專利名稱:核反應(yīng)堆的制作方法
本發(fā)明涉及核反應(yīng)堆，特別和這樣的反應(yīng)堆有關(guān)，這種反應(yīng)堆有許多不同的中子吸收控制棒，為控制中子通量，這些控制棒可被移入和移出反應(yīng)堆堆芯。在這樣的反應(yīng)堆中有控制棒，灰體控制棒和水置換控制棒。這些控制棒成束地懸掛在輻射形支架上，控制棒束可利用驅(qū)動(dòng)棒移動(dòng)，以達(dá)到希望的或要求的中子通量?？刂瓢艋旧鲜侵凶游阵w，用于負(fù)載跟蹤操作，控制棒在反應(yīng)堆更換燃料時(shí)必須要能使反應(yīng)堆停止反應(yīng)，在要求迅速停止反應(yīng)堆時(shí)，更要迅速和有效地使反應(yīng)堆停止反應(yīng)。灰體控制棒具有的中子吸收能力比控制棒低得多，也用于負(fù)載跟蹤。灰體控制棒可移入和移出堆芯以“細(xì)調(diào)”中子通量。水置換控制棒在燃料循環(huán)的早期插入到堆芯，通常是在燃料循環(huán)的前40%期間插入堆芯，而在其余的燃料循環(huán)期，移出堆芯。在燃料循環(huán)的早期，當(dāng)中子通量高的時(shí)侯，插入到堆芯的水置換控制棒降低了中子通量。當(dāng)水置換控制棒移出堆芯時(shí)，它們降低中子通量的作用減小了。每一控制棒和灰體棒束與一個(gè)燃料組件相聯(lián)系，它由其驅(qū)動(dòng)棒移入或移出此燃料組件，或者此棒束僅與一個(gè)燃料組件有關(guān)。每一水置換控制棒束同許多燃料組件相聯(lián)系，在機(jī)械慢化劑受控反應(yīng)堆中(MMCR)，通常有88個(gè)控制棒束和灰體棒束。每一束具有十字形的形狀，安裝有8根沿軸向構(gòu)件和十字形的交叉構(gòu)件固定的控制棒。通常有97個(gè)水置換控制棒束(WDRC)，在典型的機(jī)械慢化劑受控反應(yīng)堆中，除開沿上部內(nèi)部構(gòu)件邊緣的水置換控制棒束，每一個(gè)水置換控制棒束裝有40根棒。沿邊緣的水置換控制棒束裝有的棒少于40根。水置換控制棒由許多從一個(gè)中心套筒伸出的呈交叉形狀的輻射形臂攜帶著?？刂瓢羰谄鹭?fù)載跟蹤作用時(shí)，相對它們有聯(lián)系的燃料組件，進(jìn)行著頻繁的和快速的運(yùn)動(dòng)。在一機(jī)械慢化控制反應(yīng)堆的使用期限中，灰體控制棒束通?？赡芤迦牖蛲耆雠c它們有聯(lián)系的燃料組件5600次。在燃料循環(huán)的早期，每一個(gè)水置換控制棒束完全插入到關(guān)于燃料組件軸對稱的許多燃料組件中。而在燃料循環(huán)的其余時(shí)間，通常是燃料循環(huán)的60%的時(shí)間，它被完全地拉出來，并保持在拉出的位置。
為了可靠地操作核反應(yīng)堆，當(dāng)中子吸收棒束移入和移出堆芯時(shí)，必須對這些棒束進(jìn)行有效的導(dǎo)向。必不可少的是，這些棒移動(dòng)時(shí)不能受到約束和堵塞。本發(fā)明的目的就是為像機(jī)械慢化劑受控反應(yīng)堆這樣的具有大量中子吸收棒的核反應(yīng)堆提供中子吸收棒的導(dǎo)向裝置，使其在中子吸收棒移入和移出堆芯時(shí)，引導(dǎo)這些棒，并在運(yùn)動(dòng)時(shí)不使這些棒受到約束或堵塞。
為此目的，本發(fā)明在于，核反應(yīng)堆包括一堆芯，上部內(nèi)部構(gòu)件和中子吸收控制棒，堆芯具有許多燃料組件，中子吸收棒可在上述燃料組件與上述上部內(nèi)部構(gòu)件之間移動(dòng)，上述上部內(nèi)部構(gòu)件包括上述控制棒的導(dǎo)向裝置，上述導(dǎo)向裝置包括許多用于上述某些控制棒的柱狀導(dǎo)向件，上述許多柱狀導(dǎo)向件的每一上述柱狀導(dǎo)向件包括許多共同延伸的大體垂直的被準(zhǔn)直的導(dǎo)向部份，用以容納上述某些控制棒，上述導(dǎo)向裝置也包括許多定位的大體水平的平板，平板彼此垂直相隔一距離，每一上述的平板被固定在相鄰的導(dǎo)向部份，它具有垂直準(zhǔn)直的通路，以使其它的上述控制棒通過，并被定位而用作上述其它控制棒的導(dǎo)向件。
如果導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用一徑流屏，或一不透水的包套包圍，則當(dāng)水置換控制棒退回到上部構(gòu)件時(shí)，這些棒能夠最低限度地受到冷卻劑的作用，因?yàn)樵谶@樣的反應(yīng)堆中，冷卻劑的徑向速度是很低的，或者說沒有徑向流，由冷卻劑作用在被暴露棒上的阻滯力較小。
在用徑流屏的反應(yīng)堆中，水置換控制棒部分地受到橫向流動(dòng)的冷卻劑的作用。當(dāng)平板導(dǎo)向構(gòu)件被拼裝構(gòu)成一平板時(shí)，每一平板可被認(rèn)為是分成區(qū)域的，由許多桶確定的區(qū)域。在每一平板導(dǎo)向構(gòu)件區(qū)域下的柱形體積，除開平板導(dǎo)向構(gòu)件的邊緣的柱形體積而外，在很大程度上是以桶的十字形結(jié)構(gòu)的臂定界。圍繞每一平板導(dǎo)向件邊緣的區(qū)域是部分地以桶的臂定界。水置換控制棒在退回時(shí)，部分地受到四邊的桶的保護(hù)，免于受橫穿冷卻劑流的作用。在有徑流屏的反應(yīng)堆中，如在Veronesi“93”中所公開的那樣，冷卻劑的徑流速度低，水置換控制棒只受到相當(dāng)小的橫向流的作用力。
用徑流屏降低速度在裝有水置換控制棒束的反應(yīng)堆中特別重要的。在每一水置換控制棒束中，有許多棒，通常每束有40根。這些棒，與控制棒和灰體控制棒的導(dǎo)向件一起占據(jù)了上部內(nèi)部構(gòu)件體積的主要部分。冷卻劑由大功率泵驅(qū)動(dòng)并以很高的速度抽出入口管接頭。
在裝配這種的反應(yīng)堆時(shí)，在壓力容器的外邊，將每一平板構(gòu)件同它有聯(lián)系的一個(gè)導(dǎo)向部件或幾個(gè)導(dǎo)向部件安裝成整體單元。每一平板構(gòu)件的導(dǎo)向部件被焊接到端板上。然后將導(dǎo)向部件、平板構(gòu)件和端板疊置和固定，構(gòu)成一整體的柱形單元，使同樣的平板構(gòu)件插入到相鄰的端板之間。沿整體單元延伸的導(dǎo)向部件在端板之間分別用螺栓連接，連接時(shí)這樣定位，使這些導(dǎo)向部件的孔眼準(zhǔn)確地對準(zhǔn)。每一柱包括許多完全的導(dǎo)向裝置，其數(shù)目等于支承相應(yīng)平板構(gòu)件的導(dǎo)向部件。一當(dāng)所有的平板構(gòu)件被裝配成柱時(shí)，便將它們放置到壓力容器中，置于上部堆芯支座上，使在每一水平位置的平板構(gòu)件按“犬牙交錯(cuò)搭接”的方式拼裝成完成的平板陣列。整體單元為進(jìn)行正確的側(cè)向準(zhǔn)直，用銷固定在上部堆芯支座上。在插入這些整體單元到壓力容器之前，先插入徑流屏。整體單元定中于徑流屏。然后在導(dǎo)向機(jī)構(gòu)中插入中子吸收棒束，并在上部內(nèi)部構(gòu)件的上方安裝它們的驅(qū)動(dòng)棒。然后將上部內(nèi)部構(gòu)件頂板安放到整體單元組件的頂端。
下面僅作為例子，敘述在附圖中所示的最佳實(shí)施例，由此可以更容易理解本發(fā)明，附圖中圖1是沿圖2中按本發(fā)明所述的反應(yīng)堆的Ⅰ-Ⅰ線所取的縱向截面面圖;
圖2是一個(gè)沿圖1的Ⅱ-Ⅱ線所取的橫向截面圖;
圖3是一控制棒和灰體棒束與導(dǎo)向部件的橫切面圖，控制棒未取截面;
圖4是一水置換控制棒束的平面圖，示出了中心支柱的橫切面;
圖5是一局部平面圖，示出了按照本發(fā)明構(gòu)成平板導(dǎo)向件的不同平板構(gòu)件的拼接;
圖6是構(gòu)成部分平板導(dǎo)向件的正方形平板構(gòu)件的平面圖;
圖7是矩形平板構(gòu)件的平面圖，它也構(gòu)成平板導(dǎo)向件的一部分;
圖8是梯形平板構(gòu)件的平面圖，它沿著邊緣，也構(gòu)成平板導(dǎo)向件的一部分;
圖9是另一梯形平板構(gòu)件的平面圖，此構(gòu)件在這樣一位置構(gòu)成平板導(dǎo)向件的一部分此位置與圖8所示的平板構(gòu)件的位置相對;
圖10是三角形平板構(gòu)件的平面圖，此部分構(gòu)成平板導(dǎo)向件的一部分，圖11是一整體單元的側(cè)視圖，它包括正方形平板構(gòu)件和柱形導(dǎo)向部件，其中平板構(gòu)件被固定到柱形導(dǎo)向部件;
圖12是在圖11的Ⅻ-Ⅻ方向所取的平面圖，示出了整體單元的頂部;
圖13是在圖11的ⅩⅢ-ⅩⅢ方向所取的平面圖，示出了整體單元的下部端板;
圖14是圖11所示整體單元的下部端板的放大平面圖，是從此下部端板的上面看到的平面圖;
圖15是沿圖14的ⅩⅤ-ⅩⅤ方向所取的側(cè)視局部圖;
圖16是沿圖14的ⅩⅥ-ⅩⅥ線所取的局部截面圖;
圖17是沿圖14ⅩⅦ-ⅩⅦ線所取的局部截面圖;
圖18是一等比例的局部圖，示出了圖11所示的部分整體單元;
圖19是一放大的平面圖，示出了一種平板構(gòu)件和相關(guān)的構(gòu)成圖11所示整體單元一部分的端板，也示出了一中子吸收棒束的完全單元，此中子吸收棒包括4個(gè)控制棒束或灰體控制棒束和相關(guān)的水置換控制棒束;
圖20是沿圖19中的ⅩⅩ-ⅩⅩ線所取的局部截面圖，沒有示出相關(guān)的水置換控制棒束;
圖21是沿圖19中的ⅩⅪ-ⅩⅪ線所取的局部截面圖，沒有示出相關(guān)的水置換控制棒束;
如圖所示，核反應(yīng)堆31包括一壓力容器33，壓力容器由一具有圓形底部和圓拱形頂37的圓筒體35構(gòu)成。此圓筒體具有許多入口接管38和出口接管40。圓筒體和頂部具有法蘭39和41，在反應(yīng)堆運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將此法蘭進(jìn)行接合，使其密封。反應(yīng)堆具有核堆芯43，堆芯包括許多燃料組件45。燃料組件45安放在壓力容器33下部的下部堆芯支承板47和上部堆芯支承板49之間。堆芯43由一個(gè)堆芯圓筒50包圍，圓筒50的上端部安裝在法蘭39上，而其下端部則安裝在下部堆芯支持板47上。
控制棒和灰體控制棒53的束51(圖2、3、19)，以及水置換控制棒57的束55(圖4、19)可由驅(qū)動(dòng)棒58(圖1)驅(qū)動(dòng)移入和移出燃料組件45，驅(qū)動(dòng)棒58可用在反應(yīng)堆外面的一控制器(圖中未示出)使其起動(dòng)。每一棒束51通常裝有8根控制棒或灰體控制棒。每一棒束55通常裝有40根控制棒。每一控制棒或灰體控制棒53的束51與一對應(yīng)的燃料組件45相聯(lián)系，當(dāng)由其對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)棒驅(qū)動(dòng)時(shí)，棒束51的控制棒便移入或移出此對應(yīng)的燃料組件。除開在反應(yīng)堆的邊緣，每一水置換控制棒束55卻和安放在棒束軸周圍的并關(guān)于軸對稱的許多燃料組件相聯(lián)系。當(dāng)水置換控制棒束由它的驅(qū)動(dòng)棒驅(qū)動(dòng)時(shí)，由棒束攜帶的水置換控制棒便移入或移出這些燃料組件45。
每一控制棒或灰體控制棒束51是十字形形狀的。它包括一中心套筒61(圖3、19)，從中心套筒的邊緣伸出彼此相隔90°的翼板63，在翼板之間形成象限。一控制棒或灰體控制棒53懸掛在每一翼板63的端部，一控制棒或灰體控制棒懸掛在翼板的端部和套筒61中間的一位置上。通常，懸掛在翼板63端部的每一根棒的中心和懸掛在同一翼板中間的棒53的中心之間的距離等于此中間棒的中心和套筒61的軸之間的距離。套筒61連接到驅(qū)動(dòng)棒58(圖1)。
水置換控制棒束55(圖4、19)包括一連接到驅(qū)動(dòng)棒58的中心套筒71。翼板73和75從套筒71的外表面向外輻射式伸出去。翼板73，以及翼板75都相應(yīng)地間隔90°的角度，一對相鄰的翼板73確定一象限，而此象限由一翼板75平分。每一翼板73和75尾部都是十字形結(jié)構(gòu)，此十字形結(jié)構(gòu)相應(yīng)具有交叉臂77和79。通常，每一翼板73攜帶3根水置換控制棒57和一根標(biāo)記為57a的水置換控制棒，這些棒的中心沿著套筒71的中心和端棒57的中心之間的翼板73是等間隔的。剛好在端棒里邊的棒57a的中心在橫向翼板77和翼板73的交點(diǎn)上。另外，橫向翼板77通常在其端部攜帶了一對棒57b。棒57a的中心和在每一邊上的棒57b的中心之間的距離通常等于在翼板73上的棒57和57a的中心之間的距離。在每一翼板75上的棒57c和57d是呈十字形的結(jié)構(gòu)。在每一翼板75上有棒57c，一個(gè)在其端部，而另一個(gè)在里面。每一翼板75同每一橫向翼板79相交，兩根棒57c的中心通常距其交點(diǎn)中心的距離相等。橫向翼板79通常在其端部攜帶棒57d。棒57d的中心距橫向翼板79和翼板75交點(diǎn)中心的間隔等于棒57相應(yīng)的間隔。因此棒57c和57d的中心構(gòu)成了一正方形的一角。每一水置換控制棒束典型地?cái)y帶了40根棒。
反應(yīng)堆31具有上部內(nèi)部構(gòu)件81(圖1)，上部內(nèi)部構(gòu)件包括引導(dǎo)中子吸收棒束51和55的導(dǎo)向裝置。導(dǎo)向裝置包括引導(dǎo)控制棒和灰體控制棒束51的具有交叉的橫向橫截面的柱形導(dǎo)向件，和引導(dǎo)水置換控制棒束55的一些平板83。每一柱形導(dǎo)向件由許多共同延伸的總的用編號87表示的垂直柱形部件構(gòu)成，這些平板85固定在這些共同延伸的垂直柱形部件上，或固定在他們之間。為了方便于敘述本發(fā)明，這些垂直柱形導(dǎo)向部件用87a、87b、87c、87d、87e、87f標(biāo)記(見圖1，特別見11)。這些平板導(dǎo)向件85一般是水平的。將許多平板垂直安放，一起用作水置換控制棒束的導(dǎo)向件。
為了不使平板83過分厚，在安裝和維修時(shí)容易處置平板導(dǎo)向件，每一塊板83由許多按“犬牙交錯(cuò)拼接”的方式拼接的平板構(gòu)件組成。圖5示出了拼接的不同的平板構(gòu)件。有五種基本的平板構(gòu)件正方形平板構(gòu)件91(圖6)、相鄰邊不等長的矩形平板構(gòu)件93(圖7)、如圖5所示的右梯形平板構(gòu)件95(圖8)，在圖5中示出的左梯形平板構(gòu)件97(圖9)和三角形平板構(gòu)件99(圖10)。
將平板構(gòu)件穿孔，以便通過和引導(dǎo)在控制棒和灰體控制棒束51的柱形部件87之間的棒束51，通過和引導(dǎo)水置換控制棒束55，和通過冷卻劑。十字形的孔眼101均勻地分布在每一平板83上。除開平板的邊緣而外，每四個(gè)這種孔眼101確定一正方形的角?？籽?01作為一整體被包含在每一個(gè)平板構(gòu)件91-99中。這些十字形孔眼101通過控制棒或灰體控制棒束51。在每一孔眼101的中心的圓孔103通過套筒61(圖3)。在均勻分布的正方圖形109a和109b中，平板83還包括孔眼105和107，這些正方圖形的角伸入到由十字形穿孔的臂構(gòu)成的象限。有些正方圖形109a是整個(gè)地被包含在平板構(gòu)件91-97中，而另一些正方形圖形109b則由相鄰的平板構(gòu)件拼接而組成。每一個(gè)孔眼105包括一個(gè)其大小可通過水置換控制棒束的套筒71(圖4)的中心圓孔111?？籽?13和115從中心圓孔111的邊緣輻射伸出?？籽?13作成這樣的形狀和大小，使其可能通過水置換控制棒束的翼板73和77，以及與它相聯(lián)系的棒57、57a和57b，而孔眼115則作成這樣的形狀和大小，使其能通過水置換控制棒束的翼板75和79，以及和它們相聯(lián)系的棒57、57c、57d?？?07用以流過冷卻劑。
從圖11到圖19示出了將柱形導(dǎo)向部件87和分開的平板構(gòu)件91至99組裝成整體導(dǎo)向單元的方法。特別是，圖11至圖19公開了正方形平板構(gòu)件91同柱形部件87a至87f裝配成一整體單元110的方法。其它平板構(gòu)件93至97也同柱形導(dǎo)向部件構(gòu)成一整體。從下面關(guān)于將正方形平板構(gòu)件91同圓柱形部構(gòu)87結(jié)構(gòu)成整體的方法的敘述可以推斷它們構(gòu)成整體的方法。
在整體單元110中，每一柱形部件87a至87f包括許多(在所示的特定情況是6個(gè))開口的箱或桶121a至121f，一般用121表示(圖3)。每個(gè)桶具有一十字形的橫向橫截面，且其開口尺寸與十字形的孔眼101相等(圖5至8)。在其下端，每個(gè)桶121a被焊接到框形的有開口的板123上，板的邊界是平行交叉的條帶125(圖13)。在每個(gè)交叉部兩對邊上對稱穿通條帶的是與孔眼101-致的十字形的孔眼126(圖13、14)。每一個(gè)這種十字形的孔眼126是定中于條帶125交叉部的中心，或者是關(guān)于通過條帶125交叉部中心的軸128對稱的。這些軸128確定一正方形的角。桶121a如此焊接，使每一個(gè)桶在條帶125的交叉部包圍一個(gè)十字形的孔眼126，并定中在相應(yīng)的軸128上。用嵌入到上部堆芯支承板49(圖1)的銷127準(zhǔn)直端板123，因此保持了由柱形部件87a至87f構(gòu)成的柱形導(dǎo)向件的下端在橫向的準(zhǔn)直。當(dāng)棒插入到堆芯43時(shí)，翼板63、73、75、77和79推進(jìn)到端板123。控制棒和灰體控制棒53穿過孔130(圖17)，而水置換控制棒則穿過在堆芯支承板49上的孔132(圖16)?？?34流過冷卻劑。在圖14中僅示出了兩排孔130、132、134。這些是代表穿過堆芯支承板49的孔。
桶121a的上端被焊接到一端板131上。一端板131被放大后示于圖18。此端板131也是由交叉的條帶133所構(gòu)成，每一條帶在其端部具有法蘭135。條帶133具有與孔眼101相同的孔眼136。每個(gè)桶121a的上端包圍著這些孔眼，并定中于由條帶133交叉部中心點(diǎn)所確定的孔眼136的軸上。桶121b(圖1、11)的下端和上端同樣地被焊接到一下端板131a上(圖11)，和一上端板上(對于桶121b圖中未示出此板)，此下端板131a同與桶121a焊接的端板131相隔一短距離。下端板131a和沒有示出的上端板同板131完全一樣。
同樣，將桶121c、121d和121e焊接在底部的端板131(圖中未示出對于桶121的端板)和頂部的端板131a之間。正方形平板構(gòu)件91被固定在一對端板131和131a之間，下面的導(dǎo)向部件121的上端，例如121c的上端和其相鄰的上部導(dǎo)向部件的下端，例如121d的下端分別被焊接到這一對端板。在每一平板構(gòu)件91中的孔眼101(圖6)準(zhǔn)確地同靠近的每一平板構(gòu)件的端板131中的孔眼136準(zhǔn)直。構(gòu)成端板131和131a的條帶133僅沿沒有貫穿的構(gòu)成正方形圖形109a和109b邊界的框架這樣延伸，使條帶不妨礙控制棒和灰體控制棒束，以及水置換控制棒束的運(yùn)動(dòng)，平板構(gòu)件91和端板131與131a在每種情況下都是通過每個(gè)法蘭135用兩個(gè)螺釘137(圖18)固定在一起。法蘭135對條帶133的中心線對稱間隔的，軸肩螺栓139穿入每一條帶的中心。
桶121e的上端被焊接到端板131上，桶121f的下端和上端被焊接到端板131a和131上。在端板131和131a之間，在每一個(gè)桶121e的上端和每一個(gè)桶121f的下端，固定了一塊其厚度比其它的正方形平板構(gòu)件91的厚度厚得多的，但具有同樣孔眼的平板構(gòu)件91a。此加厚的平板構(gòu)件91a可被看成為停車平板構(gòu)件。它是這樣一塊平板構(gòu)件，當(dāng)控制棒和灰體控制棒束51(圖3、19)，以及水置換控制棒束55(圖4、19)處在他們的最上部位置，即棒從堆芯43移出時(shí)，這些棒束的翼板(十字臂)便安置在這些平板構(gòu)件中，或停在這些平板構(gòu)件中。桶121f的上端被焊接到頂板構(gòu)件141上，在圖12中示出了此頂板構(gòu)件的平面圖。頂板構(gòu)件141也如平板構(gòu)件91和91a那樣打孔眼，以便可以將棒束51和55以及它們的翼板63、73、75、77(圖19)插入到由柱形導(dǎo)向柱和平板導(dǎo)向件構(gòu)成的整體單元。
每一平板構(gòu)件91和91a的每一邊上至少有一插入到半圓形銷槽的銷143(圖19、20)，和至少有一半圓形的銷槽145。銷143和銷槽145的作用是將整體單元110同相鄰的由柱形導(dǎo)向件和平板構(gòu)件組成的整體單元準(zhǔn)直。沿平板構(gòu)件91和91a邊上的銷和銷槽是交錯(cuò)的。即銷143嵌入到在相鄰平板構(gòu)件上的銷槽中，而銷槽145則由在相鄰平板構(gòu)件上的銷穿入。
在包括柱形導(dǎo)向件和平板構(gòu)件91、91a的整體單元110中，導(dǎo)向部件121a到121f是準(zhǔn)確準(zhǔn)直的，在平板構(gòu)件91和91a中的孔眼也是準(zhǔn)確準(zhǔn)直的，使得棒束可以無約束地通過十字形的導(dǎo)向柱和通過孔眼。
其它的平板構(gòu)件93至99可以同樣地同柱形導(dǎo)向部件121a至121f結(jié)合成整體。
類似于裝配整體單元110一樣，裝配由其它的平板構(gòu)件93至99構(gòu)件的整體單元。這些單元在圖中未示出，但是它們類似于整體單元110，從上面對于整體單元的描述，能夠理解它們的結(jié)構(gòu)。像整體單元110一樣，每一個(gè)由構(gòu)件93至97構(gòu)成的整體單元包括了許多組具有十字形橫向橫截面的構(gòu)架，通常每組包括四個(gè)構(gòu)架。每一組最下面的構(gòu)架其下端焊結(jié)到一端板123上，而其上端則焊接到一端板131上。而每一組的其它構(gòu)架其下端和上端分別被焊接到131a和131上。在三角形平板構(gòu)件99的情況下僅有一個(gè)十字形橫截面的構(gòu)架。平板構(gòu)件都介于并固定在端板131和131a之間。當(dāng)十字架63、73、75、77和79(圖3、4、19)處于退回位置時(shí)，用于安置這些十字架的最上部平板構(gòu)件比其它平板構(gòu)件都厚一些。
整體單元110以及整體單元都在反應(yīng)堆的外面裝配。每個(gè)整體單元被插入到壓力容器33中。從端板123上伸出的銷127(圖11、15)嵌入到上部堆芯支承板49上，因此在橫向方向準(zhǔn)直了每一個(gè)單元。將每一個(gè)整體單元上的像銷143這樣的銷嵌入到在相鄰單元上像銷槽145這樣的銷槽中，并使每一個(gè)整體單元上的銷槽由相鄰單元上的銷插入。這樣，整體單元就可在上部內(nèi)部構(gòu)件81中被裝定成完全的導(dǎo)向組合裝置。
上部內(nèi)部構(gòu)件包括徑流屏151(圖1、2)，徑流屏在上部堆芯支承板49上的壓力容器33內(nèi)部被定中。為了正確定位，徑流屏151上安裝有一套筒149。在將整體單元組裝導(dǎo)向組合裝置后，將組合裝置定中于徑流屏151的內(nèi)部。然后將上部內(nèi)部構(gòu)件頂端板147(圖1)安裝到組合裝置的頂部。徑流屏151從頂端板147往下延伸。在平板85的每一高度處提供了支座153。所有的十字形桶都開有槽口155(圖11)，以便于冷卻劑橫向流動(dòng)。徑流屏151將向外流的冷卻劑分散到由屏包圍的整個(gè)體積中，防止了冷卻劑集中直接流過管接頭40。因?yàn)榱鹘?jīng)的距離有限，這種液體流速度將會(huì)很大，所以會(huì)導(dǎo)致控制棒和水置換控制棒的運(yùn)轉(zhuǎn)失靈。
平板導(dǎo)向組合件85通常由9個(gè)正方形的整體單元110、四個(gè)矩形的整體單位元、四個(gè)右邊梯形整體單元、四個(gè)左邊梯形整體單元和四個(gè)三角形的整體單元組成。因此，需要組合成導(dǎo)向組合裝置的導(dǎo)向整體單元的總數(shù)僅是25個(gè)。整體導(dǎo)向單元用銷127和143，以及用一個(gè)裝在上部內(nèi)部構(gòu)件頂端板147上的垂直的彈簧負(fù)載組件(圖中未示出)定位。通過在頂端板147的開口(圖中未示出)，控制棒和灰體控制棒束51可以被移出來并進(jìn)行檢查。卸去頂端板147以后，可以移出水置換控制棒束。
導(dǎo)向平板被細(xì)分成區(qū)域，除開每一平板的邊緣外，這些區(qū)域確定由桶121的臂為界的柱形體積，在每一導(dǎo)向平板的邊緣，柱形體積由少于四個(gè)桶的臂確定。這些臂限制了在水置換控制棒退回時(shí)流過水置換控制棒的冷卻劑流。
權(quán)利要求
1.一種核反應(yīng)堆，包括具有許多燃料組件(45)的堆芯、上部內(nèi)部構(gòu)件(81)和可以在上述燃料組件(45)和上述上部內(nèi)部構(gòu)件(81)之間移動(dòng)的中子吸收控制棒(53)，其特征是上述上部內(nèi)部構(gòu)件(81)包括用于上述控制棒(53)導(dǎo)向的導(dǎo)向裝置(83-99)，上述導(dǎo)向裝置(83-99)包括許多用于上述某些控制棒(53)導(dǎo)向的柱形導(dǎo)向件，上述許多柱形導(dǎo)向件的每一個(gè)柱形導(dǎo)向件包括許多準(zhǔn)直的共同延伸的，大體垂直的導(dǎo)向部件(87)，以接收上述某些棒(53)，上述導(dǎo)向裝置(83-99)也包括許多大體水平的平板(85)，平板在大體垂直的方向彼此分開，每一上述的平板(85)被固定到相鄰的導(dǎo)向部件(87)上，具有在垂直方向準(zhǔn)直的允許上述棒的其它棒通過的通道，它被定位以用作上述其它棒的導(dǎo)向件。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求
1所述的核反應(yīng)堆，其中中子吸收棒包括控制棒、灰體控制棒和水置換控制棒(57)，控制棒在正常操作時(shí)移出燃料組件，但在需要使反應(yīng)堆去活時(shí)移入燃料組件(45)，灰體控制棒可移入移出燃料組件(45)，以便按照反應(yīng)堆的負(fù)載“細(xì)調(diào)”中子通量，水置換控制棒(57)在燃料循環(huán)的早期置于上述燃料組件(45)中，而在燃料循環(huán)的后期，移出上述燃料組件(45)，其特征在于，用柱形導(dǎo)向件引導(dǎo)控制棒和灰體控制棒(53)，每一柱形導(dǎo)向件由許多大體垂直的導(dǎo)向部件(121)構(gòu)成，用許多平板引導(dǎo)水置換控制棒。
3.一種根據(jù)權(quán)利要求
1所述的核反應(yīng)堆，其中中子吸收棒(53)在十字形的吊架上裝配成束，其特征在于，大體垂直的柱形導(dǎo)向部件是具有選定截面尺寸的十字形橫截面的箱體，以引導(dǎo)某些控制棒束，在平板上的孔眼一般是輻射形的選定尺寸的槽口，槽口準(zhǔn)直時(shí)可引導(dǎo)其它的棒束。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求
1所述的核反應(yīng)堆，其中每一平板(83)是一組合板，由拼接許多不同形狀的平板構(gòu)件(91-99)而構(gòu)成，上述某些平板構(gòu)件構(gòu)成每一平板(83)的邊緣，每一這種平板構(gòu)件具有與上述平板(83)的邊緣部分相應(yīng)的輪廓，構(gòu)成每一平板(83)內(nèi)部的其余上述平板構(gòu)件具有與構(gòu)件邊緣部分的平板構(gòu)件拼接和彼此拼接的形狀，每一上述平板構(gòu)件被固定到上述導(dǎo)向部件(121)上以便形成整體。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求
4所述的核反應(yīng)堆，其特征在于，構(gòu)成平板邊緣的平板構(gòu)件(95-99)分別具有三角形的形狀、梯形的形狀以及相鄰邊具有不同長度的矩形的形狀，構(gòu)成平板內(nèi)部的平板構(gòu)件具有正方形的形狀。
6.一種根據(jù)權(quán)利要求
5所述的核反應(yīng)堆，其特征在于，每一組同樣形狀的平板構(gòu)件(91-99)包括許多上述同樣形狀的隔開的平板構(gòu)件(91-99)，以便同有關(guān)的柱形導(dǎo)向部件(121)構(gòu)成大體垂直的單元，每一上述平板構(gòu)件(91-99)被固定到上述單元中的鄰接的導(dǎo)向部件上，或被固定在鄰接的導(dǎo)向部件之間。
7.一種根據(jù)權(quán)利要求
1至6中任何一項(xiàng)權(quán)利要求
所述的核反應(yīng)堆，其特征在于，上述許多柱形導(dǎo)向部件被固定到其它平板構(gòu)件上，使其對稱于上述其它平板構(gòu)件(91-99)的中心軸這樣固定，并大體上垂直于上述其它平板構(gòu)件(91-99)。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求
1至7中任何一項(xiàng)權(quán)利要求
所述的核反應(yīng)堆，其特征在于，上部內(nèi)部構(gòu)件包括一圍繞上述導(dǎo)向裝置的徑流屏，從而使冷卻劑流過任何特定高度導(dǎo)向裝置的徑向速度被降低，使冷卻劑作用在處于平板導(dǎo)向件(83)之間區(qū)域的退回的水置換控制棒和控制棒(51、53、)上的橫向阻滯力很小。
9.一種根據(jù)權(quán)利要求
1至8中任何一項(xiàng)權(quán)利要求
所述的核反應(yīng)堆，其特征在于，每一柱形導(dǎo)向件的每一導(dǎo)向部件具有一般十字形的橫向橫截面，導(dǎo)向部件相對于平板導(dǎo)向件被定位，使得在每一高度的許多導(dǎo)向部件的十字形結(jié)構(gòu)的臂，在平板構(gòu)件的一個(gè)區(qū)域之下圍成圓柱形體積，靠近上述區(qū)域，平板導(dǎo)向件被固定到導(dǎo)向部件上，由此，橫向流過在上述柱形體積內(nèi)的退回的水置換控制棒的冷卻劑流受到限制。
專利摘要
核反應(yīng)堆包括裝有許多燃料組件(45)的堆芯(43)和上部內(nèi)部構(gòu)件(81)，其中中子吸收控制棒(53)可移動(dòng)式地被支承，上部內(nèi)部構(gòu)件(81)包括用于控制棒(53)導(dǎo)向的，具有許多柱形導(dǎo)向件的導(dǎo)向裝置，柱形導(dǎo)向件具有許多共同延伸的大體垂直的，準(zhǔn)直的導(dǎo)向部件(87)，以接收上述某些棒(53)，導(dǎo)向裝置還具有許多彼此垂直隔開的，并固定到鄰接的導(dǎo)向部件(87)上的水平平板(85)，這些水平平板具有垂直準(zhǔn)直的用作其它棒導(dǎo)向的通道。
文檔編號G21C1/08GK86101773SQ86101773
公開日1986年9月17日 申請日期1986年3月19日
發(fā)明者魯西諾·維羅尼西, 弗蘭克林·迪拉諾·奧伯米爾, 詹姆斯·理查德·克里斯 申請人:西屋電氣公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan