專利名稱:具有在環(huán)形下降通道內(nèi)運(yùn)行的反應(yīng)堆冷卻劑泵的壓水反應(yīng)堆的制作方法
具有在環(huán)形下降通道內(nèi)運(yùn)行的反應(yīng)堆冷卻劑泵的壓水反應(yīng)堆
背景技術(shù)：
以下涉及核反應(yīng)堆領(lǐng)域、發(fā)電領(lǐng)域、核反應(yīng)堆控制領(lǐng)域、核能發(fā)電控制領(lǐng)域、熱力管理領(lǐng)域以及相關(guān)領(lǐng)域。
在壓水反應(yīng)堆(PWR)類型的核反應(yīng)堆設(shè)計(jì)中，放射性反應(yīng)堆芯在壓力容器底部或底部附近浸入一級(jí)冷卻水中。一級(jí)冷卻劑保持在壓縮和過冷液相并排出壓力容器進(jìn)入外部蒸汽發(fā)生器，或替代地內(nèi)部蒸汽發(fā)生器位于壓力容器內(nèi)(有時(shí)稱為“一體式PWR”設(shè)計(jì))。在任一設(shè)計(jì)中，被加熱的一級(jí)冷卻水加熱蒸汽發(fā)生器內(nèi)的二級(jí)冷卻水以產(chǎn)生蒸汽。PWR設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于蒸汽包括未暴露于放射性反應(yīng)堆芯的二級(jí)冷卻水。
在典型的一體式PWR設(shè)計(jì)構(gòu)造中，一級(jí)冷卻劑流動(dòng)回路由大致豎直安裝(即圓筒軸線垂向定向)的圓筒形壓力容器和同心地設(shè)置在壓力容器內(nèi)的中空?qǐng)A筒形中心立管形·成。一級(jí)冷卻劑向上流動(dòng)穿過反應(yīng)堆芯，在反應(yīng)堆芯一級(jí)冷卻劑被加熱并上升穿過中心立管，從中心立管頂部排出并穿過在壓力容器與中心立管之間形成的環(huán)形下降通道反向向下流回反應(yīng)堆芯。這是自然對(duì)流流動(dòng)回路，且該回路可由反應(yīng)堆芯引起的加熱和一級(jí)冷卻劑在向上并遠(yuǎn)離反應(yīng)堆芯流動(dòng)時(shí)的冷卻來(lái)驅(qū)動(dòng)。但是，對(duì)于較高功率的反應(yīng)堆，有利的或必須的是用通過電動(dòng)反應(yīng)堆冷卻劑泵提供的動(dòng)力補(bǔ)充或代替自然對(duì)流。
大多數(shù)商業(yè)PWR系統(tǒng)采用外部蒸汽發(fā)生器。在這些系統(tǒng)中，一級(jí)冷卻水由外部泵泵吸，該外部泵連接有在PWR壓力容器與外部蒸汽發(fā)生器之間延伸的外部管道。這也為使一級(jí)冷卻水在壓力容器內(nèi)循環(huán)提供動(dòng)力，因?yàn)楸抿?qū)動(dòng)整個(gè)一級(jí)冷卻劑流動(dòng)回路，包括壓力容器內(nèi)的部分。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)較少有商業(yè)一體式PWR系統(tǒng)采用內(nèi)部蒸汽發(fā)生器。在現(xiàn)有PWR設(shè)計(jì)中，沸水反應(yīng)堆(BWR)設(shè)計(jì)中使用的無(wú)軸封型的反應(yīng)堆冷卻劑泵適于用在一體式PWR中。該泵通常在壓力容器底部、反應(yīng)堆芯附近(類似于BWR中的布置)或在容器頂部聯(lián)接在壓力容器內(nèi)。兩種布置都是有問題的。聯(lián)接至容器底部引起在低高度處穿透容器，這在涉及這些連接的冷卻劑泄漏事故(LOCA)的情況下會(huì)是有問題的。聯(lián)接至容器頂部之所以有問題是因?yàn)樵搮^(qū)域通常已被外部控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(CRDM)單元和內(nèi)部加壓器或與外部加壓器的焊接連接以及通過該區(qū)域饋送的各種儀器等所占據(jù)。
本文揭示了提供各種優(yōu)點(diǎn)的改進(jìn)，這些優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說閱讀下文時(shí)會(huì)顯而易見。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一方面，設(shè)備包括壓水反應(yīng)堆(PWR)，該壓水反應(yīng)堆包括垂向定向的圓筒形壓力容器，該圓筒形壓力容器包括固定在一起的容器上段和下段。該圓筒形壓力容器具有垂向定向的圓筒軸線。核反應(yīng)堆芯設(shè)置在容器下段內(nèi)。中空?qǐng)A筒形中心立管與圓筒形壓力容器同心設(shè)置并設(shè)置在圓筒形壓力容器內(nèi)。環(huán)形下降通道限定在中空?qǐng)A筒形中心立管與圓筒形壓力容器之間。反應(yīng)堆冷卻劑泵(RCP)包括(i)設(shè)置在核反應(yīng)堆芯上方并與環(huán)形下降通道流體連通以將一級(jí)冷卻劑向下推進(jìn)穿過環(huán)形下降通道的葉輪，(ii)設(shè)置在壓力容器外部的泵馬達(dá)，以及(iii)將泵馬達(dá)與葉輪操作地連接的驅(qū)動(dòng)軸。在某些實(shí)施例中，RCP固定至容器下段。在某些實(shí)施例中，PWR還包括設(shè)置在環(huán)形下降通道內(nèi)的內(nèi)部蒸汽發(fā)生器，且RCP的葉輪設(shè)置在內(nèi)部蒸汽發(fā)生器下方。在某些實(shí)施例中，葉輪設(shè)置在壓力容器內(nèi)部環(huán)形下降通道內(nèi)以推進(jìn)一級(jí)冷卻劑向下穿過環(huán)形下降通道。例如，葉輪可設(shè)置在壓力容器內(nèi)部壓力容器的懸垂部上方，泵馬達(dá)設(shè)置在壓力容器外部在懸垂部下方，驅(qū)動(dòng)軸垂向定向并將懸垂部下方的泵馬達(dá)與懸垂部上方的葉輪操作地連接。在某些實(shí)施例中，RCP還包括入口和出口凸緣，入口和出口凸緣將泵入口和出口與環(huán)形下降通道連接，且PWR還包括在中空?qǐng)A筒形立管與壓力容器之間延伸的環(huán)形分隔件，以將環(huán)形下降通道分成上段和下段，其中環(huán)形下降通道上段經(jīng)由入口凸緣與泵入口連接，而環(huán)形下降通道下段經(jīng)由出口凸緣與泵出口連接。在某些實(shí)施例中，葉輪設(shè)置在壓力容器內(nèi)部環(huán)形下降通道內(nèi)以推進(jìn)一級(jí)冷卻劑向下穿過環(huán)形下降通道，且反應(yīng)堆冷卻劑泵還包括泵殼體，該泵殼體包含葉輪，其中，泵殼體還設(shè)置在壓力容器內(nèi)部在環(huán)形下降通道內(nèi)，且泵殼體和葉輪協(xié)作地限定離心泵。在本發(fā)明的另一方面，設(shè)備包括壓水反應(yīng)堆(PWR)，包括垂向定向的圓筒形壓力容器，包括容器上段和下段；中空?qǐng)A筒形中心立管，該中空?qǐng)A筒形中心立管與圓筒形壓力容器同心設(shè)置并設(shè)置在圓筒形壓力容器內(nèi)，其中，環(huán)形下降通道限定在中空?qǐng)A筒形中心立管與圓筒形壓力容器之間；設(shè)置在容器下段內(nèi)的核反應(yīng)堆芯；以及多個(gè)反應(yīng)堆冷卻劑泵(RCP)，多個(gè)反應(yīng)堆冷卻劑泵圍繞中空?qǐng)A筒形立管間隔開并固定至容器下段，其中，每個(gè)反應(yīng)堆冷卻劑泵包括(i)設(shè)置在壓力容器內(nèi)部環(huán)形下降通道內(nèi)的葉輪，(ii)設(shè)置在壓力容器外部的泵馬達(dá)，以及(iii)將泵馬達(dá)與葉輪操作地連接的驅(qū)動(dòng)軸。在某些實(shí)施例中，靠近多個(gè)葉輪的環(huán)形下降通道形狀做成限定用于多個(gè)葉輪的公共環(huán)形泵殼體，公共環(huán)形泵殼體與多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)葉輪協(xié)配以推進(jìn)一級(jí)冷卻劑向下穿過環(huán)形下降通道。在某些實(shí)施例中，每個(gè)RCP還包括設(shè)置在壓力容器內(nèi)部環(huán)形下降通道內(nèi)并與葉輪協(xié)配以限定離心泵的殼體。在某些實(shí)施例中，PWR還包括設(shè)置在環(huán)形下降通道內(nèi)的蒸汽發(fā)生器、以及設(shè)置在蒸汽發(fā)生器下方且在核反應(yīng)堆芯上方的葉輪。
在本發(fā)明的另一方面，設(shè)備包括壓水反應(yīng)堆(PWR)，包括垂向定向的圓筒形壓力容器，包括容器上段和下段；設(shè)置在容器下段內(nèi)的核反應(yīng)堆芯；中空?qǐng)A筒形中心立管，該中空?qǐng)A筒形中心立管與圓筒形壓力容器同心設(shè)置并設(shè)置在圓筒形壓力容器內(nèi)，其中，環(huán)形下降通道限定在中空?qǐng)A筒形中心立管與圓筒形壓力容器之間；環(huán)形分隔件，該環(huán)形分隔件將環(huán)形下降通道分成彼此流體隔離的上段和下段；以及多個(gè)反應(yīng)堆冷卻劑泵(RCP)，多個(gè)反應(yīng)堆冷卻劑泵圍繞中空?qǐng)A筒形中空立管間隔開，其中，每個(gè)RCP的入口通過入口凸緣與下降管上段連接，且每個(gè)RCP的出口通過出口凸緣與下降管下段連接，使得RCP將一級(jí)冷卻劑從環(huán)形下降通道上段推入環(huán)形下降通道下段。在某些實(shí)施例中，每個(gè)RCP由其入口凸緣、其出口凸緣或其入口凸緣和其出口凸緣兩者支承，且每個(gè)RCP包括垂向懸垂在RCP其余部分下方的泵馬達(dá)。


本發(fā)明可采用各種部件和部件的組合，以及各種工藝操作和工藝操作的組合。附圖僅是為了示出較佳實(shí)施例的目的，而不應(yīng)解釋為限制本發(fā)明。[0011]圖I示意性地示出具有反應(yīng)堆冷卻劑泵(RCP)的壓水反應(yīng)堆(PWR)的側(cè)剖視圖。
圖2示意性地示出圖I的PWR的下部容器的立體圖，包括RCP。
圖3示意性地示出圖I的PWR的下部容器的放大部分的側(cè)剖視圖，包括剖開的RCP。
圖4和5示意性地分別示出PWR的下部容器的替代實(shí)施例的側(cè)剖視圖和立體圖，該P(yáng)WR包括替代實(shí)施例RCP，該替代實(shí)施例RCP不包括分開鍛造的凸緣。圖6示意性地示出圖4和5的PWR實(shí)施例的中部凸緣區(qū)域的側(cè)剖視圖，包括兩個(gè)剖開的RCP。
圖7和8示意性地分別示出PWR的下部容器的替代實(shí)施例的側(cè)剖視圖和立體圖，該P(yáng)WR包括替代實(shí)施例RCP，該替代實(shí)施例RCP具有離心泵構(gòu)造和水平安裝的馬達(dá)。
圖9示意性地示出圖7和8的PWR的下部容器的放大部分的側(cè)剖視圖，包括剖開的 RCP。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1-3，壓水反應(yīng)堆(PWR)包括圓筒形壓力容器10。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“圓筒形壓力容器”表示具有大致圓筒形形狀的壓力容器，但在某些實(shí)施例可能偏離數(shù)學(xué)上的完全圓筒形。例如，說明性圓筒形壓力容器10具有沿圓筒長(zhǎng)度直徑變化的圓形橫截面、具有圓形端部、并包括各種容器穿孔、容器段凸緣連接等。圓筒形壓力容器10安裝在豎直位置并具有容器上段IOU和容器下段10L，容器上段IOU和容器下段IOL在中部凸緣區(qū)域12固定在一起，中部凸緣區(qū)域12包括與容器下段IOL鍛造在一起的下部凸緣12L和與容器上段IOU鍛造在一起的上部凸緣12U。說明性中部凸緣區(qū)域12還包括居間的中部凸緣件12M，下部和上部凸緣12L、12U通過中部凸緣件12M聯(lián)接或聯(lián)接至中部凸緣件12M(例如用長(zhǎng)柄螺栓)?；蛘撸墒÷灾胁客咕壖?，且下部和上部凸緣12L、12U在中部凸緣區(qū)域直接聯(lián)接在一起。盡管壓力容器10是豎直的，但也考慮該豎直位置偏離圓筒軸線的精確垂向定向。例如，如果PWR設(shè)置在海船中，則其可能豎直但具有一定傾斜，該傾斜可能由于海船或水下運(yùn)動(dòng)而隨時(shí)間變化。
PffR還包括設(shè)置在容器下段IOL內(nèi)的示意性指示的放射性核反應(yīng)堆芯16。該反應(yīng)堆芯16包括如含有在裂變的鈾-235同位素濃縮的氧化鈾(UO2)的材料之類的裂變材料的材料塊，布置好的燃料棒束等設(shè)置在燃料籃架或構(gòu)造成安裝在適當(dāng)安裝籃架內(nèi)的其他支承組件內(nèi)或下部壓力容器段IOL的保持結(jié)構(gòu)內(nèi)(未示出芯安裝結(jié)構(gòu))。由示意性指示的控制棒系統(tǒng)18提供反應(yīng)控制，該控制棒系統(tǒng)18通常包括安裝在連接桿、星形接頭或其它支承件上的各控制棒的組件。各控制棒包括中子吸收材料，且控制棒組件(CRA)操作地與控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(CRDM)單元連接，該控制棒驅(qū)動(dòng)單元可控地將控制棒插入或抽出反應(yīng)堆芯16以控制或停止鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。與反應(yīng)堆芯16 —樣,示意性地示出控制棒系統(tǒng)18,但未示出諸如各個(gè)控制棒、連接桿、星形接頭和CRDM單元之類的各個(gè)部件。示意性地示出的控制棒系統(tǒng)是內(nèi)部系統(tǒng)，其中CRDM單元設(shè)置在壓力容器10內(nèi)。內(nèi)部控制棒系統(tǒng)設(shè)計(jì)的某些說明性實(shí)例包括Stambaugh等人的2010年12月16日公開的美國(guó)公開第2010/0316177 Al號(hào)“ControlRod Drive Mechanism for Nuclear Reactor”,該公開全文以參見的方式納入本文；以及Stambaugh等人的2010年12月16日公開的國(guó)際公開第W02010/144563A1號(hào)“Control RodDrive Mechanism for Nuclear Reactor”,該公開全文以參見的方式納入本文?；蛘?可使用外部CRDM單元，但外部CRDM單元需要穿過壓力容器10頂部或底部的機(jī)械穿孔以與控制
棒連接。
在其運(yùn)行狀態(tài)下，PffR的運(yùn)行容器10包含一級(jí)冷卻水，該一級(jí)冷卻水用作一級(jí)冷卻劑并作為熱能化中子的慢化劑材料。說明性PWR包括內(nèi)部加壓器20，該內(nèi)部加壓器20包括容器上段IOL的最上部區(qū)域，該最上部區(qū)域包含蒸汽氣泡和加熱器、噴淋器、或用于加熱或冷卻的蒸汽氣泡的其它裝置。內(nèi)部加壓器通過擋板22與壓力容器容積的其余部分分開，擋板22將蒸汽氣泡的壓力(包括加壓器加熱器和/或噴淋器進(jìn)行的調(diào)整)傳遞至壓力容器的其余部分以控制其壓力。代替說明性內(nèi)部加壓器20，也可設(shè)置通過適當(dāng)管道與壓力容器10連接的分開的外部加壓器。在PWR中，一級(jí)冷卻水保持在過冷狀態(tài)。通過說明性示例，在某些考慮的實(shí)施例中，壓力容器10的密封容積內(nèi)的一級(jí)冷卻劑壓力為約2000磅/平方英寸的壓力并處于約300-350°C的溫度下。同樣，僅是說明性示例，也考慮其它過冷PWR運(yùn)行壓力和溫度的不同范圍。反應(yīng)堆芯16浸入一級(jí)冷卻水中，且一級(jí)冷卻水被核反應(yīng)堆芯16內(nèi)發(fā)生的放射性鏈?zhǔn)椒磻?yīng)加熱。一級(jí)冷卻劑流動(dòng)回路由與圓筒形壓力容器10同心并設(shè)置在圓筒形壓力容器10內(nèi)的圓筒形中心立管30限定。被加熱的一級(jí)冷卻水向上穿過中心立管30，直到其到達(dá)立管頂部為止，在該位置一級(jí)冷卻水反向流動(dòng)并下降穿過限定在圓筒形中心立管30與圓筒形壓力容器10之間的環(huán)形下降通道32。在環(huán)形下降通道32的底部，一級(jí)冷卻水再次反向流動(dòng)并向上返回流動(dòng)穿過核反應(yīng)堆芯16以完成回路。
在某些實(shí)施例中，內(nèi)部蒸汽發(fā)生器36設(shè)置在環(huán)形下降通道32內(nèi)。二級(jí)冷卻水經(jīng)由給水入口流入蒸汽發(fā)生器36，可選地在給水腔室內(nèi)緩沖之后穿過內(nèi)部蒸汽發(fā)生器36，在內(nèi)部蒸汽發(fā)生器36處二級(jí)冷卻水被環(huán)形下降通道32內(nèi)靠近的一級(jí)冷卻劑加熱，并轉(zhuǎn)換為蒸汽，并排出蒸汽出口，同樣可選地在蒸汽腔室內(nèi)緩沖之后排出蒸汽出口。(諸如給水入口、蒸汽出口和緩沖腔室之類的蒸汽發(fā)生器的細(xì)節(jié)在圖I中未示出)。輸出的蒸汽可用于驅(qū)動(dòng)渦輪以進(jìn)行發(fā)電或用于某些其它用途(未示出外部設(shè)備結(jié)構(gòu))。具有內(nèi)部蒸汽發(fā)生器的PWR有時(shí)稱為一體式PWR，其說明性示例在Thome等人的2010年12月16日公開的美國(guó)公開第2010/0316181 號(hào) “Integral Helical Coil Pressurized Water Nuclear Reactor，，中不出，該公開全文以參見的方式納入本文。盡管該公開揭示了采用螺旋蒸汽發(fā)生器管的蒸汽發(fā)生器，但也考慮包括直線(例如垂直的)單程蒸汽發(fā)生器管的其它管幾何形狀、或再循環(huán)蒸汽發(fā)生器或U形管蒸汽發(fā)生器等。
在本文揭示的實(shí)施例中，一級(jí)冷卻水的循環(huán)由反應(yīng)堆冷卻劑泵(RCP)40輔助或驅(qū)動(dòng)。具體參照?qǐng)D3，圖1-3實(shí)施例的每個(gè)反應(yīng)堆冷卻劑泵(RCP) 40包括設(shè)置在泵殼體44內(nèi)的葉輪42 ;設(shè)置在壓力容器10外部的泵馬達(dá)46 ；以及操作地將泵馬達(dá)46與葉輪42連接的驅(qū)動(dòng)軸48。圖1-3的實(shí)施例的每個(gè)RCP40還包括分開鍛造的入口和出口凸緣50、52，入口和出口凸緣50、52分別將泵入口和出口與中部凸緣區(qū)域12內(nèi)的環(huán)形下降通道32連接。環(huán)形分隔件54在中空?qǐng)A筒形中心立管30與壓力容器10之間延伸以將環(huán)形下降通道32分成上段和下段。入口凸緣50將RCP40的入口連接到環(huán)形下降通道上段，而出口凸緣52將RCP40的出口連接到環(huán)形下降通道下段。因而，RCP40將一級(jí)冷卻劑從環(huán)形下降通道上段推入環(huán)形下降通道下段。換言之，除了經(jīng)由凸緣50、52和泵殼體44之外，環(huán)形下降通道上段和環(huán)形下降通道下段彼此流體隔離。在正常運(yùn)行期間，RCP40有效地驅(qū)動(dòng)一級(jí)冷卻劑通過環(huán)形下降通道向下流動(dòng)，而如果有源冷卻由于停電或其它中斷而被中斷，則一級(jí)冷卻劑可繼續(xù)進(jìn)行通過包括入口凸緣50、泵殼體44以及出口凸緣52在內(nèi)的路徑的自然循環(huán)。更通常地，在本文所揭示的實(shí)施例中，RCP設(shè)置在中部凸緣區(qū)域12內(nèi)(例如通常在核反應(yīng)堆芯16上方且在內(nèi)部蒸汽發(fā)生器36 (如果有)下方)，并泵吸一級(jí)冷卻劑流動(dòng)通過環(huán)形下降通道32，并具有位于外部的泵馬達(dá)44，即設(shè)置在壓力容器10外部。該中部凸緣定位具有某些優(yōu)點(diǎn)。從響應(yīng)于LOCA的 緊急情況觀點(diǎn)看，中部凸緣放置對(duì)于將RCP安裝在容器底部是較佳的。RCP的中部凸緣放置還將RCP相對(duì)遠(yuǎn)離壓力容器10頂部放置，由于中部凸緣RCP不與諸如內(nèi)部加壓器20之類的其它部件爭(zhēng)用空間，所以緩解了空間問題。中部凸緣RCP還相對(duì)遠(yuǎn)離在壓力容器10底部發(fā)生的一級(jí)冷卻劑流入反應(yīng)堆芯16定位。該距離允許驅(qū)散通過RCP的作用引入的任何流動(dòng)不均勻性，從而進(jìn)入反應(yīng)堆芯16的進(jìn)入流可能與RCP在容器底部聯(lián)接到壓力容器內(nèi)的PWR系統(tǒng)相比具有改進(jìn)的均勻性。還有，壓力容器設(shè)計(jì)成在中部凸緣區(qū)域12經(jīng)由凸緣12L、12U和選配居間的中部凸緣件12M分開。這為RCP提供方便的觸及性以進(jìn)行維護(hù)。
然而，RCP在中部凸緣區(qū)域12處的放置提出了多個(gè)挑戰(zhàn)。在中部凸緣區(qū)域沒有用于外部泵馬達(dá)44的可利用支承結(jié)構(gòu)。此外，RCP的中部凸緣放置會(huì)與環(huán)形下降通道32內(nèi)的向下一級(jí)冷卻劑流動(dòng)干涉，這又會(huì)與緊急冷卻安全系統(tǒng)干涉，在斷電情況下該緊急冷卻安全系統(tǒng)依賴壓力容器內(nèi)的無(wú)源自然循環(huán)。在一體式PWR的情況下，環(huán)形下降通道32的至少上部也被內(nèi)部蒸汽發(fā)生器36占據(jù)。
在圖1-3的實(shí)施例中，這些挑戰(zhàn)以如下方式被克服。用于泵40的支承件由分開鍛造的入口和出口凸緣50、52來(lái)提供，入口和出口凸緣50、52分別將泵入口和出口與中部凸緣區(qū)域12內(nèi)的環(huán)形下降通道32連接。通常兩凸緣50、52提供該支承對(duì)于使支承和穩(wěn)定性最大是有利的，但替代地也可考慮僅使用其中一個(gè)凸緣主要地或完全地支承RCP。在說明性實(shí)施例中，凸緣50、52和殼體44的形狀做成使得驅(qū)動(dòng)軸48垂向定向，且泵馬達(dá)46垂向定向(即，泵馬達(dá)46的轉(zhuǎn)子繞垂向軸線轉(zhuǎn)動(dòng))。這種垂向定向減少支承轉(zhuǎn)動(dòng)件(例如泵馬達(dá)46的轉(zhuǎn)子和驅(qū)動(dòng)軸48)的軸承上的磨損。此外，垂向定向的泵馬達(dá)46并未遠(yuǎn)離壓力容器10延伸，這減少空間占據(jù)量。該空間占據(jù)還可通過使容器下段IOL比容器上段IOU的直徑小以使容器下段IOL有效地凹陷而進(jìn)一步減小，提供用于泵馬達(dá)46的空間。在RCP 50運(yùn)行中斷的情況下通過包括入口凸緣50、泵殼體44和出口凸緣52在內(nèi)的路徑來(lái)保持自然循環(huán)。該自然循環(huán)路徑通過使用足夠大直徑的凸緣50、52和/或通過具有大量的RCP以及通過構(gòu)造泵殼體44和葉輪42以在葉輪42不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)提供低流體流動(dòng)阻力而做成具有高流體傳導(dǎo)性。
由于泵馬達(dá)46在壓力容器10外部,所以泵馬達(dá)46不經(jīng)受PffR環(huán)境的相對(duì)高的溫度(例如在某些實(shí)施例中約300-320°C，但也可考慮更高或更低的PWR運(yùn)行溫度)。但是，某些熱量可能通過傳導(dǎo)通過凸緣50、52和泵殼體和/或通過來(lái)自壓力容器10的對(duì)流或輻射和/或通過由泵吸的一級(jí)冷卻劑運(yùn)載到RCP40的熱量而運(yùn)載到泵馬達(dá)46。因而，在某些實(shí)施例中，例如通過提供說明性實(shí)施例中的熱交換器56為泵馬達(dá)46提供熱力管理。
在圖1-3的實(shí)施例中，如果有圍繞中心立管30間隔開的N個(gè)RCP 40(例如360° /N的間距)，則有2N個(gè)容器穿孔N個(gè)穿孔用于入口凸緣50，而N個(gè)穿孔用于出口凸緣52。這些穿孔增加容器下段IOL的復(fù)雜性，并引入2N個(gè)另外的部件(即N個(gè)入口凸緣50和N個(gè)出口凸緣52)，并引入用于冷卻劑泄漏事故(LOCA)的可能位置。在圖1-3的實(shí)施例中RCP40與壓力容器10間隔開放置簡(jiǎn)化了為了維護(hù)對(duì)RCP的接近。
參照?qǐng)D4-6，在其它實(shí)施例中，通過將葉輪設(shè)置在壓力容器內(nèi)部環(huán)形下降通道32內(nèi)來(lái)消除入口和出口凸緣50、52的使用。在圖4和5中，僅示出該實(shí)施例的下部容器110L，因?yàn)樵撓虏咳萜鱅lOL可經(jīng)由中部凸緣區(qū)域112的凸緣112L與圖I的同一上部容器IOU連接，該凸緣112L尺寸做成與凸緣12U(和/或與選配居間的中部凸緣件12M)匹配。凸緣112L形成為限定壓力容器的懸垂部114，且更具體地是下部容器IlOL的懸垂部114。反應(yīng)堆冷卻劑泵(RCP) 140包括通過熱交換器56冷卻的泵馬達(dá)46和驅(qū)動(dòng)軸48，如圖1_3的實(shí)施例中那樣。但是，在圖4-6的實(shí)施例中省略圖1-3的實(shí)施例的專用泵殼體44，而是代為將葉輪142設(shè)置在環(huán)形下降通道132內(nèi)。環(huán)形下降通道132的靠近葉輪142的一部分形狀做成限定泵殼體132H，該泵殼體132H與葉輪142協(xié)作以將一級(jí)冷卻劑向下推動(dòng)穿過環(huán)形下降通·道132。為了觀察，圖6示出內(nèi)部蒸汽發(fā)生器36的最底部，示出在反應(yīng)堆芯16上方(參見圖4)且在蒸汽發(fā)生器36下方(參見圖6)的葉輪142的定位。在圖4-6的說明性實(shí)施例·中，環(huán)形下降通道132在容器上段具有相對(duì)小的內(nèi)徑(該內(nèi)徑與位于容器上段內(nèi)的蒸汽發(fā)生器36的內(nèi)徑基本上一致，蒸汽發(fā)生器沒有在容器下段IlOL內(nèi)的部分；還參見示出過渡區(qū)域的圖5的立體圖)且在容器下段IlOL具有相對(duì)大內(nèi)徑。RCP140的葉輪142設(shè)置在壓力容器內(nèi)(且更具體地在下部壓力容器段IlOL內(nèi))在環(huán)形下降通道132的過渡區(qū)域內(nèi)，環(huán)形下降通道132的內(nèi)徑在該過渡區(qū)域從相對(duì)小的內(nèi)徑過渡到相對(duì)大的內(nèi)徑。在說明性實(shí)施例中，該過渡區(qū)域還包括形成在下部容器凸緣112L內(nèi)的張開部分，其有助于限定環(huán)形下降通道132的泵殼體部分132H?？傮w上，環(huán)形下降通道132靠近葉輪142的構(gòu)造將向下的一級(jí)冷卻劑流動(dòng)朝向葉輪142引導(dǎo)或否則操作該流動(dòng)以增強(qiáng)泵吸效率，且因此有效地用作泵殼體。
圖4-6的實(shí)施例有利地僅具有用于N個(gè)RCP 140的N個(gè)容器穿孔，即每個(gè)RCP140一個(gè)容器穿孔。該容器穿孔允許驅(qū)動(dòng)軸48穿過懸垂部114。在某些實(shí)施例中，容器穿孔呈壓力容器內(nèi)開口的形式，這些開口由上面安裝有RCP140的RCP凸緣密封。在這些實(shí)施例中，RCP140作為單元安裝，包括泵馬達(dá)46、驅(qū)動(dòng)軸48以及葉輪142在內(nèi)的組件在安裝到容器下段IlOL上之前已預(yù)先組裝好。在這些實(shí)施例中，RCP140所安裝處的壓力容器內(nèi)的開口必須足夠大以供葉輪142穿過。
在替代實(shí)施例中，RCP140所安裝處的壓力容器內(nèi)的開口并非大到可供葉輪142穿過，而是僅大到供驅(qū)動(dòng)軸48穿過。在某些實(shí)施例中，壓力容器開口包括自潤(rùn)滑石墨軸承以提供密封并將驅(qū)動(dòng)軸48支承在開口內(nèi)。以該方法，使壓力容器開口較小(即，僅比驅(qū)動(dòng)軸48的直徑稍大)以使在這些開口處冷卻劑泄漏事故(LOCA)的可能性和程度最小。在某些考慮的實(shí)施例中，這些開口可能直徑3英寸(7.62cm)或者甚至更小。泵馬達(dá)46適當(dāng)?shù)毓潭ㄖ疗涞陌惭b凸緣141包括金屬墊圈、O形環(huán)或其它密封件以提供附加于由石墨軸承提供的密封的進(jìn)一步密封。在這些實(shí)施例中，葉輪142不是經(jīng)由驅(qū)動(dòng)軸48所穿過的開口安裝的。改為，葉輪142通過將容器上段和下段10UU10L分開來(lái)觸及，且在包括驅(qū)動(dòng)軸48、泵馬達(dá)46以及安裝凸緣141在內(nèi)的組件安裝在下部壓力容器段IlOL的開口處之后，葉輪142可經(jīng)由該通路進(jìn)行安裝。[0031]在圖1-3和圖4-6的說明性實(shí)施例中，容器上段IOU具有比容器下段10L、110L大的直徑。在圖1-3的實(shí)施例中這有助于限定用于入口凸緣50的空間，在圖4-6的實(shí)施例中這為限定懸垂部114的凸緣112L提供光滑輪廓。在兩種情況下，直徑從容器上段IOU向容器下段10LU10L的縮窄有助于使一級(jí)冷卻劑流動(dòng)的形狀高效地被RCP40U40泵吸。但是，也考慮上部容器和下部容器可具有跨越中部凸緣區(qū)域12、112的一致(或更一致)直徑。在設(shè)有入口和出口凸緣的諸如圖1-3的實(shí)施例的情況下，可通過入口和出口凸緣形狀的適當(dāng)調(diào)整來(lái)調(diào)節(jié)跨越中部凸緣區(qū)域的(更)平滑的直徑。在諸如圖4-6的實(shí)施例中，可通過適當(dāng)設(shè)定限定在環(huán)形下降通道內(nèi)靠近設(shè)置在環(huán)形下降通道內(nèi)壓力容器內(nèi)的葉輪的泵殼體的形狀來(lái)調(diào)節(jié)跨越中部凸緣區(qū)域的(更)平滑的直徑。
在圖1-3和圖4-6的說明性實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)軸48垂向定向，且泵馬達(dá)46設(shè)置在(或懸置在)也垂向定向的葉輪42、142下方。相對(duì)于重力的該對(duì)稱位置有利地減少驅(qū)動(dòng)軸48和泵馬達(dá)軸承上的磨損。其還提供用于為安裝有RCP40U40的壓力容器提供低型面，并便于為了維護(hù)而移除泵馬達(dá)。泵馬達(dá)46的該垂向定向還便于使用商業(yè)上可購(gòu)得的用于泵吸沸水反應(yīng)堆(BWR)系統(tǒng)的現(xiàn)有反應(yīng)堆冷卻劑泵馬達(dá)，對(duì)于這樣的系統(tǒng)通常是垂向泵定 向。
在圖1-3和4-6的實(shí)施例中，葉輪42、142定位在環(huán)形下降通道32、132內(nèi)的流動(dòng)路徑內(nèi)，除了附近的環(huán)形下降通道沒有任何殼體，該環(huán)形下降通道形狀做成起到殼體的作用。因而，在RCP 40、140停電或其它故障的情況下，一級(jí)冷卻劑向下穿過環(huán)形下降通道32、132的自然循環(huán)基本上不受RCP 40、140的阻礙。這便于在用于驅(qū)動(dòng)RCP 40、140的電力泄漏的情況下實(shí)施依賴于自然循環(huán)的各種無(wú)源緊急冷卻系統(tǒng)。另外，RCP 40、140也遠(yuǎn)離反應(yīng)堆芯16且因此不太可能在堆芯16內(nèi)引起紊流(有可能隨之發(fā)生溫度變化)。
參照?qǐng)D7-9，在另一實(shí)施例中，RCP240包括設(shè)置在泵殼體244內(nèi)的葉輪242，葉輪242和泵殼體244都設(shè)置在容器下段210L的環(huán)形下降通道232內(nèi)在中部凸緣區(qū)域212的下部凸緣212L處。在圖7和8中，僅示出該實(shí)施例的下部容器210L，因?yàn)樵撓虏咳萜?10L可經(jīng)由凸緣212L與圖I的同一上部容器IOU連接，該凸緣212L尺寸做成與凸緣12U(和/或與選配居間的中部凸緣件12M)匹配。
每個(gè)RCP240還包括設(shè)置在壓力容器10外部的泵馬達(dá)46 (可選地通過熱交換器56或另一熱力管理子系統(tǒng)來(lái)冷卻)和操作地連接泵馬達(dá)46與葉輪242的驅(qū)動(dòng)軸48。但是，在圖7-9的實(shí)施例中，栗馬達(dá)46和驅(qū)動(dòng)軸48都水平定向，而不是如圖1_3和4_6中的實(shí)施例那樣垂向定向。葉輪242和泵殼體244協(xié)作地限定離心泵。泵殼體244包括入口 250和出口 252并限定螺旋室254。葉輪242在螺旋室254內(nèi)運(yùn)行，以將一級(jí)冷卻劑從入口 250推進(jìn)穿過螺旋室254到達(dá)出口 252。
因?yàn)閳D7-9的實(shí)施例包括設(shè)置在環(huán)形下降通道232內(nèi)的泵殼體244，無(wú)需使環(huán)形下降通道232的附近區(qū)域形狀特別做成限定殼體。在說明性實(shí)施例中，環(huán)形下降通道232的內(nèi)徑從容器上段IOU的較小內(nèi)徑過渡到容器下段210L在泵殼體244位置處的較大內(nèi)徑。該過渡允許中心立管30內(nèi)用于控制棒系統(tǒng)18和核反應(yīng)堆芯16的較大空間，并還具有將向下的一級(jí)冷卻劑流沿環(huán)形下降通道232朝向離心泵的入口 250的有益效果，這會(huì)增強(qiáng)泵吸效率。
在圖7-9的實(shí)施例中，泵馬達(dá)46和驅(qū)動(dòng)軸48水平安裝。因而，壓力容器(且更具體地是下部壓力容器段210L凸緣212L處)上的開口是水平開口而不是如圖4-6的實(shí)施例中那樣位于懸垂部114下方。圖7-9的實(shí)施例包括由鍛造凸緣212L形成的懸垂部，但在圖7-9的實(shí)施例的環(huán)形下降通道232中，該懸垂部不具有任何匹配結(jié)構(gòu)。在某些實(shí)施例(未示出)中，RCP 240在安裝之前完全預(yù)組裝好(包括已安裝在驅(qū)動(dòng)軸48上的離心泵242、244，驅(qū)動(dòng)軸48已固定至泵馬達(dá)46，泵馬達(dá)固定至安裝凸緣)，且該預(yù)組裝好的RCP然后經(jīng)由安裝凸緣安裝在容器下段上的開口，該開口足夠大以使泵殼體244穿過。
替代地，如在該說明性實(shí)施例中那樣，該開口可尺寸做成更小，僅大至驅(qū)動(dòng)軸48可以穿過但并未大至泵殼體244能夠穿過。在這些(示出)實(shí)施例中，包括安裝至泵馬達(dá)46 (固定至安裝凸緣141)的驅(qū)動(dòng)軸48(不包括離心泵242、244)的組件安裝在容器下段210L的開口處。該開口適當(dāng)?shù)匕ㄊS承以提供密封并將驅(qū)動(dòng)軸48支承在該開口內(nèi)。以該方法，使壓力容器開口較小(即，僅比驅(qū)動(dòng)軸48的直徑稍大)以使在這些開口處冷卻劑泄漏事故(LOCA)的可能性和程度最小。在某些考慮的實(shí)施例中，這些開口直徑可以是3英寸(7.62cm)或者甚至更小。泵馬達(dá)46適當(dāng)?shù)毓潭ㄖ疗涞陌惭b凸緣241包括金屬墊圈、O 形環(huán)或其它密封件以提供附加于由石墨軸承提供的密封的進(jìn)一步密封。在這些實(shí)施例中，離心泵242、244不是經(jīng)由驅(qū)動(dòng)軸48所穿過的開口安裝的。改為，離心泵242、244是通過將容器上段和下段10U、210L分開來(lái)觸及，且在包括驅(qū)動(dòng)軸48、泵馬達(dá)46以及安裝凸緣241在內(nèi)的組件安裝在下部壓力容器段210L的開口處之后，離心泵242、244經(jīng)由該通路進(jìn)行安裝。
在下文中闡述每個(gè)說明性實(shí)施例的另一示例。
在允許泵馬達(dá)46懸垂在中部凸緣區(qū)域12內(nèi)葉輪42下方，同時(shí)符合用于組裝好的PWR的所要求的最大直徑(例如在某些實(shí)施例中是13英尺的包絡(luò)，但也考慮更大或更小的包絡(luò))的布置中，圖1-3中的實(shí)施例的示例適當(dāng)?shù)厥褂贸Ｒ?guī)商業(yè)可購(gòu)得的沸水反應(yīng)堆(BWR)-型泵。該布置允許泵液壓裝置以類似于BWR中定位的常規(guī)方式就位。容器下段IOL具有與容器上段IOU相比減小的直徑，并包括從其突出的多個(gè)鍛造凸緣，多個(gè)鍛造凸緣與泵入口和排出凸緣50、52匹配。鍛造凸緣的總數(shù)是泵40的總數(shù)的兩倍。每個(gè)RCP40包括分開的鍛造外殼或殼體44，并包括泵液壓裝置(例如葉輪42)、泵馬達(dá)46和擴(kuò)散器。該分開鍛造的外殼或殼體44在運(yùn)行的PWR所在的構(gòu)造位置處螺栓連接至下部容器鍛造件10L。在圖1-3的說明性實(shí)施例中，有十二個(gè)RCP 40，但也考慮更多或更少的RCP。
在允許泵馬達(dá)46懸垂在中部凸緣區(qū)域112內(nèi)葉輪42下方，同時(shí)超過組裝好的PWR的所要求的最大直徑(例如在某些實(shí)施例中是13英尺的包絡(luò)，但也考慮更大或更小的包絡(luò))的布置中，圖4-6中的實(shí)施例的示例使用常規(guī)BWR型泵。該布置允許泵液壓裝置以類似于其在沸水反應(yīng)堆中定位的常規(guī)方式就位。容器下段IlOL具有與容器上段IOU相比減小的直徑，這允許RCP 140位于限定在下部容器凸緣112L下方的懸垂部114處，泵馬達(dá)46在懸垂部114下方，且葉輪142在懸垂部114上方在環(huán)形下降通道132內(nèi)。在圖4_6的說明性實(shí)施例中，有十二個(gè)RCP 140，但也考慮更多或更少的RCP。
在允許泵馬達(dá)46位于中部凸緣區(qū)域212內(nèi)的水平位置的布置中，圖7_9的實(shí)施例的示例使用常規(guī)BWR型泵。該布置利用離心型泵液壓裝置，該離心型泵液壓裝置定位成允許泵液壓裝置在壓力容器內(nèi)部，同時(shí)允許泵馬達(dá)46連接至泵葉輪242。在圖4-6的說明性實(shí)施例中，有十二個(gè)RCP 240，但也考慮更多或更少的RCP。[0043]已經(jīng)說明和描述了各較佳實(shí)施例。顯然，在閱讀和理解前述詳細(xì)說明書后會(huì)有各種改型和改變。意味著本發(fā)明詮釋為包含迄今為止的所有修改和變型，只要這些修改和變型在所附權(quán)利要求
及其等同物的范圍內(nèi)。·
權(quán)利要求
1.一種設(shè)備，包括 壓水反應(yīng)堆(PWR)，所述壓水反應(yīng)堆包括 垂向定向的圓筒形壓力容器，所述圓筒形壓力容器包括容器上段和下段，所述容器上段和下段固定在一起并具有所述垂向定向的圓筒形壓力容器的圓筒軸線， 核反應(yīng)堆芯，所述核反應(yīng)堆芯設(shè)置在所述容器下段內(nèi)， 中空?qǐng)A筒形中心立管，所述中空?qǐng)A筒形中心立管與所述圓筒形壓力容器同心設(shè)置并設(shè)置在所述圓筒形壓力容器內(nèi)，其中，環(huán)形下降通道限定在所述中空?qǐng)A筒形中心立管與所述圓筒形壓力容器之間，以及 反應(yīng)堆冷卻劑泵，所述反應(yīng)堆冷卻劑泵包括(i)葉輪，所述葉輪設(shè)置在所述核反應(yīng)堆芯上方并與所述環(huán)形下降通道流體連通以將一級(jí)冷卻劑向下推進(jìn)穿過所述環(huán)形下降通道，( )泵馬達(dá)，所述泵馬達(dá)設(shè)置在所述壓力容器外部，以及(iii)驅(qū)動(dòng)軸，所述驅(qū)動(dòng)軸將所述 泵馬達(dá)與所述葉輪操作地連接。
2.如權(quán)利要求
I所述的設(shè)備，其特征在于，所述反應(yīng)堆冷卻劑泵固定至所述容器下段。
3.如權(quán)利要求
2所述的設(shè)備，其特征在于，所述容器上段具有比所述容器下段大的直徑。
4.如權(quán)利要求
2所述的設(shè)備，其特征在于，所述環(huán)形下降通道在所述容器上段內(nèi)具有相對(duì)小的內(nèi)徑并在所述容器下段內(nèi)具有相對(duì)大的內(nèi)徑，且所述反應(yīng)堆冷卻劑泵的所述葉輪設(shè)置在所述壓力容器內(nèi)在所述環(huán)形下降通道的過渡區(qū)域內(nèi)，所述環(huán)形下降通道的內(nèi)徑在所述過渡區(qū)域從所述相對(duì)小的內(nèi)徑過渡到所述相對(duì)大的內(nèi)徑。
5.如權(quán)利要求
2所述的設(shè)備，其特征在于，所述容器下段包括懸垂部，在所述懸垂部處所述反應(yīng)堆冷卻劑泵固定有(I)在所述懸垂部上方設(shè)置在所述壓力容器內(nèi)部所述環(huán)形下降通道內(nèi)的所述葉輪，以及(II)在所述懸垂部下方設(shè)置在所述壓力容器外部的所述泵馬達(dá)。
6.如權(quán)利要求
5所述的設(shè)備，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)軸垂向定向。
7.如權(quán)利要求
5所述的設(shè)備，其特征在于，所述容器下段包括凸緣，所述容器下段通過凸緣固定至所述容器上段，所述凸緣具有比所述容器下段的其余部分大的直徑，從而限定所述懸垂部，所述反應(yīng)堆冷卻劑泵固定在所述懸垂部。
8.如權(quán)利要求
2所述的設(shè)備，其特征在于，所述反應(yīng)堆冷卻劑泵還包括入口和出口凸緣，所述入口和出口凸緣將所述泵入口和泵出口與所述環(huán)形下降通道連接，所述PWR還包括 環(huán)形分隔件，所述環(huán)形分隔件在所述中空?qǐng)A筒形中心立管與所述壓力容器之間延伸以將所述環(huán)形下降通道分成上段和下段； 其中所述環(huán)形下降通道上段經(jīng)由所述入口凸緣與所述泵入口連接，且所述環(huán)形下降通道下段段經(jīng)由所述出口凸緣與所述泵出口連接。
9.如權(quán)利要求
8所述的設(shè)備，其特征在于，所述葉輪設(shè)置在所述泵馬達(dá)上方，且所述驅(qū)動(dòng)軸垂向定向。
10.如權(quán)利要求
I所述的設(shè)備，其特征在于，所述葉輪設(shè)置在所述壓力容器內(nèi)部所述環(huán)形下降通道內(nèi)以推進(jìn)一級(jí)冷卻劑向下穿過所述環(huán)形下降通道。
11.如權(quán)利要求
10所述的設(shè)備，其特征在于，所述葉輪在所述壓力容器的懸垂部上方設(shè)置在所述壓力容器內(nèi)部，且所述泵馬達(dá)在所述壓力容器的所述懸垂部下方設(shè)置在所述壓力容器外部，所述驅(qū)動(dòng)軸垂向定向并將所述懸垂部下方的所述泵馬達(dá)與所述懸垂部上方的所述葉輪操作地連接。
12.如權(quán)利要求
10所述的設(shè)備，其特征在于，靠近所述葉輪的所述環(huán)形下降通道形狀做成限定泵殼體，所述泵殼體與所述葉輪協(xié)作以將一級(jí)冷卻劑向下推動(dòng)穿過所述環(huán)形下降通道。
13.如權(quán)利要求
10所述的設(shè)備，其特征在于 所述反應(yīng)堆冷卻劑泵包括多個(gè)反應(yīng)堆冷卻劑泵，所述多個(gè)反應(yīng)堆冷卻劑泵包括設(shè)置在所述環(huán)形下降通道內(nèi)并圍繞所述中空?qǐng)A筒形中心立管間隔開的相應(yīng)多個(gè)葉輪，以及 靠近所述多個(gè)葉輪的所述環(huán)形下降通道形狀做成限定環(huán)形泵殼體，所述環(huán)形泵殼體與所述多個(gè)葉輪協(xié)作以將一級(jí)冷卻劑向下推動(dòng)穿過所述環(huán)形下降通道。
14.如權(quán)利要求
10所述的設(shè)備，其特征在于，所述反應(yīng)堆冷卻劑泵還包括泵殼體，所述泵殼體包含所述葉輪，所述泵殼體也設(shè)置在所述壓力容器內(nèi)部所述環(huán)形下降通道內(nèi)，所述泵殼體和所述葉輪協(xié)作地限定離心泵。
15.如權(quán)利要求
14所述的設(shè)備，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)軸水平定向。
16.如權(quán)利要求
14所述的設(shè)備，其特征在于，所述反應(yīng)堆冷卻劑泵固定至所述容器下段。
17.如權(quán)利要求
10所述的設(shè)備，其特征在于，所述葉輪能通過將所述容器上段和下段分開而觸及。
18.如權(quán)利要求
I所述的設(shè)備，其特征在于，所述PWR還包括 內(nèi)部蒸汽發(fā)生器，所述內(nèi)部蒸汽發(fā)生器設(shè)置在所述環(huán)形下降通道內(nèi)，且所述反應(yīng)堆冷卻機(jī)泵的所述葉輪設(shè)置在所述內(nèi)部蒸汽發(fā)生器下方。
19.如權(quán)利要求
18所述的設(shè)備，其特征在于，所述葉輪在所述內(nèi)部蒸汽發(fā)生器下方設(shè)置在所述壓力容器內(nèi)部所述環(huán)形下降通道內(nèi)以推進(jìn)從所述內(nèi)部蒸汽發(fā)生器排出的一級(jí)冷卻劑向下穿過所述環(huán)形下降通道。
20.如權(quán)利要求
18所述的設(shè)備，其特征在于，所述內(nèi)部蒸汽發(fā)生器完全設(shè)置在所述容器上段內(nèi)，所述蒸汽發(fā)生器沒有設(shè)置在所述容器下段內(nèi)的部分。
21.—種設(shè)備,包括 壓水反應(yīng)堆(PWR)，所述壓水反應(yīng)堆包括 垂向定向的圓筒形壓力容器，所述圓筒形壓力容器包括容器上段和下段， 中空?qǐng)A筒形中心立管，所述中空?qǐng)A筒形中心立管與所述圓筒形壓力容器同心設(shè)置并設(shè)置在所述圓筒形壓力容器內(nèi)，其中，環(huán)形下降通道限定在所述中空?qǐng)A筒形中心立管與所述圓筒形壓力容器之間， 核反應(yīng)堆芯，所述核反應(yīng)堆芯設(shè)置在所述容器下段內(nèi)，以及 多個(gè)反應(yīng)堆冷卻劑泵，所述多個(gè)反應(yīng)堆冷卻劑泵圍繞所述中空?qǐng)A筒形立管間隔開并固定至所述容器下段，其中，每個(gè)反應(yīng)堆冷卻劑泵包括(i)葉輪，所述葉輪設(shè)置在所述壓力容器內(nèi)部所述環(huán)形下降通道內(nèi)的葉輪，( )泵馬達(dá)，所述泵馬達(dá)設(shè)置在所述壓力容器外部，以及(iii)驅(qū)動(dòng)軸，所述驅(qū)動(dòng)軸將所述泵馬達(dá)與所述葉輪操作地連接。
22.如權(quán)利要求
21所述的設(shè)備，其特征在于，靠近所述多個(gè)葉輪的所述環(huán)形下降通道形狀做成限定用于所述多個(gè)葉輪的公共環(huán)形泵殼體，所述公共環(huán)形泵殼體與所述多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)葉輪協(xié)配以推進(jìn)一級(jí)冷卻劑向下穿過所述環(huán)形下降通道。
23.如權(quán)利要求
22所述的設(shè)備，其特征在于，所述壓力容器包括懸垂部，所述反應(yīng)堆冷卻劑泵的所述葉輪設(shè)置在所述壓力容器內(nèi)部所述懸垂部上方，所述反應(yīng)堆冷卻劑泵的所述泵馬達(dá)設(shè)置在所述壓力容器外部所述懸垂部下方，且所述反應(yīng)堆冷卻劑泵的所述驅(qū)動(dòng)軸垂向定向。
24.如權(quán)利要求
21所述的設(shè)備，其特征在于，每個(gè)反應(yīng)堆冷卻劑泵還包括殼體，所述殼體設(shè)置在所述壓力容器內(nèi)部所述環(huán)形下降通道內(nèi)并與所述葉輪協(xié)配以限定離心泵。
25.如權(quán)利要求
21所述的設(shè)備，其特征在于，還包括 蒸汽發(fā)生器，所述蒸汽發(fā)生器設(shè)置在所述所述環(huán)形下降通道內(nèi)； 其中，所述葉輪設(shè)置在所述蒸汽發(fā)生器下方且在所述核反應(yīng)堆芯上方。
26.—種設(shè)備,包括 壓水反應(yīng)堆(PWR)包括 垂向定向的圓筒形壓力容器，所述圓筒形壓力容器包括容器上段和下段， 核反應(yīng)堆芯，所述核反應(yīng)堆芯設(shè)置在所述容器下段內(nèi)， 中空?qǐng)A筒形中心立管，所述中空?qǐng)A筒形中心立管與所述圓筒形壓力容器同心設(shè)置并設(shè)置在所述圓筒形壓力容器內(nèi)，其中，所述環(huán)形下降通道限定在所述中空?qǐng)A筒形中心立管與所述圓筒形壓力容器之間， 環(huán)形分隔件，所述環(huán)形分隔件將所述環(huán)形下降通道分成彼此流體隔離的上段和下段；以及 多個(gè)反應(yīng)堆冷卻劑泵，所述多個(gè)反應(yīng)堆冷卻劑泵圍繞所述中空?qǐng)A筒形中空立管間隔開，其中，每個(gè)反應(yīng)堆冷卻劑泵的入口通過入口凸緣與所述下降管上段連接，且每個(gè)反應(yīng)堆冷卻劑泵的出口通過出口凸緣與所述下降管下段連接，使得所述反應(yīng)堆冷卻劑泵將一級(jí)冷卻劑從所述環(huán)形下降通道上段推入所述環(huán)形下降通道下段。
27.如權(quán)利要求
26所述的設(shè)備，其特征在于 每個(gè)反應(yīng)堆冷卻劑泵由其入口凸緣、其出口凸緣或其入口凸緣和其出口凸緣兩者支承；以及 每個(gè)反應(yīng)堆冷卻劑泵包括垂向懸垂在所述反應(yīng)堆冷卻劑泵其余部分下方的泵馬達(dá)。
專利摘要
壓水反應(yīng)堆(PWR)包括垂向圓筒形壓力容器和設(shè)置在容器下段內(nèi)的核反應(yīng)堆芯。中空?qǐng)A筒形中心立管同心地設(shè)置在壓力容器內(nèi)。環(huán)形下降通道限定在中心立管與壓力容器之間。反應(yīng)堆冷卻劑泵(RCP)包括(i)設(shè)置在核反應(yīng)堆芯上方并與環(huán)形下降通道流體連通以將一級(jí)冷卻劑向下推進(jìn)穿過環(huán)形下降通道的葉輪，(ii)設(shè)置在壓力容器外部的泵馬達(dá)，以及(iii)將泵馬達(dá)與葉輪操作地連接的驅(qū)動(dòng)軸。PWR可包括環(huán)形下降通道內(nèi)的內(nèi)部蒸汽發(fā)生器，葉輪設(shè)置在蒸汽發(fā)生器下方。葉輪可設(shè)置在環(huán)形下降通道內(nèi)。RCP還可包括泵殼體，泵殼體與葉輪限定離心式泵。
文檔編號(hào)G21C15/24GKCN102903401SQ201210046773
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年2月17日
發(fā)明者S·J·夏高茨, M·W·阿萊斯, M·J·愛德華, R·J·帕莉格 申請(qǐng)人:巴布科克和威爾科克斯核能股份有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan