Crdm的转向阀的制作方法
【专利摘要】一种用于控制高压流体流向核反应堆堆芯的CRDM液压闩定机构的流动的CRDM的转向阀。该阀包括阀体，该阀体具有用来接受来自流体源的流体的入口、出口，以及排放回流流体的排放端口。阀构件可在阀体内、在第一位置和第二位置之间移动，第一位置限制出口和排放端口之间的流动，以使通过入口进入阀体的高压流体通过出口流出阀体，而在第二位置中，排放端口与出口流体地连通，以使通过出口流回到阀体内的任何回流流体的至少一部分通过排放端口流出阀体。
【专利说明】CRDM的转向阀
【技术领域】
[0001]本发明涉及核电反应堆技术、核反应控制装置技术、控制棒组件技术以及相关的技术。
【背景技术】
[0002]压水反应堆通常使用吸收中子的控制棒，将这些控制棒移入或移出核反应堆堆芯，以控制反应性。控制棒由安装在反应堆压力容器封头上的控制棒驱动机构(CRDM)操作。封头上的贯穿件允许来自控制棒束的连接棒延伸到反应堆容器外，并连接到CRDM。这些CRDM使用磁体将棒闩定到CRDM中的滚子螺母或磁起重组件，以将控制棒束拉出堆芯外。
[0003]在目前的有些反应堆设计中，CRDM布置在反应堆容器内。例如，可参见2010年12月16日公开的U.S.Pub.N0.2010-0316177A1，本文以参见方式引入其全部内容，以及2011年9月15日公开的U.S.Pub.N0.2011-0222640A1，本文以参见方式引入其全部内容。在某些如此的“内部”CRDM设计中，连接棒设计为通过液压致动机构闩定到CRDM组件上，该液压致动机构依赖于液压来防止棒从CRDM中自由下落。这就是说，液压致动机构偏置到释放的或脱开配合的状态，并且液压供应到液压致动机构，以在反应堆正常运行过程中使致动机构保持在配合的状态中。这在丢失液压动力(或有意地或由于某些液压系统故障)导致紧急停堆(SCRAM)时提供防故障操作。
【发明内容】
[0004]根据本发明的一个方面，用于控制冷却剂流向设置在核反应堆内的内部控制棒驱动机构(CRDM)的液压闩定机构的阀包括:阀体，该阀体具有用来接受冷却剂的入口、可连接到液压闩定机构用来向液压闩定机构供应冷却剂的出口，以及排放回流冷却剂的排放端口 ；可在阀体内移动的阀构件，该阀构件在第一位置和第二位置之间移动，第一位置限制出口和排放端口之间的流动，以使通过入口进入阀体的冷却剂通过出口流出阀体，而在第二位置中，排放端口与出口流体地连通，以使通过出口流回到阀体内的任何回流冷却剂的至少一部分通过排放端口流出阀体；偏置元件，其定位成朝向第二位置偏置阀构件，其中，通过入口流入阀体内的冷却剂作用在阀构件上，以抵抗偏置构件而将阀构件推向第一位置。
[0005]根据本发明的另一方面，核反应堆包括含有裂变材料的核反应堆堆芯、含有浸没在压力容器内的主冷却剂中的核反应堆堆芯的压力容器、以及安装在压力容器上用以控制流向CRDM液压闩定机构的冷却剂流的阀。该阀包括:阀体，该阀体具有用来接受来自冷却剂源的冷却剂的冷却剂入口、可连接到液压闩定机构用来向液压闩定机构供应冷却剂的冷却剂出口、以及排放回流冷却剂的排放端口 ；可在阀体内移动的阀构件，该阀构件在第一位置和第二位置之间移动，第一位置限制冷却剂出口和排放端口之间的流动，以使通过冷却剂入口进入阀体的冷却剂通过冷却剂出口流出阀体，而在第二位置中，排放端口与冷却剂出口流体地连通，以使通过冷却剂出口流回到阀体内的任何回流冷却剂的至少一部分通过排放端口流出阀体；偏置元件，其定位成朝向第二位置偏置阀构件。通过冷却剂入口流入阀体内的冷却剂作用在阀构件上，以抵抗偏置构件而将阀构件推向第一位置。
[0006]根据本发明的另一方面，阀包括:阀体，该阀体具有冷却剂出ロ、冷却剂入ロ、偏置元件，以及构造成将阀安装在核反应堆压力容器上的凸缘，阀体所包括的冷却剂出口设置在压カ容器内，而冷却剂入口和偏置元件设置在压カ容器；以及设置在阀体内或设置有阀体的转向组件，该转向组件构造成由通过阀从冷却剂入口流到冷却剂出ロ的冷却剂流动保持在流动位置中，以及，由偏置元件朝向转向位置偏置，该转向位置使冷却剂出口转向，一旦除去冷却剂流动，就将冷却剂排放到压カ容器内。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]本发明可采取各种部件和部件的布置，以及各种过程操作和过程操作的布置。附图仅用于说明优选的实施例，不可认为限制本发明。
[0008]图1是根据本发明的示例性反应堆的示意图。
[0009]图2是根据本发明的示例性流动转向阀的剖切立体图。
[0010]图3是图2的放大部分，显示处于第一位置的示例性流动转向阀。
[0011]图4类似于图3，但示出处于第二位置的流动转向阀。
【具体实施方式】
[0012]当使用带有液压闩锁的CRDM的反应堆紧急停时(例如，如2011年9月15日公开的U.S.Pub.N0.2011-0222640A1所描述的那样，本文以參见方式引入其全部内容)，或者当希望或准许从液压致动机构释放控制棒时，则必须释放液压，且在控制棒可被释放之前必须启动回流，以让液压闩定缸内的水逸出。在某ー种方法中，提供単独的管子，将来自液压闩定缸内的水排放到储存箱内，该储存箱具有容纳流体的足够的空余体积。一组阀构造成关闭来自供应泵的水，同时将CRDM闩定缸内的水排回到反应堆冷却系统(RCS)。该方法需要有小孔的管道，该管道从中间凸缘延伸到排放阀再返回到中间凸缘。由于存在有与安全相关的运行，所以，万一一个排放阀失效，则要通常提供冗余的排放阀。如果将水供应到液压闩定缸的管道断裂，则通过该管道的流动受通过闩定圆柱密封件的泄漏率的限制。然而，如果使流体返回到RCS的管道断裂，则结果就是严重的失水事故(L0CA)。
[0013]如本文所披露的，来自CRDM的冷却剂可直接排放到压カ容器内，例如，排放到下降区域内。直觉上讲，这似乎问题颇多，因为压カ容器处于高压之下，在导致SCRAM的故障中，该压カ的确有可能以失控的方式増大。然而，这里应该认识到，因为内部CRDM的液压闩定缸是浸没在压カ容器内所含有的主冷却剂内，所以，由于液压缸所支承的重量的缘故，缸体内的压カ始終高于压カ容器内的压力。因此，始終存在着可供的正压差，它驱动水流出缸体并流入压カ容器内。此外，由于液压闩定缸通常不能保证完全密封不泄漏，液压闩定缸内的工作流体通常取自反应堆冷却剂的库存(RCI)和浄化系统，于是，将工作流体排放到压カ容器内不会引入任何冷却剂污染的问题。如文中所披露的，用来对缸体加压的液压流体供应管线可修改为:当液压关掉吋，将水从缸体排放到压カ容器。因此，所披露的方法不添加任何用于对缸体进行排放的附加的外部管道(除去了可能的LOCA源)，并且对圆柱提供被动的排放，而不使用排放阀(除去了另一可能的失效机构)。
[0014]现转到附图中来，首先參照图1，图中示出根据本发明的示例性核反应堆，其用附图标记I来总的表示。所示的核反应堆属于压水反应堆(PWR)型，该反应堆包括含有反应堆堆芯3的压力容器2，反应堆堆芯3包括浸没在主冷却剂水中的裂变材料(例如，235U)。所示的压力容器2大致为圆柱形，同轴地设置在压力容器2内的大致圆柱形的中心立管4形成了冷却剂循环路径，其中，由反应堆堆芯3加热的主冷却剂向上流过中心立管4，流出中心立管4的顶部，并通过形成在压力容器2和中心立管4之间的下降环腔5，向下流回到反应堆堆芯3。通过在压力容器2顶部由挡板7所限的内部稳压器6 (或替代地，压力容器可通过合适管道连接到外部稳压器)来提供的压力，将压力容器2内的主冷却剂保持在过冷状态。应该认识到，这里的反应堆I仅是说明一种类型的反应堆，本发明的流动转向阀可用于各种反应堆。
[0015]如上所述，一种类型的内部控制棒驱动机构(内部CRDM)利用液压来保持控制棒驱动连接棒上的闩定力。在图1中，一个如此的CRDM8显示为设置在由中心立管4所包围的体积内。CRDM8在控制棒组件上操作，控制棒组件包括连接棒9，该连接棒9终止在蛛状结构10，蛛状结构10支承吸收中子的控制棒11的组件。CRDM8包括电动机/导螺杆组件(未示出)，用以提升/下降控制棒组件9、10、11，以使控制棒11从反应堆堆芯3升起或下降到堆芯3内。CRDM接受来自液压停堆转向阀12的液压，其馈送自加压流体源14，诸如RCI14。在正常运行过程中，将液压供应到CRDM8的液压闩定缸16。该压力提升起液压闩定缸16的活塞，该活塞又提升凸轮组件17，凸轮组件17致使闩锁18固定到连接棒9的上端。该凸轮组件17包括长的垂直臂，在控制棒组件9、10、11的提升/下降过程中，该垂直臂与闩锁18的行程共同延伸，当液压闩定缸16被加压时，凸轮组件17的凸轮杆大致向内地驱动垂直臂以配合闩锁18。如果从液压闩定缸16移去液压，则活塞在重力作用下下落，凸轮组件17向外驱动其垂直臂远离闩锁18，闩锁然后释放连接棒9，致使控制棒组件9、10、11在重力作用下朝向反应堆堆芯3落下。包括液压闩定缸16、凸轮组件17和闩锁18的CRDM8的进一步细节描述在2011年9月15日公开的U.S.Pub.N0.2011-0222640A1中，本文以参见方式引入其全部内容。(注意，在图1中，为清楚起见，反应控制部件8、9、10、11相对于反应堆的其余部分而被绘成放大的比例，具体来说，图1的尺寸是示意性的，并不是成比例的。还有，仅示出一个CRDM8/控制棒组件9、10、11，提供有如此CRDM/控制棒组件的阵列，一般地说，反应堆堆芯3的每个燃料组件就有一个这样的CRDM/控制棒组件)。在一个结构中，需要液压闩定缸16和反应堆中周围工况(S卩，压力容器2内冷却剂的压力)之间的压差来使液压闩定缸16的活塞保持提升，以此配合闩锁18，以防止控制棒11落入反应堆堆芯3内并引发反应堆停堆。然而，停堆(棒解开闩定)不是瞬时的。一旦施加给缸的压力被终止，就有有限量的水留在闩定缸内(总共一加仑)，在活塞可移动足够远来释放控制棒之前，必须排去该水量。因此，在随着从活塞排走该水量而释放控制棒之前，有一个时间的延迟。应该注意到，对于所设计的带有内部稳压器和内部CRDM的PWR来说，前述压力和体积值仅是说明性的实例，在其它的设计中，还可使用其它的压力/体积值。
[0016]液压的停堆转向阀12在图1中显示为安装在压力容器2的容器贯穿件上，并延伸入下降环腔5内。转向阀12接受来自RCI14的加压流体。(由于这一点，液压流体从缸16中的任何泄漏不再是问题，由于它是净化过的反应堆冷却剂)。转向阀12接受的流体被引导到一个或多个CRDM装置8的一个或多个液压闩定缸16。转向阀12提供这样的内部阀，该内部阀一旦致动就允许CRDM的液压闩定缸16和相关管道内的水排回到反应堆压力容器2的下降环腔5内。该构造消除了外部管道和排放阀，因此，消除了因管道引起LOCA的可能性，以及排放阀致动失效的可能性。
[0017]转到图2,图中示出通过示例性转向阀12的纵向轴线截取的剖视图。该所示的示例性转向阀12利用接受自RCI14的流体流动，以将阀保持在这样一位置中，该位置让该流动流到通向CRDM的液压闩定缸16的管道中。如果来自高压源14的流体流动由于任何的原因(例如，无意的堵塞或故意自动或手工地关闭液流以启动SCRAM)中断，然后，反应堆压カ边界外的弹簧将阀变换到第二位置，在该第二位置处，从CRDM液压闩定缸回流接受的流体流动将会排放到反应堆容器下降腔5内。
[0018]转向阀12通常包括阀体20，该阀体20具有轴向地延伸的中心孔24，该中心孔形成入口(下文中称作高压入口 28)和出口(下文中称作高压出ロ 32)之间的通道，高压入口28用来接受来自高压流体源的高压流体(诸如冷却剤)，高压出ロ 32连接到液压闩定机构，用来对其供应加压的流体。正如将会认识到的，流体通常可以是诸如用于核反应堆中类型的普通冷却剂，但也可使用其它类型的流体。多个排出端ロ 36通向阀体20的外表面，如下文中将要描述的，这些排出端ロ 36允许流体在反应堆停堆期间直接排放到压カ容器2的下降腔5。设置附连或安装凸缘38，用于以螺栓或其它方法将阀12固定到压カ容器，以使高压出口 32设置在压カ容器内，从而将高压出口 28设置在压カ容器外面。应该认识到，其它安装结构也是可能的，在某些情形中，高压出口 28和高压出口 32都可设置在压カ容器内。
[0019]继续參照图3和4，支承在阀体20的中心孔24内的是呈转向活塞40形式的阀构件。转向活塞40被支承以在中心孔24内作往复运动，并在第一位置和第二位置之间移动，这将在下文中描述。应该注意到，活塞40包括由杆支承构件44支承在中心孔24内的杆部分42。该杆支承构件44具有位于其轴向近端处的沿径向向外延伸的凸缘48,该凸缘48配合中心孔24的内表面。凸缘48具有多个流动通道50，流动通道50允许流体在活塞40处于第一位置时在高压出ロ 28和高压出ロ 32之间流动。通过流动通道50流动的流体经活塞40直径减小的部分59中的径向端ロ 58进入活塞40内的中心内腔54，然后流到高压出ロ 32。应该理解到，以此方式通过阀体的高压流体流动使活塞40保持在如图3所示的第一位置中。
[0020]返回到图2，杆部分42从阀体20中突出，并具有适于配合弹簧68或其它偏置元件的弹簧突缘62。弹簧68插在所述弹簧突缘62和杆支承构件44的底部70之间，将活塞40和阀构件的杆部分42朝向图4所示的第二位置偏置，这将在下文中描述。
[0021]应该认识到，杆支承构件44、包括活塞40和杆部分42、以及弹簧68可作为ー个单元插入到阀体20的中心孔24内。为此目的，这些部件可以是可组装在阀体20外面的阀构件组件的一部分，并可以插入在其中，用螺栓或其它方式固定到阀体20的底部凸缘72。因此，活塞40和/或弹簧68等可以容易地更换或换掉，无需将阀体20从它在压カ容器等之内的位置移出。
[0022]在操作中，高压流体供应到高压入口 28。流体流入阀体20的中心孔中处于杆支承构件44和阀体20之间的环形空间内。流过凸缘48的流动通道50的流体作用在活塞40上，将活塞40推到图3所示的位置。当活塞40移动时，弹簧68被压缩在弹簧突缘62和杆支承构件44的底部70之间。正如将会认识到的，当活塞40被推到左边(图3中所示的位置)时，活塞40的直径减小部分内的径向端ロ 58露出来，允许高压流体从高压出ロ 28经中心孔24流入活塞40的中心腔54。流体然后通过高压出口 32流出阀体20。在活塞40处于该第一位置时流体流过高压入口 28和高压出口 32之间的阀12的流动路径在图3中由箭头A示出。
[0023]在图3所示的第一位置中，活塞40堵塞流体在高压入口 28和出口 32以及排放端口 36之间的流动，这样，任何通过高压入口 28进入阀体20的高压流体被引导到高压出口 32。在这一点上，活塞40与中心孔24的内部轴向端面74邻接地配合。在该位置中，排放端口 36被活塞40的径向外表面堵塞。通过设置在活塞40和中心孔的轴向匹配面中和/或设置在活塞40和中心孔24的圆周交界面处的密封元件，可提供进一步的密封。在某些应用场合中，应该认识到，即使在活塞处于第一位置时，小量的泄漏也会通过排放端口 36流出阀体20。
[0024]当高压流体不再供应到高压入口 28时，诸如是在SCRAM期间或是希望释放将控制棒固定在CRDM上的闩定机构时的其它反应堆停堆情况中，弹簧68动作，将活塞40移到图4所示的第二位置。即，一旦停止高压流体向高压入口 28的流动，将活塞40维持在图3的位置的液压力通常被除去。因此，弹簧68开始将活塞收回到其第二位置，因为从闩定机构的缸体回流到高压出口 32内的流体压力还沿与弹簧68共同的方向作用在活塞40上。
[0025]因此，活塞40移到图4的位置，使得活塞40的直径减小部分59被接纳在杆支承构件44的埋头孔78内，由此关闭径向端口 58和轴向通道50，并还露出排放端口 36。这有效地使高压入口 28与高压出口 32隔绝，并将接纳在高压出口 32内的回流流体引导到排放端口 36，这类流体在该排放端口处流出阀体20而流入压力容器内的下降区域或其它流动区域内。如此流动的方向在图4中用箭头B示出。合适的密封可设置在活塞40、阀体20和/或凸缘48中的至少一个上，以防止回流流体泄漏。
[0026]在所示的实施例中，阀体外直径可以近似为三英寸，并构造成由螺栓固定在反应堆外面。该阀可以构造成贯穿压力容器，并可连接到将高压水传送到一个或多个CRDM闩定机构的管道上。例如，从冗余的泵接受的高压流体进入压力容器外的阀，并流过所述的环形区域，直到高压流体到达转向活塞。在那里，流体被强制转向并通过一个或多个孔，而到达活塞中心内的流动路径，例如，如图3的阀中所见。将孔的尺寸设成可形成足够的力，以靠着阀体的背面来保持活塞，该背面将弹簧压缩在阀的前表面(反应堆冷却剂的外面)上。
[0027]例如，如果泵送的流动被快速动作的阻塞阀中断，则活塞面上的液压失去。弹簧将使活塞加速移动到打开位置(图4)，通过高压入口堵塞回流到泵的流动，并允许CRDM闩定机构内的流体流入反应堆容器内。在一个示例性结构中，活塞的全行程可以近似为0.9英寸。忽略阀填料中的摩擦，并假定理想的弹簧力，那么，在一个结构中，阀将在不到一秒的时间内移动到全打开位置，而在另一结构中，在不到十分之一秒的时间内移动到全打开位置，其中，弹簧力是更加需要的。摩擦将会大大地增加操作时间，但足够的力应可供用来快速地操作活塞。在阀的弹簧端处，除了填料之外，部件的间隙可以很大，使连接和摩擦为最小。通过合适的热设计，预加载的弹簧可被定位在压力边界内，如果不使用外部致动器的话，则可去除对阀的需求。应该认识到，弹簧可以影响到阀移动的速度以及在除去流入压力之后阀的启动运动。
[0028]本文披露的流动转向阀在液压泵停止致动时自动地打开，以对从CRDM闩定缸流到容器内RCS的水提供短的路径。转向阀消除了对引导回流到容器内或回流到另一替代储存箱的管道的需求。当转向阀打开而允许CRDM流到RCS时，其也将RCS与反应堆外的流动路径隔绝开，防止在反应堆容器外面管道断裂事件中出现的很大的LOCA流动。
[0029]图1-4中显示和描述的阀结构利用从源头(例如，一个或多个泵)接受到的液压来定位阀，以引导流向CRDM的流动。因此，一単独的隔离阀可用来将转向阀移动到停堆位置。即，隔离阀可构造成堵塞从高压源到高压入口的流动，以启动阀状态的改变。替代地，可将致动器安装在转向阀上以执行该功能。该致动器可以是出故障时自动打开的致动器，例如是线性气动型的，其将阀固定在正常运行位置中，同时，依赖于预加载弹簧，在CRDM要落棒时来移动阀的活塞。另ー替代的方案可利用一致动器来将阀推到正常运行位置，在该位置，阀可被电磁致动的闩锁固定住。电磁致动器的失电会释放开该闩锁，允许弹簧来移动转向阀。
[0030]转向阀參照带有液压闩锁的CRDM8 (例如，如2011年9月15日公开的U.S.Pub.N0.2011-0222640A1所描述的，本文以參见方式引入其全部内容)进行描述。具体来说，转向阀可结合使用液压缸的任何类型的CRDM—起使用，该液压缸设计成一旦除去液压动カ就启动SCRAM。例如，所披露的转向阀可结合采用与导螺杆可分离的偶联的CRDM —起使用，该导螺杆由正液压保持在配合状态中。所披露的转向阀还可结合专用的停堆棒组件一起使用，专用的停堆棒组件采用加压的液压缸，使停堆棒保持从反应堆堆芯中拔出的状态。例如，可參见2010年12月16日公开的U.S.Pub.N0.2010-0316177A1，本文以參见方式引入其全部内容。更为一般地来讲，所披露的转向阀可合适地使用在任何的情形中，其中，液压活塞设置在核反应堆的压カ容器内，并在除去液压动カ后，有利地排出液压流体。除了所披露的结合带有液压闩定的内部CRDM的应用场合之外，其它构思的应用场合包括对设置在压力容器内的其它系统进行运行的液压缸，诸如是自动防故障的内部阀，其中，液压正向压カ的失去会导致活塞在重力作用下落下，从而使阀关闭。
[0031]已经图示和描述了优选的实施例。显然，技术人员在阅读和理解上述详细描述之后，将会想到各种修改和替换。本发明应被认为包括所有如此的修改和替换，只要它们落入附后权利要求书或其等价物的范围之内。
【权利要求】
1.一种用于控制冷却剂流向设置在核反应堆内的内部控制棒驱动机构(CRDM)的液压闩定机构的阀，所述阀包括: 阀体，所述阀体具有用来接受冷却剂的入口、连接到所述液压闩定机构以用来向所述液压闩定机构供应冷却剂的出口，以及排放回流冷却剂的排放端口 ； 阀构件，所述阀构件可在所述阀体内、在第一位置和第二位置之间移动，所述第一位置限制所述出口和所述排放端口之间的流动，以使通过所述入口进入所述阀体的冷却剂通过所述出口流出所述阀体，而在所述第二位置中，所述排放端口与所述出口流体地连通，以使通过所述出口流回到所述阀体内的任何回流冷却剂的至少一部分通过所述排放端口流出所述阀体； 偏置元件，所述偏置元件定位成将所述阀构件朝向所述第二位置偏置； 其中，通过所述入口流入所述阀体的冷却剂作用在所述阀构件上，以抵抗所述偏置构件而将所述阀构件推向所述第一位置。
2.如权利要求1所述的阀，其特征在于，所述阀体包括缸体，且所述阀构件包括被支承的活塞，所述活塞用于在所述缸体内、在所述第一位置和所述第二位置之间往复运动。
3.如权利要求2所述的阀，其特征在于，所述活塞构造成靠着所述缸体的内表面而密封，以在所述活塞处于所述第二位置时限制从所述缸体内部向着所述排放端口的流动。
4.如权利要求2所述的阀，其特征在于，所述活塞在所述缸体内被支承在所述入口和所述出口之间，所述活塞包括至少一个流动孔，不管活塞在缸内的位置如何，冷却剂都能够通过所述孔而在所述入口和所述出口之间流动。
5.如权利要求2所述的阀， 其特征在于，所述偏置元件包括用来对所述活塞施加预加载的弹簧，所述弹簧用于朝向所述第二位置偏置所述活塞。
6.如权利要求5所述的阀，其特征在于，施加到所述活塞的所述预加载通常小于通过所述入口流入所述阀体内的冷却剂施加到所述活塞的力，这样，当流入所述入口内的流体压力超过阈值时，所述活塞移动到第一位置。
7.如权利要求1所述的阀，其特征在于，还包括用来将所述阀安装到相关联的压力容器的安装凸缘，其中，所述安装凸缘轴向地设置在所述入口和所述出口之间，这样，当所述阀安装在所述相关联的压力容器上时，所述入口位于所述相关联的压力容器外面，而出口位于所述相关联的压力容器之内。
8.—种核反应堆,包括: 含有裂变材料的核反应堆堆芯； 含有浸没在压力容器内的主冷却剂中的所述核反应堆堆芯的压力容器；以及 安装在所述压力容器上用以控制流向CRDM液压闩定机构的冷却剂流动的阀； 所述阀包括: 阀体，所述阀体具有用来从冷却剂源接受冷却剂的冷却剂入口、连接到液压闩定机构用来向所述液压闩定机构供应冷却剂的冷却剂出口，以及排放回流冷却剂的排放端口 ； 阀构件，所述阀构件能够在所述阀体内、在第一位置和第二位置之间移动，所述第一位置限制所述冷却剂出口和所述排放端口之间的流动，以使通过所述冷却剂入口进入所述阀体的冷却剂通过所述冷却剂出口流出所述阀体，而在所述第二位置中，所述排放端口与所述冷却剂出口流体地连通，以使通过所述冷却剂出口流回到所述阀体内的任何回流冷却剂的至少一部分通过所述排放端口流出所述阀体； 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阀构件； 其中，通过所述冷却剂入口流入所述阀体内的冷却剂作用在所述阀构件上，以抵抗偏置构件而将所述阀构件推向所述第一位置。
9.如权利要求8所述的核反应堆，其特征在于，所述阀体包括缸体，且所述阀构件包括被支承的活塞，所述活塞用于在所述缸体内、在第一和第二位置之间往复运动。
10.如权利要求9所述的核反应堆，其特征在于，所述活塞构造成靠着所述缸体的内表面而密封，以在所述活塞处于所述第二位置时限制从所述缸体的内部向着所述排放端口的流动。
11.如权利要求9所述的核反应堆，其特征在于，所述活塞在所述缸体内被支承在所述冷却剂入口和所述冷却剂出口之间，所述活塞包括至少一个流动孔，不管所述活塞在所述缸体内的位置如何，冷却剂都能够通过所述孔而在所述冷却剂入口和所述冷却剂出口之间流动。
12.如权利要求9所述的核反应堆，其特征在于，所述偏置元件包括用来对所述活塞施加预加载的弹簧，所述弹簧用于朝向所述第二位置偏置所述活塞。
13.如权利要求12所述的核反应堆，其特征在于，施加到所述活塞的所述预加载通常小于通过所述冷却剂入口流入所述阀体内的冷却剂施加到所述活塞的力，这样，当流入所述冷却剂入口内的冷却剂压力超过阈值时，所述活塞移动到所述第一位置。
14.如权利要求8所述的核反应堆，其特征在于，所述阀还包括用来将所述阀安装到相关联的压力容器的安装凸缘，其中，所述安装凸缘轴向地设置在所述冷却剂入口和所述冷却剂出口之间，这样，当所述阀安装在所述相关联的压力容器上时，所述冷却剂入口位于所述相关联的压力容器外面，而所述冷却剂出口位于所述相关联的压力容器之内。
15.一种装置,包括: 阀，所述阀包括: 阀体，该阀体具有冷却剂出口， 冷却剂入口， 偏置元件，以及 构造成将所述阀安装在核反应堆的压力容器上的凸缘，使所述阀体包括设置在所述压力容器内的所述冷却剂出口以及设置在所述压力容器外的所述冷却剂入口和所述偏置元件，以及 设置在所述阀体内或设置有所述阀体的转向组件，所述转向组件构造成由通过所述阀而从所述冷却剂入口流到所述冷却剂出口的冷却剂流动保持在流动位置中，并由所述偏置元件向着转向位置偏置，所述转向位置使所述冷却剂出口转向，一旦除去冷却剂流动，就将冷却剂排放到所述压力容器内。
16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述阀的所述转向组件包括阀构件，所述阀构件可在阀体内、在对应于流动位置的第一位置和对应于转向位置的第二位置之间移动。
17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述阀的所述阀体包括缸体，且所述阀构件包括被支承的活塞，所述活塞用于在缸内、在所述第一位置和所述第二位置之间往复运动。
18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述活塞在所述缸体内被支承在所述冷却剂入口和所述冷却剂出口之间，所述活塞包括至少ー个流动孔，不管所述活塞在所述缸体内的位置如何，冷却剂都能够通过所述孔而在冷却剂入口和冷却剂出ロ之间流动。
19.如权利要求15所述的装置，其特征在于，还包括: 核反应堆，所述反应堆包括:含有裂变材料的核反应堆堆芯，以及压力容器，所述压カ容器含有浸没在所述压カ容器内的主冷却剂中的所述核反应堆堆芯； 其中，所述阀通过所述阀的所述凸缘安装在所述核反应堆的所述压カ容器上，使所述阀体包括设置在所述压カ容器内的所述冷却剂出ロ以及设置在所述压カ容器外的所述冷却剂入口和所述偏置元件。
20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，还包括: 控制棒组件(CRA)，所述控制棒组件包括多个控制棒，所述多个控制棒布置成用于插入到所述核反应堆堆芯中；以及 内部控制棒驱动机构(CRDM)，所述内部控制棒驱动机构设置在所述核反应堆的所述压力容器内并可操作地与CRA偶联，所述内部CRDM包括液压缸，该液压缸构造成:(I)在被液压动カ加压时，保持所述CRDM与所述CRA的可操作连接，以及(2)—旦除去液压动力，释放所述CRA以启动紧急停堆；以及 反应堆冷却剂库存和浄化系统(RCL)的系统，该系统通过安装在所述核反应堆的所述压カ容器上的所述阀将液压动カ供应到所述CRDM的所述液压缸。
【文档编号】F16K11/02GK103557346SQ201310129556
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年4月15日 优先权日:2012年4月17日
【发明者】M·J·爱德华兹, M·W·阿莱斯, J·D·马罗伊三世 申请人:巴布科克和威尔科克斯M能量股份有限公司