎn)器護(hù)罩和/或蒸汽發(fā)生器管板相關(guān)聯(lián)的一些或所有功能。整體管板550可以被配置成為反應(yīng)器容器系統(tǒng)500提供緊湊的節(jié)省空間的布置。

在一些示例中，整體管板550可以包括位于反應(yīng)器容器510的頂部部分處或附近的全盤和/或全板。加壓器體積520可以位于整體管板550上方并且由上部反應(yīng)器容器殼體、容器和/或頭部界定。整體管板550可以被配置為作為加壓器擋板操作，該加壓器擋板將位于整體管板550上方的加壓器流體與位于整體管板550下方的反應(yīng)器冷卻劑系統(tǒng)流體分離。整體管板550可以被配置為允許在加壓器體積520和反應(yīng)器冷卻劑系統(tǒng)之間交換流體體積。在一些示例中，系統(tǒng)500可以不需要單獨(dú)的加壓器擋板。相反，整體管板550可以與加壓器擋板成一體。

提升器540可以被配置為在整體管板550的下方結(jié)束和/或終止。升至提升器540的反應(yīng)器冷卻劑系統(tǒng)流體的流動(dòng)可以在整體管板550的下方轉(zhuǎn)向，并且圍繞提升器540的外部下降而經(jīng)過多個(gè)蒸汽發(fā)生器管。一個(gè)或多個(gè)加熱器可以位于加壓器體積520中，例如處于與一個(gè)或多個(gè)上部氣室組件600相關(guān)聯(lián)的蒸汽發(fā)生器穹頂之間。在一些示例中，與包括單獨(dú)的擋板和管板的反應(yīng)器模塊相比，可以減小提升器540的高度和/或與系統(tǒng)500相關(guān)聯(lián)的控制棒的高度。

系統(tǒng)500可以包括用于反應(yīng)器容器510的熱控制系統(tǒng)。在一些實(shí)例中，整體管板550可以包括具有大致圓形形狀的板，其附接到反應(yīng)器容器510的壁。整體管板550可以被配置為將反應(yīng)器容器510分為上部反應(yīng)器容器區(qū)域和下部反應(yīng)器容器區(qū)域。上部反應(yīng)器容器區(qū)域可以包含加壓器體積520和上部氣室組件600。下部反應(yīng)器容器區(qū)域可以包含提升器540和/或浸沒在初級(jí)冷卻劑中的反應(yīng)器芯部，以及一個(gè)或多個(gè)下部氣室組件700。整體管板550可以被構(gòu)造成在加壓器體積520和位于下部反應(yīng)器容器區(qū)域內(nèi)的初級(jí)冷卻劑之間提供液體和/或熱阻隔。

在將熱傳遞管安裝到次級(jí)冷卻系統(tǒng)和/或蒸汽發(fā)生器中之前，可以將整體管板550和/或上部氣室組件600焊接到反應(yīng)器容器510。在一些示例中，在已經(jīng)安裝熱傳遞管之后，可以稍后焊接和/或安裝一個(gè)或多個(gè)下部氣室組件700。熱傳遞管可以單獨(dú)地降低到倒置的反應(yīng)器容器510中，并插入到上部氣室組件600的適用的蒸汽氣室管板孔中。當(dāng)最外面的管柱和相關(guān)管支撐件的組裝完成時(shí)，可以啟動(dòng)下一個(gè)管柱的組裝，逐漸地進(jìn)行到最內(nèi)層管柱?？梢砸来伟惭b管柱和相關(guān)的管支撐件，直到所有管和支撐件都就位。

在所有熱傳遞管和支撐件就位之后，至少一部分下部氣室組件700可以下降到組裝的管端部上，以最終安裝蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)。例如，下部氣室組件700可以包括在管端已經(jīng)插入到相應(yīng)的管板中之后被焊接到氣室進(jìn)入端口的氣室。在管端部已經(jīng)插入到管板中之后安裝下部氣室組件700可以減少或消除熱傳遞管的任何塑性變形，否則如果管必須被推動(dòng)或以其它方式移動(dòng)以將管端部與固定管板孔對(duì)準(zhǔn)，則可能會(huì)發(fā)生塑性變形。在一些示例中，多個(gè)氣室組件，例如下部氣室組件700，可單獨(dú)地焊接到反應(yīng)器容器510。

熱傳遞管的進(jìn)給端部可插入到在反應(yīng)器容器510的壁與提升器540之間的環(huán)形區(qū)域中的下部氣室組件700的一個(gè)或多個(gè)管板中。在一些實(shí)例中，兩個(gè)或更多個(gè)螺旋圈蒸汽發(fā)生器可占據(jù)環(huán)形區(qū)域。每個(gè)蒸汽發(fā)生器可以包括兩個(gè)或更多個(gè)進(jìn)給氣室以及兩個(gè)或更多個(gè)蒸汽氣室，管連接到該蒸汽氣室。此外，每個(gè)蒸汽發(fā)生器可以包括二十一列管或更多管。在一些示例中，可能少于二十一列。管的連續(xù)列可以被配置為從下部進(jìn)給氣室(例如下部氣室組件700)順時(shí)針和逆時(shí)針交替地向上部蒸汽氣室室(例如上部氣室組件600)提供風(fēng)力。此外，每列管可以包含來自每個(gè)進(jìn)給氣室的相等數(shù)量的管，并且因此包含來自每個(gè)蒸汽發(fā)生器的相等數(shù)量的管。作為進(jìn)一步的示例，管的最外列可以包括總共八十個(gè)或更多個(gè)管；來自每個(gè)進(jìn)給氣室的二十個(gè)或更多個(gè)管，以及因此來自每個(gè)蒸汽發(fā)生器的至少四十個(gè)管。

圖6示出了圖5的示例性上部氣室組件600的放大圖。整體管板550可以包括附接到反應(yīng)器容器510的壁上的基本上水平的板。整體管板550可以被配置為提供與反應(yīng)器容器510的內(nèi)壁周邊的密封。另外，整體管板550可以包括兩個(gè)或更多個(gè)整體部分，包括加壓器擋板部分620和蒸汽發(fā)生器管板部分630。

加壓器擋板部分620可以基本上由反應(yīng)器容器510的內(nèi)壁周邊以及一個(gè)或多個(gè)蒸汽發(fā)生器穹頂(例如蒸汽發(fā)生器穹頂660)界定。蒸汽發(fā)生器穹頂660可以與氣室/蒸汽發(fā)生器噴嘴組件650相關(guān)聯(lián)。在一些示例中，蒸汽發(fā)生器管板部分630可以位于蒸汽發(fā)生器穹頂660內(nèi)部和/或之下。蒸汽發(fā)生器穹頂660可以與一個(gè)或多個(gè)氣室相關(guān)聯(lián)，該氣室提供用于多個(gè)熱傳遞管穿過反應(yīng)器容器510的壁的通路。

多個(gè)熱傳遞管可以通過位于整體管板550中的多個(gè)通孔連接到整體管板550。通孔被示出為穿過蒸汽發(fā)生器管板部分630。另外，與蒸汽發(fā)生器穹頂660相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)氣室可以被焊接和/或以其它方式附接到整體管板550。多個(gè)熱傳遞管可以連接到一個(gè)或多個(gè)氣室下方和/或蒸汽發(fā)生器穹頂660下方的整體管板550。熱傳遞管可以被配置為允許來自蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的次級(jí)冷卻劑穿過整體管板550并進(jìn)入反應(yīng)器容器510的下部反應(yīng)器容器區(qū)域。

整體管板550可以包括多個(gè)孔口670，這些孔口被示出為穿過加壓器擋板部分620，構(gòu)造成可控制地允許初級(jí)冷卻劑穿過整體管板550進(jìn)入反應(yīng)器容器510的上部反應(yīng)器容器區(qū)域，并再循環(huán)回到反應(yīng)器容器510的下部反應(yīng)器容器區(qū)域中。一個(gè)或多個(gè)孔口670可被構(gòu)造成例如處于關(guān)閉位置，以抑制初級(jí)冷卻劑穿過整體管板550。在一些實(shí)例中，初級(jí)冷卻劑以及次級(jí)冷卻劑穿過整體管板550而不會(huì)變得摻和和/或不允許彼此混合。

整體管板550可以包括實(shí)心板。此外，整體管板550可以包括或基本上由包層低合金鋼、sa-508低合金鋼、不銹鋼、其它類型的材料或其任何組合構(gòu)成。在一些實(shí)例中，整體管板550可以通過全穿透焊接連接到反應(yīng)器容器510。整體管板550可以焊接到具有相似組成成分的反應(yīng)器容器。焊接相似類型的材料和/或組成成分可以操作以使在反應(yīng)器容器510的操作期間可能發(fā)生的任何熱應(yīng)力最小化。

整體管板550和反應(yīng)器容器510之間的焊縫可以位于距離反應(yīng)器容器內(nèi)壁的內(nèi)壁幾厘米處，以提供用于焊接的空間和/或使由于焊接導(dǎo)致的最外管孔的變形最小化。在一些示例中，可以提供反應(yīng)器容器“隆起”或增加直徑的區(qū)域以適應(yīng)焊接區(qū)域。熱傳遞管的端部可以朝向反應(yīng)器容器的中心運(yùn)動(dòng)和/或可以彎曲以最小化或消除任何額外量的焊接空間。例如，熱傳遞管可以彎曲離開反應(yīng)器容器壁，使得它們進(jìn)一步在內(nèi)側(cè)接觸整體管板550。相對(duì)較大的整體管板550可以提供關(guān)于在氣室/蒸汽發(fā)生器噴嘴組件650內(nèi)如何以及在何處終止熱傳遞管的更多的靈活性。

整體管板550的頂部上的相對(duì)較大的進(jìn)入空間可被配置為提供用于焊接、部件安裝、設(shè)備放置和檢查的通路?？梢詮臍馐业膬蓚€(gè)或更多個(gè)側(cè)面，例如通過蒸汽穹頂蓋和/或通過加壓器加熱器開口，提供進(jìn)入蒸汽穹頂焊縫的通路。

在一些示例中，整體管板550和相關(guān)聯(lián)的管可以組裝在反應(yīng)器容器510內(nèi)。用于管支撐件的徑向懸臂梁可以被配置成配合在整體管板550下方，并且在一些示例中，支撐桿可以直接在下方焊接到懸臂梁和/或整體管板550。將支撐桿焊接到整體管板550可以減少或消除壓力邊界焊縫并且向支撐桿提供更大的剛性。

整體管板550可以被配置成穿過反應(yīng)器容器510的外徑。在一些示例中，整體管板550可以包含焊接到上部和下部容器圓筒的整體凸緣。在插入熱傳遞管之前，下部圓筒可以焊接到整體管板550的凸緣。在一些示例中，可以在容器內(nèi)進(jìn)行管操作。整體管板550可以包括大致圓柱形的盤，該盤被焊接到構(gòu)建在反應(yīng)器容器510的內(nèi)徑上的環(huán)。可以在插入熱傳遞管之前完成焊接。在一些實(shí)例中，整體管板550可以包括與下部反應(yīng)器容器區(qū)域相鄰的橢圓形、穹頂形、凹形或半球形的下表面，以便于初級(jí)冷卻劑通過反應(yīng)器芯部的流動(dòng)和/或再循環(huán)。

圖7示出了圖5的示例性下部氣室組件700的放大圖。下部氣室組件700可以包括入口730或進(jìn)給噴嘴，其被構(gòu)造成將次級(jí)冷卻劑引入到進(jìn)給氣室進(jìn)入端口740中。進(jìn)給氣室進(jìn)入端口740可以被構(gòu)造成提供次級(jí)冷卻劑進(jìn)入至少部分位于反應(yīng)器容器510內(nèi)的進(jìn)給氣室760的通路。管板770的表面或面可以至少部分地被進(jìn)給氣室760封閉。此外，下部氣室組件700可以包括蓋板750，該蓋板被構(gòu)造成提供進(jìn)入進(jìn)給氣室進(jìn)入端口740和/或進(jìn)給氣室760的內(nèi)部部分的通路。

在熱傳遞管插入到管板770中之后，進(jìn)給氣室760可以焊接到進(jìn)給氣室進(jìn)入端口740和/或反應(yīng)器容器510的壁上。進(jìn)給氣室760和相關(guān)聯(lián)的焊件可以包括ni-cr-fe合金690(合金690)或由ni-cr-fe合金690制成。在一些示例中，可以在反應(yīng)器容器510的內(nèi)表面上施加合金690環(huán)焊縫積聚，以便于安裝下部氣室組件700。

進(jìn)給氣室入口端口740可以包括含有可被焊接到反應(yīng)器容器510的凸緣區(qū)域的鋼合金結(jié)構(gòu)。進(jìn)給氣室進(jìn)入端口740可以用不銹鋼包覆。入口730可以包括具有幾英寸的直徑的進(jìn)給管道，該進(jìn)給管道附接到進(jìn)給氣室進(jìn)入端口740。

圖8示出了包括一個(gè)或多個(gè)管板組件850的示例性蒸汽發(fā)生系統(tǒng)800的局部視圖。一個(gè)或多個(gè)管板組件850可以單獨(dú)地焊接到反應(yīng)器容器820。另外，系統(tǒng)800可以包括一個(gè)或多個(gè)上部管板組件，類似于圖6的上部氣室組件600。在一些示例中，一個(gè)或多個(gè)上部管板組件可以包括與圖5的整體管板550類似的整體管板。

另外，系統(tǒng)800可以包括一個(gè)或多個(gè)蒸汽發(fā)生器830，其被配置為將熱傳遞管的進(jìn)給端部沿徑向向外引導(dǎo)到管板組件850。蒸汽發(fā)生器830可以包括螺旋卷繞的熱傳遞管，這些熱傳遞管在反應(yīng)器容器820的壁和提升器組件之間占據(jù)上部反應(yīng)器容器中的環(huán)形區(qū)域。

圖9示出了示例性管板組件900的近視圖，其可以被構(gòu)造成類似于圖8的一個(gè)或多個(gè)管板組件850。管板組件900可以包括大致豎直的管板970，該管板具有多個(gè)通孔990或通道，次級(jí)冷卻劑可通過這些通孔或通道穿過豎直管板970并進(jìn)入熱傳遞管995。豎直管板970可包括從管板470(圖4)的大致水平取向傾斜約九十度的管板。

管板組件900可以包括入口930或進(jìn)給噴嘴，該入口或進(jìn)給噴嘴被配置為將次級(jí)冷卻劑引入到進(jìn)入端口940中。進(jìn)入端口940可以被配置為提供用于次級(jí)冷卻劑進(jìn)入熱傳遞管995的通路。流動(dòng)控制裝置975可以位于豎直管板970附近。在一些示例中，豎直管板970的厚度可以是幾英寸或最多至約半英尺。豎直管板970可以包括在一側(cè)或兩側(cè)上的包層材料，例如在熱傳遞管995可插入的一側(cè)上和/或在面向進(jìn)入端口940的一側(cè)上。另外，豎直管板970可以具有大致圓形的形狀。

在一些示例中，流動(dòng)控制裝置975可以包括附接、插入或以其它方式形成在與管板的表面附接的一個(gè)或多個(gè)安裝板中的一個(gè)或多個(gè)限流器。限流器可以用在每個(gè)熱傳遞管995的入口和/或通孔990中，以穩(wěn)定通過管的流量。

與圖4的入口330相比，入口930可以定位成相當(dāng)接近管板970的表面。在一些實(shí)例中，冷卻劑的入口進(jìn)給流速幾乎可以直接撞擊流動(dòng)控制裝置975的底部邊緣并且穿越其整個(gè)表面。可以使用可附接到流動(dòng)控制裝置975的穿孔流量分配器980來減小流動(dòng)控制裝置975處的局部速度，并在管入口附近提供更均勻的流速。流量分配器980可以位于入口930附近的進(jìn)入端口940的底部部分中。

此外，管板組件900可以包括被配置為提供用于觸及進(jìn)入端口940的內(nèi)部部分的通路的蓋板950。管板組件900可以基本上或完全位于容納容器910內(nèi)。在一些示例中，在一個(gè)或多個(gè)操作(例如維護(hù)、檢查和安裝)期間，蓋板950可以從進(jìn)入端口940移除和/或安裝在進(jìn)入端口上。容納容器910的內(nèi)表面和蓋板950之間或者容納容器910的內(nèi)表面和用于將蓋板950固定到入口端口940的一個(gè)或多個(gè)螺栓955之間的標(biāo)稱間隙960的尺寸可以被設(shè)定為適應(yīng)反應(yīng)器容器920和/或熱傳遞管995的熱生長(zhǎng)、由于壓力而引起的膨脹、制造公差、地震運(yùn)動(dòng)、安裝、維護(hù)、檢查、可接近性和/或搬運(yùn)考慮。在一些示例中，標(biāo)稱間隙960可以為約半英寸。

管板組件900和/或豎直管板970可以附接和/或焊接到反應(yīng)器容器壁920。管板組件900可以在第一焊接表面921處焊接到反應(yīng)器容器壁920。第一焊接表面921可以包括在反應(yīng)器容器壁920的豎直表面上的相對(duì)較大直徑的焊縫。在一些示例中，管板組件900可以在可供選擇的第二焊接表面922處焊接到反應(yīng)器容器。第二焊接表面922可以包括焊接到進(jìn)入端口壁945的相對(duì)較小直徑的焊縫。在另外的示例中，豎直管板970可以在可供選擇的第三焊接表面923處焊接到進(jìn)入端口壁945。

熱傳遞管995可以被配置為從蒸汽發(fā)生器組件過渡到豎直管板970?？梢栽谶^渡長(zhǎng)度上規(guī)定九英寸或更小的最小管彎曲半徑。在一些示例中，最小管彎曲半徑可以是大約七英寸。最小管彎曲半徑可以被配置為限制管彎曲殘余拉伸應(yīng)力，以減少在使用中的應(yīng)力腐蝕開裂的可能性，以便于滿足結(jié)構(gòu)完整性的管道橢圓度限制和/或便于管檢查。

大約一英寸的熱傳遞管995可以被配置為在完全插入的熱管的情況下從豎直管板970伸出的管的筆直部分。管的直線長(zhǎng)度可以被配置為確保過渡彎曲的起始部位于與豎直管板970的表面一定距離處，在該處熱傳遞管995可能在管通過孔940安裝/插入期間經(jīng)受由于管膨脹而導(dǎo)致的殘余應(yīng)力。另外，管的直線長(zhǎng)度可以構(gòu)造成便于檢查熱傳遞管995的該膨脹過渡區(qū)域。

圖9a示出了圖9的示例性管板組件900的簡(jiǎn)化局部俯視圖。容納容器910被示出為包括彎曲的內(nèi)表面，并且蓋板950被示出為大致豎直的或平坦的板。因此，在一些示例中，蓋板950和容納容器910之間的標(biāo)稱間隙960可以被理解為存在于蓋板950的側(cè)面處或附近。例如，由于容納容器910的彎曲內(nèi)表面比蓋板950的側(cè)面更遠(yuǎn)離中心，而使得標(biāo)稱間隙960可以小于取自蓋板950的大致中心的間隙965。

圖10示出了示例性熱傳遞管彎曲構(gòu)造1000，其包括附接到反應(yīng)器容器1010的示例性管板1040。管板1040可以被配置為基本豎直的管板。在其它示例中，管板1040可以被配置為傾斜的管板。熱傳遞管1030可以被配置或布置為一組螺旋形管，其插入到管板1040中并且/或以其它方式流體聯(lián)接、機(jī)械聯(lián)接或結(jié)構(gòu)上與管板1040聯(lián)接。第一組過渡彎曲部1032可以被配置將熱傳遞管1030從蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)的螺旋部分引導(dǎo)到大致豎直取向。在一些示例中，第一組過渡彎曲部132可以包含在與熱傳遞管1030的螺旋部分相同的螺旋平面中。另外，第二組過渡彎曲部1034可以被配置成將熱傳遞管1030從豎直取向引導(dǎo)到用于插入管板1040中的大體水平取向。

在一些示例中，第一組和第二組過渡彎曲部1032、1034可以組合成單個(gè)復(fù)合彎曲部，該單個(gè)復(fù)合彎曲部將熱傳遞管1030與管板1040的通孔對(duì)準(zhǔn)。單個(gè)復(fù)合彎曲部可以被配置為對(duì)將檢查探針插入到熱傳遞管1030中和將檢查探針從熱傳遞管中取出提供較小的阻力。

每個(gè)豎直組的熱傳遞管1030可以被配置成過渡到管板1040中的水平排的通孔。管板1040中的水平排的通孔可以以三角形間距圖案布置，以使管板1040的直徑最小化。在一些示例中，管板1040的直徑可以是大約兩英尺。此外，通孔之間的距離或間距可以是大約一英寸或更小。約六英寸的最小管彎曲半徑可以與管彎曲構(gòu)造1000相關(guān)聯(lián)，以將熱傳遞管1030引導(dǎo)到管板1040。另外，整個(gè)過渡彎曲部1032、1034中的最小管間距可以是大約四分之一英寸。

圖11示出了另一個(gè)示例性熱傳遞管彎曲構(gòu)造1100，其包括附接到反應(yīng)器容器1010的示例性管板1140。在一些示例中，管板1140可以包括整體管板。此外，管板1140可以包括焊接到在反應(yīng)器容器1010的內(nèi)表面上構(gòu)建的焊縫的大致圓形的管板。管板1140可以包括附接到反應(yīng)器容器1010的壁上的大致豎直的板或傾斜的板。多個(gè)熱傳遞管1130可以穿過位于氣室1100中的多個(gè)通孔。在一些示例中，管板1140可以形成反應(yīng)器容器1010的壁的一部分。

熱傳遞管1130的組裝可以在反應(yīng)器容器1010內(nèi)進(jìn)行。另外，在組裝熱傳遞管1130之后，管板1140可以被下降到熱傳遞管1130的端部上。管板1140可以與位于反應(yīng)器容器內(nèi)的第二管板結(jié)合使用。例如，熱傳遞管1130的第一端部可以流體地聯(lián)接和/或結(jié)構(gòu)地聯(lián)接到管板1140，并且熱傳遞管1130的第二端部可以流體地聯(lián)接和/或結(jié)構(gòu)地聯(lián)接到第二管板。第二管板可以位于反應(yīng)器容器內(nèi)的大致相同的位置中，和本文各圖中所示的一個(gè)或多個(gè)上部管板一樣。第二管板和管板1140可以在組裝熱交換器之前焊接到反應(yīng)器容器。在一些示例中，管板1140可以用常規(guī)噴嘴插入式焊縫焊接到反應(yīng)器容器。

反應(yīng)器容器1010可以被倒置以用于管組裝，并且熱傳遞管1130可以插入到管板1140中。一個(gè)或多個(gè)蒸汽端管支撐懸臂梁可以在管組裝之前焊接到整體板的下側(cè)。此外，在管組裝之前，一個(gè)或多個(gè)進(jìn)給端管支撐懸臂梁可以焊接到反應(yīng)器容器1010。

蒸汽發(fā)生器的組裝可以從最外列的管逐漸進(jìn)入最內(nèi)列的管，其中熱傳遞管1130的蒸汽端部插入到與上部氣室相關(guān)聯(lián)的管板中，并且熱傳遞管1130的進(jìn)給端部插入到管板1140中。此外，管支撐件可以在熱交換器組件期間逐列地安裝。熱傳遞管1130的進(jìn)給端部可以在安裝到管板1140中期間被壓縮。

盡管圖10的彎曲構(gòu)造1000可以被配置為通過首先將管從螺旋彎曲到豎直取向，然后第二次彎曲到指向管板的水平取向，來將每個(gè)豎直組的熱傳遞管從螺旋取向過渡到管板上的水平排的通孔，但是可以通過相比于彎曲構(gòu)造1000從螺旋部分例如經(jīng)由復(fù)合彎曲1132至管板1140上的“弧”圖案1150更直接地彎曲每個(gè)豎直組的熱傳遞管1130來構(gòu)造彎曲構(gòu)造1100。

在一些示例中，每個(gè)豎直組的熱傳遞管1130可以被配置為過渡到管板1140上的通孔的弧1150。管板1140中的通孔可以比管束的螺旋部分中的對(duì)應(yīng)的熱傳遞管1130更緊密地間隔開。

在圖10的彎曲構(gòu)造1000和圖11的彎曲構(gòu)造1100中的一個(gè)或兩個(gè)中，在組裝期間可能發(fā)生一些管變形，以使熱傳遞管處于反應(yīng)器容器內(nèi)部并且將管端部定位成用以插入穿過管板通孔。以下一些實(shí)施例涉及圖11所示的各種組件，然而，本申請(qǐng)中其它地方所示和/或描述的其它管板和組件也可以類似地配置，包括在圖10中描述的那些。

熱傳遞管1130可以以清除管板1140的邊緣1160的方式構(gòu)造。在一些示例中，至少一些熱傳遞管1130可以被配置成穿過邊緣1160以提供更漸進(jìn)的彎曲過渡。在另外的示例中，管板可以位于反應(yīng)器容器1110的內(nèi)壁處或內(nèi)部，以有效地消除邊緣的考慮。

如果管板1140在管組裝之后被組裝并焊接到反應(yīng)器容器1110，則熱傳遞管1130的任何變形可能被限制為將管放置在反應(yīng)器容器內(nèi)，這可以在不引起任何管塑性應(yīng)變的情況下實(shí)現(xiàn)。在一些示例中，管板1140可以裝配到最終位置中，并且在所有的管被組裝就位之后進(jìn)行焊接。例如，在使管板1140運(yùn)動(dòng)到其最終組裝位置之前，所有熱傳遞管1130可以插入到其相應(yīng)的通孔中。

在另外的示例中，管板1140可以在其最終安裝位置的外側(cè)一定距離處暫時(shí)沿徑向固定。對(duì)于以這種方式定位的管板1140，可以單獨(dú)地組裝熱傳遞管1130，其中大約一英寸的管端部插入到管板1140中的其相應(yīng)的通孔中。這種方法基本上將管板1140用作夾具以精確地定位管端部，并且當(dāng)管板1140運(yùn)動(dòng)到其最終安裝位置時(shí)便于它們同時(shí)插入通孔中。

在本文描述的各種示例中，可以使用不同的熱交換器幾何結(jié)構(gòu)。熱交換器可以包括不受約束或約束到一定長(zhǎng)度(例如最大管長(zhǎng)度)的管長(zhǎng)度。此外，在從進(jìn)給管板到蒸汽氣室的行進(jìn)過程中，可以使用顯示全螺旋圈數(shù)的四分之一至四分之三的增量的管。

在本文所述的各種示例中，例如包括豎直管板的那些示例中，提升器內(nèi)部可以沒有突起。因此，可以在不拆卸管板組件和/或蒸汽發(fā)生器組件的情況下將上部提升器從反應(yīng)器容器移除。去除上部提升器可以便于進(jìn)入以檢查熱交換器的內(nèi)部區(qū)域。

管可以插入到管板的相應(yīng)的通孔中，并且它們可以液壓地膨脹到通孔中以產(chǎn)生緊密的裝配和/或以其它方式封閉管周圍的任何間隙。另外，管可以焊接到管板。在其它實(shí)例中，每個(gè)管可以全穿透焊接到由管板的表面加工而成的短圓柱形立柱，類似于美國專利no.8,752,510的一個(gè)或多個(gè)實(shí)例中所描述的，該專利通過引用整體并入本文。在另外的例子中，通過將管段膨脹到通孔中并且將管角焊接到管板的表面，然后將管對(duì)焊到該管段，可以將短管段附接到管板。對(duì)焊焊縫可以位于距管板的表面大約一英寸處。

圖12示出了包括一個(gè)或多個(gè)傾斜管板組件1250的示例性蒸汽發(fā)生系統(tǒng)1200的局部視圖。一個(gè)或多個(gè)傾斜管板組件1250可以單獨(dú)地焊接到反應(yīng)器容器1220。另外，系統(tǒng)1200可以包括一個(gè)或多個(gè)上部管板組件，類似于圖6的上部氣室組件600。一個(gè)或多個(gè)上部管板組件可以包括與圖5的整體管板550類似的整體管板。

系統(tǒng)1200可以包括一個(gè)或多個(gè)蒸汽發(fā)生器1230，其被配置為將熱傳遞管的進(jìn)給端部沿徑向向外引導(dǎo)到傾斜管板組件1250。蒸汽發(fā)生器1230可以包括螺旋卷繞的熱傳遞管，這些熱傳遞管在反應(yīng)器容器1220的壁和提升器組件之間占據(jù)上部反應(yīng)器容器中的環(huán)形區(qū)域。

圖13示出了示例性管板組件1300的近視圖，其可以被構(gòu)造成類似于圖12的一個(gè)或多個(gè)傾斜管板組件1250。管板組件1300可以包括具有多個(gè)通孔1390或通道的傾斜管板1370，這些通孔或通道被配置為使次級(jí)冷卻劑穿過傾斜管板1370而進(jìn)入熱傳遞管。傾斜管板1370可以包括在豎直和水平之間傾斜一定傾斜角度1375的管板。傾斜角度1375可以是相對(duì)于豎直方向十度至相對(duì)于豎直方向八十度之間的任何角度。在一些示例中，傾斜角度1375可以與豎直方向成大約三十度。在其它示例中，傾斜角度1375可以與豎直方向成大約四十五度。

管板組件1300可以包括入口1330或進(jìn)給噴嘴，該入口或進(jìn)給噴嘴被配置為將次級(jí)冷卻劑引入到進(jìn)入端口1340中。進(jìn)入端口1340可以被配置為將次級(jí)冷卻劑傳送到熱傳遞管中。類似于流動(dòng)控制裝置975(圖9)的流動(dòng)控制裝置可以位于傾斜管板1370附近。在一些示例中，傾斜管板1370的厚度可以是幾英寸或約半英尺。另外，傾斜管板1370可以具有大致圓形的形狀。

管板組件1300可以包括被配置為提供用于觸及進(jìn)入端口1340的內(nèi)部部分的通路的蓋板1350。管板組件1300可以基本上或完全位于容納容器1310內(nèi)。在一些示例中，在一個(gè)或多個(gè)操作(例如維護(hù)、檢查和安裝)期間，蓋板1350可以從進(jìn)入端口1340移除和/或安裝在進(jìn)入端口上。蓋板1350可以被構(gòu)造成完全配合在容納容器1310內(nèi)。另外，蓋板1350可以被配置成完全配合在反應(yīng)器容器1320的外面。

容納容器1310的內(nèi)表面和蓋板1350之間或者容納容器1310的內(nèi)表面和用于將蓋板1350固定到入口端口1340的一個(gè)或多個(gè)螺栓之間的標(biāo)稱間隙1360的尺寸可以被設(shè)定為適應(yīng)反應(yīng)器容器1320和/或蒸汽發(fā)生器的熱生長(zhǎng)、由于壓力而引起的膨脹、制造公差、地震運(yùn)動(dòng)、安裝、維護(hù)、檢查、可接近性和/或搬運(yùn)考慮。在一些示例中，標(biāo)稱間隙1360可以為約半英寸。在其它示例中，標(biāo)稱間隙1360可以在一英寸至兩英寸之間。

管板組件1300和/或傾斜管板1370可以附接和/或焊接到反應(yīng)器容器壁1320。熱傳遞管可以被配置為從蒸汽發(fā)生器組件過渡到傾斜管板1370?？梢栽谶^渡長(zhǎng)度上規(guī)定九英寸或更小的最小管彎曲半徑。在一些示例中，最小管彎曲半徑可以是大約七英寸。另外，大約一英寸的熱傳遞管可以被配置為在完全插入的熱管的情況下從傾斜管板1370伸出的管的筆直部分。管的直線長(zhǎng)度可以被配置為確保過渡彎曲的起始部位于與傾斜管板1370的表面一定距離處。另外，管的直線長(zhǎng)度可以構(gòu)造成便于檢查熱傳遞管的該膨脹過渡區(qū)域。

管板組件1300可以被配置成使得傾斜管板1370的第一部分可以位于反應(yīng)器容器1320的第一側(cè)上或反應(yīng)器容器的內(nèi)部，并且傾斜管板1370的第二部分可以位于反應(yīng)器容器1320的第二側(cè)上或反應(yīng)器容器的外部。在一些示例中，傾斜管板1370的大致中心線可以被配置成以傾斜角度1375與反應(yīng)器容器1320的壁相交。另外，管板組件1300可被構(gòu)造成使得進(jìn)入端口1340的第一部分可以位于反應(yīng)器容器1320內(nèi)部，并且進(jìn)入端口1340的第二部分可以位于反應(yīng)器容器1320的外部。

增加的傾斜角度1375可以有效地將傾斜管板1370的底部從反應(yīng)器容器1320的壁向內(nèi)移動(dòng)并且減小管的過渡彎曲長(zhǎng)度，原因是管的末端點(diǎn)也可以向內(nèi)移動(dòng)。由于可以減小管彎曲的角度，所以減小的管過渡彎曲部可以進(jìn)而操作以增加最小管彎曲半徑。傾斜管板1370可以被配置為減少和/或消除管組裝過程中否則可能發(fā)生的任何管變形，原因在于與其它構(gòu)造相比管的末端點(diǎn)向內(nèi)移動(dòng)并且可能導(dǎo)致管的較小的向內(nèi)位移以將管定位而插入到通孔1390中。與傾斜管板相關(guān)聯(lián)的管組件應(yīng)變可能小于與豎直管板相關(guān)聯(lián)的管組件應(yīng)變。

盡管圖13示出了入口1330位于進(jìn)入端口1340的頂部處或附近，但是入口1330可以另外位于具有足夠空間或間隙的進(jìn)入端口1340的周邊周圍的任何位置處。具有位于進(jìn)入端口1340底部處的入口可能會(huì)限制或排除蒸汽在任何異常運(yùn)行過程中(例如當(dāng)蒸汽發(fā)生器變干時(shí))進(jìn)入進(jìn)給管線。另一方面，考慮到可以使通用進(jìn)給管線在進(jìn)入端口1340的高度以下(在這里該進(jìn)給管線可以被分成延伸直至進(jìn)入端口1340的單獨(dú)進(jìn)給管線)延伸的進(jìn)給管道布置，只有有限量的蒸汽可以利用頂部入口點(diǎn)收集在進(jìn)給管線中。

在一些示例中，入口1330可以基本豎直地取向，而不是垂直于進(jìn)入端口1340的壁，如圖13所示。將入口1330在大致豎直方向上取向可以操作以將進(jìn)給流引導(dǎo)離開傾斜管板1370和/或可以位于傾斜管板1370附近的任何限流器安裝板或限流器，并且可以進(jìn)一步改善進(jìn)入熱傳遞管的流動(dòng)均勻性。

管板組件1300可以被配置為允許從反應(yīng)器容器1320內(nèi)移除上部提升器，而不需要拆卸蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)。類似地，管板組件1300可以允許將反應(yīng)器容器1320從容納容器1310移除。在一些示例中，在反應(yīng)器容器1320已經(jīng)從容納容器1310中移除之后，蓋板1350可以從進(jìn)入端口1340移除。在其它示例中，當(dāng)反應(yīng)器容器1320保持在容納容器1310內(nèi)時(shí)，標(biāo)稱間隙1360提供足夠的間隔以移除蓋板1350。在另外的示例中，在位于進(jìn)入端口1340附近的容納容器1310的下部部分已經(jīng)從容納容器1310的上部部分移除之后，蓋板1350可以從進(jìn)入端口1340移除。

與諸如豎直管板970或傾斜管板1370的傾斜管板相關(guān)聯(lián)的熱性能和/或效率可以大于位于大致水平取向的管板。熱傳遞面積的增加可能部分是由于熱交換器的螺旋部分的高度增加和/或管長(zhǎng)度的增加。豎直和傾斜的管板設(shè)計(jì)都可以消除進(jìn)給端口氣室和端蓋氣室的焊縫，因此可以使用比水平取向的管板更少的焊縫。在一些示例中，豎直和傾斜的管板設(shè)計(jì)還可以在管過渡區(qū)域中提供更有效的交叉流動(dòng)和/或可以減少流動(dòng)路徑中的流動(dòng)損失。

另外，傾斜管板設(shè)計(jì)可以減小管組件應(yīng)變并減小管過渡彎曲部的長(zhǎng)度。通過首先將管組裝就位，然后將氣室插入組裝的管端部之上，可以避免或減少管組件塑性應(yīng)變。在管組裝之前，管板可以焊接到反應(yīng)器容器。在其它示例中，管可以首先插入到管板中，然后管板可以在組裝的管端部上滑動(dòng)。

圖14示出了管板組件1400，其具有用于管板1440上的多個(gè)熱傳遞管通孔的示例孔圖案1470。孔圖案1470可以被配置為流體地聯(lián)接和/或結(jié)構(gòu)地聯(lián)接到從螺旋形蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)彎曲到豎直取向的熱傳遞管。在一些示例中，螺旋中的豎直組的管過渡到管板1440上的水平排的管。

為了最小化管板1440的直徑1425，水平排的孔可以以間距1450或孔之間的間距、以三角形間距圖案布置。三角形間距圖案中任意三個(gè)相鄰?fù)字g的間距1450可以是相同的。在一些示例中，間距1450可以在四分之一英寸至一英寸之間，并且直徑1425可以是大約兩英尺。間距1450的尺寸可以設(shè)置成與熱傳遞管在螺旋管束中的間距相比，熱傳遞管更密集地放置在管板1440中。因此，管間隔可以在從螺旋到管板1440的整個(gè)過渡彎曲區(qū)域中連續(xù)變化。

管板1440可以包括形成孔圖案1470的基本上圓形的板1460。管間隙1475可以保持在最外側(cè)通孔和板1460的外邊緣之間。管板組件1400可以包括用于將管板1440附接到反應(yīng)器容器壁的凸緣部分1470或安裝結(jié)構(gòu)。在一些示例中，孔圖案1470可以與諸如圖10的管彎曲構(gòu)造1000的熱傳遞管彎曲構(gòu)造相關(guān)聯(lián)。

圖15示出了管板組件1500，其具有用于管板1540上的多個(gè)熱傳遞管通孔的另一個(gè)示例孔圖案1570。孔圖案1470可以被配置為流體地聯(lián)接和/或結(jié)構(gòu)地聯(lián)接到從用于裝配的螺旋到管板1540沿徑向向外彎曲的熱傳遞管。管板1540可以包括具有大約兩英尺的直徑1525的基本圓形的板1560。

螺旋中的每個(gè)豎直組的管可以被配置成過渡到管板1540上的管孔的豎直弧1530。管孔可以通過四分之一英寸至一英寸之間的紐帶或跨度彼此間隔開。在一些示例中，孔圖案1570可以與諸如圖11的管彎曲構(gòu)造1100的熱傳遞管彎曲構(gòu)造相關(guān)聯(lián)。

圖16示出了用于組裝蒸汽發(fā)生器的示例性過程。在操作1610處，多個(gè)熱傳遞管可以附接到反應(yīng)器容器的第一半部。在一些實(shí)例中，熱傳遞管可以在位于反應(yīng)器容器的一個(gè)或多個(gè)上部氣室處或附近的管板處附接到反應(yīng)器容器。反應(yīng)器容器可以被構(gòu)造成容納初級(jí)冷卻劑。從反應(yīng)器容器內(nèi)產(chǎn)生的熱可以從初級(jí)冷卻劑傳遞到通過多個(gè)熱傳遞管循環(huán)的次級(jí)冷卻劑。在一些實(shí)例中，初級(jí)冷卻劑和次級(jí)冷卻劑不允許在任何時(shí)候彼此流體混合。

在操作1620處，多個(gè)熱傳遞管可以形成為包括豎直管組的螺旋形構(gòu)造，類似于美國專利no.8,752,510的一個(gè)或多個(gè)實(shí)例中所描述的，該專利的全部?jī)?nèi)容通過引用并入本文。管的豎直組或列可以圍繞反應(yīng)器容器內(nèi)的提升器柱同中心地布置。位于反應(yīng)器容器壁附近的外部組的管可能與位于提升器柱的壁附近的內(nèi)部組的管相比具有更大的曲率半徑。

在操作1630處，多個(gè)熱傳遞管的管插入端部可以在至少兩個(gè)方向上彎曲。第一組過渡彎曲部可以被配置將熱傳遞管從蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)的螺旋部分引導(dǎo)到大致豎直取向。在一些示例中，第一組過渡彎曲部可以包含在與熱傳遞管的螺旋部分相同的螺旋平面或柱中。另外，第二組過渡彎曲部可以被配置成將熱傳遞管從豎直取向引導(dǎo)到用于插入管板中的大體水平取向。

在一些示例中，每個(gè)豎直組的熱傳遞管可以被配置成過渡到管板中的水平排的通孔。在其它示例中，每個(gè)豎直組的熱傳遞管可以被配置成過渡到管板上的通孔弧。兩個(gè)或更多個(gè)過渡彎曲部可以組合成單個(gè)復(fù)合彎曲部，該單個(gè)復(fù)合彎曲部將熱傳遞管與管板的通孔對(duì)準(zhǔn)。

在操作1640處，多個(gè)熱傳遞管的管插入端部可以插入或以其它方式附接到傾斜管板，以將多個(gè)熱傳遞管流體地聯(lián)接和/或結(jié)構(gòu)地聯(lián)接到傾斜管板。熱傳遞管的端部可以焊接到傾斜管板。每個(gè)熱傳遞管可以與穿過傾斜管板的單獨(dú)的通孔相關(guān)聯(lián)。

在操作1650處，傾斜管板可以以非水平取向附接到反應(yīng)器容器的第二半部。傾斜管板可以位于反應(yīng)器容器的一個(gè)或多個(gè)下部氣室內(nèi)。傾斜管板和/或氣室中的一個(gè)或兩個(gè)可以焊接到反應(yīng)器容器的壁。在一些示例中，傾斜管板可以以基本豎直的取向附接到反應(yīng)器容器。在其它示例中，傾斜管板可以與豎直方向成大約三十度的角度附接到反應(yīng)器容器。然而，在本文中其它的附接角度可以想到大于水平取向，直到并包括豎直取向。

在操作1660處，次級(jí)冷卻劑可以循環(huán)通過熱傳遞管，以去除由反應(yīng)器容器產(chǎn)生的熱。熱傳遞管可以穿過位于反應(yīng)器容器內(nèi)的初級(jí)冷卻劑。與初級(jí)冷卻劑相關(guān)聯(lián)的熱可以穿過熱傳遞管的壁并被傳遞到包含在熱傳遞管內(nèi)的次級(jí)冷卻劑。

在操作1670處，流量分配器可以被配置為將從傾斜管板傳遞的次級(jí)冷卻劑擴(kuò)散到熱傳遞管。流量分配器可以包括穿孔結(jié)構(gòu)。流量分配器可以位于傾斜管板附近，并且還可以位于反應(yīng)器容器的下部氣室中。

除了利用加壓水反應(yīng)器和/或輕水反應(yīng)器進(jìn)行操作之外，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言還應(yīng)當(dāng)明顯的是，本文提供的至少一些例子可以理解為還適用于其它類型的動(dòng)力系統(tǒng)。例如，這些例子或其變型形式中的一個(gè)或多個(gè)還可以操作用于沸騰水反應(yīng)器、鈉液態(tài)金屬反應(yīng)器、氣體冷卻反應(yīng)器、卵石床反應(yīng)器、和/或其它類型的反應(yīng)器設(shè)計(jì)。還應(yīng)當(dāng)指出的是，本文所述的任何比率和值僅僅是示例性的。其它比率和值可以通過試驗(yàn)來確定，例如通過構(gòu)造核反應(yīng)器系統(tǒng)的全尺寸或比例模型來確定。

盡管本文已經(jīng)描述和示出了多個(gè)例子，但是明顯的是，其它例子可以在布置和細(xì)節(jié)上進(jìn)行修改。所有修改和變型形式都落在以下權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)。