Crdm的轉向閥的制作方法

Crdm的轉向閥的制作方法
【專利摘要】一種用于控制高壓流體流向核反應堆堆芯的CRDM液壓閂定機構的流動的CRDM的轉向閥。該閥包括閥體，該閥體具有用來接受來自流體源的流體的入口、出口，以及排放回流流體的排放端口。閥構件可在閥體內、在第一位置和第二位置之間移動，第一位置限制出口和排放端口之間的流動，以使通過入口進入閥體的高壓流體通過出口流出閥體，而在第二位置中，排放端口與出口流體地連通，以使通過出口流回到閥體內的任何回流流體的至少一部分通過排放端口流出閥體。
【專利說明】CRDM的轉向閥
【技術領域】
[0001]本發明涉及核電反應堆技術、核反應控制裝置技術、控制棒組件技術以及相關的技術。
【背景技術】
[0002]壓水反應堆通常使用吸收中子的控制棒，將這些控制棒移入或移出核反應堆堆芯，以控制反應性。控制棒由安裝在反應堆壓力容器封頭上的控制棒驅動機構(CRDM)操作。封頭上的貫穿件允許來自控制棒束的連接棒延伸到反應堆容器外，并連接到CRDM。這些CRDM使用磁體將棒閂定到CRDM中的滾子螺母或磁起重組件，以將控制棒束拉出堆芯外。
[0003]在目前的有些反應堆設計中，CRDM布置在反應堆容器內。例如，可參見2010年12月16日公開的U.S.Pub.N0.2010-0316177A1，本文以參見方式引入其全部內容，以及2011年9月15日公開的U.S.Pub.N0.2011-0222640A1，本文以參見方式引入其全部內容。在某些如此的“內部”CRDM設計中，連接棒設計為通過液壓致動機構閂定到CRDM組件上，該液壓致動機構依賴于液壓來防止棒從CRDM中自由下落。這就是說，液壓致動機構偏置到釋放的或脫開配合的狀態，并且液壓供應到液壓致動機構，以在反應堆正常運行過程中使致動機構保持在配合的狀態中。這在丟失液壓動力(或有意地或由于某些液壓系統故障)導致緊急停堆(SCRAM)時提供防故障操作。

【發明內容】

[0004]根據本發明的一個方面，用于控制冷卻劑流向設置在核反應堆內的內部控制棒驅動機構(CRDM)的液壓閂定機構的閥包括:閥體，該閥體具有用來接受冷卻劑的入口、可連接到液壓閂定機構用來向液壓閂定機構供應冷卻劑的出口，以及排放回流冷卻劑的排放端口 ；可在閥體內移動的閥構件，該閥構件在第一位置和第二位置之間移動，第一位置限制出口和排放端口之間的流動，以使通過入口進入閥體的冷卻劑通過出口流出閥體，而在第二位置中，排放端口與出口流體地連通，以使通過出口流回到閥體內的任何回流冷卻劑的至少一部分通過排放端口流出閥體；偏置元件，其定位成朝向第二位置偏置閥構件，其中，通過入口流入閥體內的冷卻劑作用在閥構件上，以抵抗偏置構件而將閥構件推向第一位置。
[0005]根據本發明的另一方面，核反應堆包括含有裂變材料的核反應堆堆芯、含有浸沒在壓力容器內的主冷卻劑中的核反應堆堆芯的壓力容器、以及安裝在壓力容器上用以控制流向CRDM液壓閂定機構的冷卻劑流的閥。該閥包括:閥體，該閥體具有用來接受來自冷卻劑源的冷卻劑的冷卻劑入口、可連接到液壓閂定機構用來向液壓閂定機構供應冷卻劑的冷卻劑出口、以及排放回流冷卻劑的排放端口 ；可在閥體內移動的閥構件，該閥構件在第一位置和第二位置之間移動，第一位置限制冷卻劑出口和排放端口之間的流動，以使通過冷卻劑入口進入閥體的冷卻劑通過冷卻劑出口流出閥體，而在第二位置中，排放端口與冷卻劑出口流體地連通，以使通過冷卻劑出口流回到閥體內的任何回流冷卻劑的至少一部分通過排放端口流出閥體；偏置元件，其定位成朝向第二位置偏置閥構件。通過冷卻劑入口流入閥體內的冷卻劑作用在閥構件上，以抵抗偏置構件而將閥構件推向第一位置。
[0006]根據本發明的另一方面，閥包括:閥體，該閥體具有冷卻劑出ロ、冷卻劑入ロ、偏置元件，以及構造成將閥安裝在核反應堆壓力容器上的凸緣，閥體所包括的冷卻劑出口設置在壓カ容器內，而冷卻劑入口和偏置元件設置在壓カ容器；以及設置在閥體內或設置有閥體的轉向組件，該轉向組件構造成由通過閥從冷卻劑入口流到冷卻劑出ロ的冷卻劑流動保持在流動位置中，以及，由偏置元件朝向轉向位置偏置，該轉向位置使冷卻劑出口轉向，一旦除去冷卻劑流動，就將冷卻劑排放到壓カ容器內。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]本發明可采取各種部件和部件的布置，以及各種過程操作和過程操作的布置。附圖僅用于說明優選的實施例，不可認為限制本發明。
[0008]圖1是根據本發明的示例性反應堆的示意圖。
[0009]圖2是根據本發明的示例性流動轉向閥的剖切立體圖。
[0010]圖3是圖2的放大部分，顯示處于第一位置的示例性流動轉向閥。
[0011]圖4類似于圖3，但示出處于第二位置的流動轉向閥。
【具體實施方式】
[0012]當使用帶有液壓閂鎖的CRDM的反應堆緊急停時(例如，如2011年9月15日公開的U.S.Pub.N0.2011-0222640A1所描述的那樣，本文以參見方式引入其全部內容)，或者當希望或準許從液壓致動機構釋放控制棒時，則必須釋放液壓，且在控制棒可被釋放之前必須啟動回流，以讓液壓閂定缸內的水逸出。在某ー種方法中，提供単獨的管子，將來自液壓閂定缸內的水排放到儲存箱內，該儲存箱具有容納流體的足夠的空余體積。一組閥構造成關閉來自供應泵的水，同時將CRDM閂定缸內的水排回到反應堆冷卻系統(RCS)。該方法需要有小孔的管道，該管道從中間凸緣延伸到排放閥再返回到中間凸緣。由于存在有與安全相關的運行，所以，萬一一個排放閥失效，則要通常提供冗余的排放閥。如果將水供應到液壓閂定缸的管道斷裂，則通過該管道的流動受通過閂定圓柱密封件的泄漏率的限制。然而，如果使流體返回到RCS的管道斷裂，則結果就是嚴重的失水事故(L0CA)。
[0013]如本文所披露的，來自CRDM的冷卻劑可直接排放到壓カ容器內，例如，排放到下降區域內。直覺上講，這似乎問題頗多，因為壓カ容器處于高壓之下，在導致SCRAM的故障中，該壓カ的確有可能以失控的方式増大。然而，這里應該認識到，因為內部CRDM的液壓閂定缸是浸沒在壓カ容器內所含有的主冷卻劑內，所以，由于液壓缸所支承的重量的緣故，缸體內的壓カ始終高于壓カ容器內的壓力。因此，始終存在著可供的正壓差，它驅動水流出缸體并流入壓カ容器內。此外，由于液壓閂定缸通常不能保證完全密封不泄漏，液壓閂定缸內的工作流體通常取自反應堆冷卻劑的庫存(RCI)和浄化系統，于是，將工作流體排放到壓カ容器內不會引入任何冷卻劑污染的問題。如文中所披露的，用來對缸體加壓的液壓流體供應管線可修改為:當液壓關掉吋，將水從缸體排放到壓カ容器。因此，所披露的方法不添加任何用于對缸體進行排放的附加的外部管道(除去了可能的LOCA源)，并且對圓柱提供被動的排放，而不使用排放閥(除去了另一可能的失效機構)。
[0014]現轉到附圖中來，首先參照圖1，圖中示出根據本發明的示例性核反應堆，其用附圖標記I來總的表示。所示的核反應堆屬于壓水反應堆(PWR)型，該反應堆包括含有反應堆堆芯3的壓力容器2，反應堆堆芯3包括浸沒在主冷卻劑水中的裂變材料(例如，235U)。所示的壓力容器2大致為圓柱形，同軸地設置在壓力容器2內的大致圓柱形的中心立管4形成了冷卻劑循環路徑，其中，由反應堆堆芯3加熱的主冷卻劑向上流過中心立管4，流出中心立管4的頂部，并通過形成在壓力容器2和中心立管4之間的下降環腔5，向下流回到反應堆堆芯3。通過在壓力容器2頂部由擋板7所限的內部穩壓器6 (或替代地，壓力容器可通過合適管道連接到外部穩壓器)來提供的壓力，將壓力容器2內的主冷卻劑保持在過冷狀態。應該認識到，這里的反應堆I僅是說明一種類型的反應堆，本發明的流動轉向閥可用于各種反應堆。
[0015]如上所述，一種類型的內部控制棒驅動機構(內部CRDM)利用液壓來保持控制棒驅動連接棒上的閂定力。在圖1中，一個如此的CRDM8顯示為設置在由中心立管4所包圍的體積內。CRDM8在控制棒組件上操作，控制棒組件包括連接棒9，該連接棒9終止在蛛狀結構10，蛛狀結構10支承吸收中子的控制棒11的組件。CRDM8包括電動機/導螺桿組件(未示出)，用以提升/下降控制棒組件9、10、11，以使控制棒11從反應堆堆芯3升起或下降到堆芯3內。CRDM接受來自液壓停堆轉向閥12的液壓，其饋送自加壓流體源14，諸如RCI14。在正常運行過程中，將液壓供應到CRDM8的液壓閂定缸16。該壓力提升起液壓閂定缸16的活塞，該活塞又提升凸輪組件17，凸輪組件17致使閂鎖18固定到連接棒9的上端。該凸輪組件17包括長的垂直臂，在控制棒組件9、10、11的提升/下降過程中，該垂直臂與閂鎖18的行程共同延伸，當液壓閂定缸16被加壓時，凸輪組件17的凸輪桿大致向內地驅動垂直臂以配合閂鎖18。如果從液壓閂定缸16移去液壓，則活塞在重力作用下下落，凸輪組件17向外驅動其垂直臂遠離閂鎖18，閂鎖然后釋放連接棒9，致使控制棒組件9、10、11在重力作用下朝向反應堆堆芯3落下。包括液壓閂定缸16、凸輪組件17和閂鎖18的CRDM8的進一步細節描述在2011年9月15日公開的U.S.Pub.N0.2011-0222640A1中，本文以參見方式引入其全部內容。(注意，在圖1中，為清楚起見，反應控制部件8、9、10、11相對于反應堆的其余部分而被繪成放大的比例，具體來說，圖1的尺寸是示意性的，并不是成比例的。還有，僅示出一個CRDM8/控制棒組件9、10、11，提供有如此CRDM/控制棒組件的陣列，一般地說，反應堆堆芯3的每個燃料組件就有一個這樣的CRDM/控制棒組件)。在一個結構中，需要液壓閂定缸16和反應堆中周圍工況(S卩，壓力容器2內冷卻劑的壓力)之間的壓差來使液壓閂定缸16的活塞保持提升，以此配合閂鎖18，以防止控制棒11落入反應堆堆芯3內并引發反應堆停堆。然而，停堆(棒解開閂定)不是瞬時的。一旦施加給缸的壓力被終止，就有有限量的水留在閂定缸內(總共一加侖)，在活塞可移動足夠遠來釋放控制棒之前，必須排去該水量。因此，在隨著從活塞排走該水量而釋放控制棒之前，有一個時間的延遲。應該注意到，對于所設計的帶有內部穩壓器和內部CRDM的PWR來說，前述壓力和體積值僅是說明性的實例，在其它的設計中，還可使用其它的壓力/體積值。
[0016]液壓的停堆轉向閥12在圖1中顯示為安裝在壓力容器2的容器貫穿件上，并延伸入下降環腔5內。轉向閥12接受來自RCI14的加壓流體。(由于這一點，液壓流體從缸16中的任何泄漏不再是問題，由于它是凈化過的反應堆冷卻劑)。轉向閥12接受的流體被引導到一個或多個CRDM裝置8的一個或多個液壓閂定缸16。轉向閥12提供這樣的內部閥，該內部閥一旦致動就允許CRDM的液壓閂定缸16和相關管道內的水排回到反應堆壓力容器2的下降環腔5內。該構造消除了外部管道和排放閥，因此，消除了因管道引起LOCA的可能性，以及排放閥致動失效的可能性。
[0017]轉到圖2,圖中示出通過示例性轉向閥12的縱向軸線截取的剖視圖。該所示的示例性轉向閥12利用接受自RCI14的流體流動，以將閥保持在這樣一位置中，該位置讓該流動流到通向CRDM的液壓閂定缸16的管道中。如果來自高壓源14的流體流動由于任何的原因(例如，無意的堵塞或故意自動或手工地關閉液流以啟動SCRAM)中斷，然后，反應堆壓カ邊界外的彈簧將閥變換到第二位置，在該第二位置處，從CRDM液壓閂定缸回流接受的流體流動將會排放到反應堆容器下降腔5內。
[0018]轉向閥12通常包括閥體20，該閥體20具有軸向地延伸的中心孔24，該中心孔形成入口(下文中稱作高壓入口 28)和出口(下文中稱作高壓出ロ 32)之間的通道，高壓入口28用來接受來自高壓流體源的高壓流體(諸如冷卻剤)，高壓出ロ 32連接到液壓閂定機構，用來對其供應加壓的流體。正如將會認識到的，流體通常可以是諸如用于核反應堆中類型的普通冷卻劑，但也可使用其它類型的流體。多個排出端ロ 36通向閥體20的外表面，如下文中將要描述的，這些排出端ロ 36允許流體在反應堆停堆期間直接排放到壓カ容器2的下降腔5。設置附連或安裝凸緣38，用于以螺栓或其它方法將閥12固定到壓カ容器，以使高壓出口 32設置在壓カ容器內，從而將高壓出口 28設置在壓カ容器外面。應該認識到，其它安裝結構也是可能的，在某些情形中，高壓出口 28和高壓出口 32都可設置在壓カ容器內。
[0019]繼續參照圖3和4，支承在閥體20的中心孔24內的是呈轉向活塞40形式的閥構件。轉向活塞40被支承以在中心孔24內作往復運動，并在第一位置和第二位置之間移動，這將在下文中描述。應該注意到，活塞40包括由桿支承構件44支承在中心孔24內的桿部分42。該桿支承構件44具有位于其軸向近端處的沿徑向向外延伸的凸緣48,該凸緣48配合中心孔24的內表面。凸緣48具有多個流動通道50，流動通道50允許流體在活塞40處于第一位置時在高壓出ロ 28和高壓出ロ 32之間流動。通過流動通道50流動的流體經活塞40直徑減小的部分59中的徑向端ロ 58進入活塞40內的中心內腔54，然后流到高壓出ロ 32。應該理解到，以此方式通過閥體的高壓流體流動使活塞40保持在如圖3所示的第一位置中。
[0020]返回到圖2，桿部分42從閥體20中突出，并具有適于配合彈簧68或其它偏置元件的彈簧突緣62。彈簧68插在所述彈簧突緣62和桿支承構件44的底部70之間，將活塞40和閥構件的桿部分42朝向圖4所示的第二位置偏置，這將在下文中描述。
[0021]應該認識到，桿支承構件44、包括活塞40和桿部分42、以及彈簧68可作為ー個單元插入到閥體20的中心孔24內。為此目的，這些部件可以是可組裝在閥體20外面的閥構件組件的一部分，并可以插入在其中，用螺栓或其它方式固定到閥體20的底部凸緣72。因此，活塞40和/或彈簧68等可以容易地更換或換掉，無需將閥體20從它在壓カ容器等之內的位置移出。
[0022]在操作中，高壓流體供應到高壓入口 28。流體流入閥體20的中心孔中處于桿支承構件44和閥體20之間的環形空間內。流過凸緣48的流動通道50的流體作用在活塞40上，將活塞40推到圖3所示的位置。當活塞40移動時，彈簧68被壓縮在彈簧突緣62和桿支承構件44的底部70之間。正如將會認識到的，當活塞40被推到左邊(圖3中所示的位置)時，活塞40的直徑減小部分內的徑向端ロ 58露出來，允許高壓流體從高壓出ロ 28經中心孔24流入活塞40的中心腔54。流體然后通過高壓出口 32流出閥體20。在活塞40處于該第一位置時流體流過高壓入口 28和高壓出口 32之間的閥12的流動路徑在圖3中由箭頭A示出。
[0023]在圖3所示的第一位置中，活塞40堵塞流體在高壓入口 28和出口 32以及排放端口 36之間的流動，這樣，任何通過高壓入口 28進入閥體20的高壓流體被引導到高壓出口 32。在這一點上，活塞40與中心孔24的內部軸向端面74鄰接地配合。在該位置中，排放端口 36被活塞40的徑向外表面堵塞。通過設置在活塞40和中心孔的軸向匹配面中和/或設置在活塞40和中心孔24的圓周交界面處的密封元件，可提供進一步的密封。在某些應用場合中，應該認識到，即使在活塞處于第一位置時，小量的泄漏也會通過排放端口 36流出閥體20。
[0024]當高壓流體不再供應到高壓入口 28時，諸如是在SCRAM期間或是希望釋放將控制棒固定在CRDM上的閂定機構時的其它反應堆停堆情況中，彈簧68動作，將活塞40移到圖4所示的第二位置。即，一旦停止高壓流體向高壓入口 28的流動，將活塞40維持在圖3的位置的液壓力通常被除去。因此，彈簧68開始將活塞收回到其第二位置，因為從閂定機構的缸體回流到高壓出口 32內的流體壓力還沿與彈簧68共同的方向作用在活塞40上。
[0025]因此，活塞40移到圖4的位置，使得活塞40的直徑減小部分59被接納在桿支承構件44的埋頭孔78內，由此關閉徑向端口 58和軸向通道50，并還露出排放端口 36。這有效地使高壓入口 28與高壓出口 32隔絕，并將接納在高壓出口 32內的回流流體引導到排放端口 36，這類流體在該排放端口處流出閥體20而流入壓力容器內的下降區域或其它流動區域內。如此流動的方向在圖4中用箭頭B示出。合適的密封可設置在活塞40、閥體20和/或凸緣48中的至少一個上，以防止回流流體泄漏。
[0026]在所示的實施例中，閥體外直徑可以近似為三英寸，并構造成由螺栓固定在反應堆外面。該閥可以構造成貫穿壓力容器，并可連接到將高壓水傳送到一個或多個CRDM閂定機構的管道上。例如，從冗余的泵接受的高壓流體進入壓力容器外的閥，并流過所述的環形區域，直到高壓流體到達轉向活塞。在那里，流體被強制轉向并通過一個或多個孔，而到達活塞中心內的流動路徑，例如，如圖3的閥中所見。將孔的尺寸設成可形成足夠的力，以靠著閥體的背面來保持活塞，該背面將彈簧壓縮在閥的前表面(反應堆冷卻劑的外面)上。
[0027]例如，如果泵送的流動被快速動作的阻塞閥中斷，則活塞面上的液壓失去。彈簧將使活塞加速移動到打開位置(圖4)，通過高壓入口堵塞回流到泵的流動，并允許CRDM閂定機構內的流體流入反應堆容器內。在一個示例性結構中，活塞的全行程可以近似為0.9英寸。忽略閥填料中的摩擦，并假定理想的彈簧力，那么，在一個結構中，閥將在不到一秒的時間內移動到全打開位置，而在另一結構中，在不到十分之一秒的時間內移動到全打開位置，其中，彈簧力是更加需要的。摩擦將會大大地增加操作時間，但足夠的力應可供用來快速地操作活塞。在閥的彈簧端處，除了填料之外，部件的間隙可以很大，使連接和摩擦為最小。通過合適的熱設計，預加載的彈簧可被定位在壓力邊界內，如果不使用外部致動器的話，則可去除對閥的需求。應該認識到，彈簧可以影響到閥移動的速度以及在除去流入壓力之后閥的啟動運動。
[0028]本文披露的流動轉向閥在液壓泵停止致動時自動地打開，以對從CRDM閂定缸流到容器內RCS的水提供短的路徑。轉向閥消除了對引導回流到容器內或回流到另一替代儲存箱的管道的需求。當轉向閥打開而允許CRDM流到RCS時，其也將RCS與反應堆外的流動路徑隔絕開，防止在反應堆容器外面管道斷裂事件中出現的很大的LOCA流動。
[0029]圖1-4中顯示和描述的閥結構利用從源頭(例如，一個或多個泵)接受到的液壓來定位閥，以引導流向CRDM的流動。因此，一単獨的隔離閥可用來將轉向閥移動到停堆位置。即，隔離閥可構造成堵塞從高壓源到高壓入口的流動，以啟動閥狀態的改變。替代地，可將致動器安裝在轉向閥上以執行該功能。該致動器可以是出故障時自動打開的致動器，例如是線性氣動型的，其將閥固定在正常運行位置中，同時，依賴于預加載彈簧，在CRDM要落棒時來移動閥的活塞。另ー替代的方案可利用一致動器來將閥推到正常運行位置，在該位置，閥可被電磁致動的閂鎖固定住。電磁致動器的失電會釋放開該閂鎖，允許彈簧來移動轉向閥。
[0030]轉向閥參照帶有液壓閂鎖的CRDM8 (例如，如2011年9月15日公開的U.S.Pub.N0.2011-0222640A1所描述的，本文以參見方式引入其全部內容)進行描述。具體來說，轉向閥可結合使用液壓缸的任何類型的CRDM—起使用，該液壓缸設計成一旦除去液壓動カ就啟動SCRAM。例如，所披露的轉向閥可結合采用與導螺桿可分離的偶聯的CRDM —起使用，該導螺桿由正液壓保持在配合狀態中。所披露的轉向閥還可結合專用的停堆棒組件一起使用，專用的停堆棒組件采用加壓的液壓缸，使停堆棒保持從反應堆堆芯中拔出的狀態。例如，可參見2010年12月16日公開的U.S.Pub.N0.2010-0316177A1，本文以參見方式引入其全部內容。更為一般地來講，所披露的轉向閥可合適地使用在任何的情形中，其中，液壓活塞設置在核反應堆的壓カ容器內，并在除去液壓動カ后，有利地排出液壓流體。除了所披露的結合帶有液壓閂定的內部CRDM的應用場合之外，其它構思的應用場合包括對設置在壓力容器內的其它系統進行運行的液壓缸，諸如是自動防故障的內部閥，其中，液壓正向壓カ的失去會導致活塞在重力作用下落下，從而使閥關閉。
[0031]已經圖示和描述了優選的實施例。顯然，技術人員在閱讀和理解上述詳細描述之后，將會想到各種修改和替換。本發明應被認為包括所有如此的修改和替換，只要它們落入附后權利要求書或其等價物的范圍之內。
【權利要求】
1.一種用于控制冷卻劑流向設置在核反應堆內的內部控制棒驅動機構(CRDM)的液壓閂定機構的閥，所述閥包括: 閥體，所述閥體具有用來接受冷卻劑的入口、連接到所述液壓閂定機構以用來向所述液壓閂定機構供應冷卻劑的出口，以及排放回流冷卻劑的排放端口 ； 閥構件，所述閥構件可在所述閥體內、在第一位置和第二位置之間移動，所述第一位置限制所述出口和所述排放端口之間的流動，以使通過所述入口進入所述閥體的冷卻劑通過所述出口流出所述閥體，而在所述第二位置中，所述排放端口與所述出口流體地連通，以使通過所述出口流回到所述閥體內的任何回流冷卻劑的至少一部分通過所述排放端口流出所述閥體； 偏置元件，所述偏置元件定位成將所述閥構件朝向所述第二位置偏置； 其中，通過所述入口流入所述閥體的冷卻劑作用在所述閥構件上，以抵抗所述偏置構件而將所述閥構件推向所述第一位置。
2.如權利要求1所述的閥，其特征在于，所述閥體包括缸體，且所述閥構件包括被支承的活塞，所述活塞用于在所述缸體內、在所述第一位置和所述第二位置之間往復運動。
3.如權利要求2所述的閥，其特征在于，所述活塞構造成靠著所述缸體的內表面而密封，以在所述活塞處于所述第二位置時限制從所述缸體內部向著所述排放端口的流動。
4.如權利要求2所述的閥，其特征在于，所述活塞在所述缸體內被支承在所述入口和所述出口之間，所述活塞包括至少一個流動孔，不管活塞在缸內的位置如何，冷卻劑都能夠通過所述孔而在所述入口和所述出口之間流動。
5.如權利要求2所述的閥， 其特征在于，所述偏置元件包括用來對所述活塞施加預加載的彈簧，所述彈簧用于朝向所述第二位置偏置所述活塞。
6.如權利要求5所述的閥，其特征在于，施加到所述活塞的所述預加載通常小于通過所述入口流入所述閥體內的冷卻劑施加到所述活塞的力，這樣，當流入所述入口內的流體壓力超過閾值時，所述活塞移動到第一位置。
7.如權利要求1所述的閥，其特征在于，還包括用來將所述閥安裝到相關聯的壓力容器的安裝凸緣，其中，所述安裝凸緣軸向地設置在所述入口和所述出口之間，這樣，當所述閥安裝在所述相關聯的壓力容器上時，所述入口位于所述相關聯的壓力容器外面，而出口位于所述相關聯的壓力容器之內。
8.—種核反應堆,包括: 含有裂變材料的核反應堆堆芯； 含有浸沒在壓力容器內的主冷卻劑中的所述核反應堆堆芯的壓力容器；以及 安裝在所述壓力容器上用以控制流向CRDM液壓閂定機構的冷卻劑流動的閥； 所述閥包括: 閥體，所述閥體具有用來從冷卻劑源接受冷卻劑的冷卻劑入口、連接到液壓閂定機構用來向所述液壓閂定機構供應冷卻劑的冷卻劑出口，以及排放回流冷卻劑的排放端口 ； 閥構件，所述閥構件能夠在所述閥體內、在第一位置和第二位置之間移動，所述第一位置限制所述冷卻劑出口和所述排放端口之間的流動，以使通過所述冷卻劑入口進入所述閥體的冷卻劑通過所述冷卻劑出口流出所述閥體，而在所述第二位置中，所述排放端口與所述冷卻劑出口流體地連通，以使通過所述冷卻劑出口流回到所述閥體內的任何回流冷卻劑的至少一部分通過所述排放端口流出所述閥體； 偏置元件，所述偏置元件定位成朝向所述第二位置偏置所述閥構件； 其中，通過所述冷卻劑入口流入所述閥體內的冷卻劑作用在所述閥構件上，以抵抗偏置構件而將所述閥構件推向所述第一位置。
9.如權利要求8所述的核反應堆，其特征在于，所述閥體包括缸體，且所述閥構件包括被支承的活塞，所述活塞用于在所述缸體內、在第一和第二位置之間往復運動。
10.如權利要求9所述的核反應堆，其特征在于，所述活塞構造成靠著所述缸體的內表面而密封，以在所述活塞處于所述第二位置時限制從所述缸體的內部向著所述排放端口的流動。
11.如權利要求9所述的核反應堆，其特征在于，所述活塞在所述缸體內被支承在所述冷卻劑入口和所述冷卻劑出口之間，所述活塞包括至少一個流動孔，不管所述活塞在所述缸體內的位置如何，冷卻劑都能夠通過所述孔而在所述冷卻劑入口和所述冷卻劑出口之間流動。
12.如權利要求9所述的核反應堆，其特征在于，所述偏置元件包括用來對所述活塞施加預加載的彈簧，所述彈簧用于朝向所述第二位置偏置所述活塞。
13.如權利要求12所述的核反應堆，其特征在于，施加到所述活塞的所述預加載通常小于通過所述冷卻劑入口流入所述閥體內的冷卻劑施加到所述活塞的力，這樣，當流入所述冷卻劑入口內的冷卻劑壓力超過閾值時，所述活塞移動到所述第一位置。
14.如權利要求8所述的核反應堆，其特征在于，所述閥還包括用來將所述閥安裝到相關聯的壓力容器的安裝凸緣，其中，所述安裝凸緣軸向地設置在所述冷卻劑入口和所述冷卻劑出口之間，這樣，當所述閥安裝在所述相關聯的壓力容器上時，所述冷卻劑入口位于所述相關聯的壓力容器外面，而所述冷卻劑出口位于所述相關聯的壓力容器之內。
15.一種裝置,包括: 閥，所述閥包括: 閥體，該閥體具有冷卻劑出口， 冷卻劑入口， 偏置元件，以及 構造成將所述閥安裝在核反應堆的壓力容器上的凸緣，使所述閥體包括設置在所述壓力容器內的所述冷卻劑出口以及設置在所述壓力容器外的所述冷卻劑入口和所述偏置元件，以及 設置在所述閥體內或設置有所述閥體的轉向組件，所述轉向組件構造成由通過所述閥而從所述冷卻劑入口流到所述冷卻劑出口的冷卻劑流動保持在流動位置中，并由所述偏置元件向著轉向位置偏置，所述轉向位置使所述冷卻劑出口轉向，一旦除去冷卻劑流動，就將冷卻劑排放到所述壓力容器內。
16.如權利要求15所述的裝置，其特征在于，所述閥的所述轉向組件包括閥構件，所述閥構件可在閥體內、在對應于流動位置的第一位置和對應于轉向位置的第二位置之間移動。
17.如權利要求16所述的裝置，其特征在于，所述閥的所述閥體包括缸體，且所述閥構件包括被支承的活塞，所述活塞用于在缸內、在所述第一位置和所述第二位置之間往復運動。
18.如權利要求17所述的裝置，其特征在于，所述活塞在所述缸體內被支承在所述冷卻劑入口和所述冷卻劑出口之間，所述活塞包括至少ー個流動孔，不管所述活塞在所述缸體內的位置如何，冷卻劑都能夠通過所述孔而在冷卻劑入口和冷卻劑出ロ之間流動。
19.如權利要求15所述的裝置，其特征在于，還包括: 核反應堆，所述反應堆包括:含有裂變材料的核反應堆堆芯，以及壓力容器，所述壓カ容器含有浸沒在所述壓カ容器內的主冷卻劑中的所述核反應堆堆芯； 其中，所述閥通過所述閥的所述凸緣安裝在所述核反應堆的所述壓カ容器上，使所述閥體包括設置在所述壓カ容器內的所述冷卻劑出ロ以及設置在所述壓カ容器外的所述冷卻劑入口和所述偏置元件。
20.如權利要求19所述的裝置，其特征在于，還包括: 控制棒組件(CRA)，所述控制棒組件包括多個控制棒，所述多個控制棒布置成用于插入到所述核反應堆堆芯中；以及 內部控制棒驅動機構(CRDM)，所述內部控制棒驅動機構設置在所述核反應堆的所述壓力容器內并可操作地與CRA偶聯，所述內部CRDM包括液壓缸，該液壓缸構造成:(I)在被液壓動カ加壓時，保持所述CRDM與所述CRA的可操作連接，以及(2)—旦除去液壓動力，釋放所述CRA以啟動緊急停堆；以及 反應堆冷卻劑庫存和浄化系統(RCL)的系統，該系統通過安裝在所述核反應堆的所述壓カ容器上的所述閥將液壓動カ供應到所述CRDM的所述液壓缸。
【文檔編號】F16K11/02GK103557346SQ201310129556
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年4月15日 優先權日:2012年4月17日
【發明者】M·J·愛德華茲, M·W·阿萊斯, J·D·馬羅伊三世 申請人:巴布科克和威爾科克斯M能量股份有限公司