缆线管理系统的制作方法

本实用新型涉及核反应领域，尤其涉及一种缆线管理系统。

背景技术：

核裂变反应堆包括增殖-燃烧快速反应堆(也被称为行波反应堆，或 TWR)。TWR指将被设计成在起动之后使用天然铀、贫铀、轻水反应堆乏燃料或钍作为重载燃料无限期地运转并且其中增殖且随后燃烧的波将相对于燃料行进的反应堆。因此，在一些方面，TWR是依赖于增殖至可用状态并现场燃烧的亚临界重载燃料运行的直通式快速反应堆。在TWR中，增殖和裂变波(“增殖-燃烧波”)起源于反应堆的中央芯体中并且相对于燃料移动。在燃料静止的情况下，增殖和燃烧波从燃点向外扩展。在一些情况下，燃料可移动以使得增殖和燃烧波相对于芯体静止(例如，驻波) 但相对于燃料移动；驻波应被视为一种TWR。燃料组件的移动称为“燃料倒换(fuel shuffling)”并且可完成驻波，这是对反应堆特性(热、通量、功率、燃料燃烧等)的调节。其中燃料组件被倒换的中央芯体配置在反应堆容器中。燃料组件包括裂变核燃料组件和能产生裂变物质的核燃料组件。在中央芯体中还可配置有用于调节反应堆特性的反应控制组件。

通过驻波限定的裂变能量形成热能，所述热能经一个或多个主冷却剂环路和中间冷却剂环路连续地传递到蒸汽发生器以发电，并且低温热通过一组水冷式真空冷凝器排出。冷却剂系统分离成主冷却剂环路和中间冷却剂环路有助于维持芯体和主冷却剂环路的完整性。在TWR中，主冷却剂环路和中间冷却剂环路两者都采用液态钠作为冷却剂。

技术实现要素：

在一方面，本实用新型的技术涉及一种缆线管理系统，该缆线管理系统具有：外旋转塞，该外旋转塞具有外旋转塞轴线；偏心地配置在外旋转塞内的内旋转塞，该内旋转塞具有内旋转塞轴线，其中内旋转塞可独立于外旋转塞的旋转而旋转；和从内旋转塞延伸的塔，该塔具有与该塔枢转地连接的臂，其中该臂围绕平行于内旋转塞轴线的臂轴线枢转；并且其中该臂限定缆线导引件。在一个实施例中，塔从内旋转塞轴线偏心地配置。在另一实施例中，缆线导引件具有缆线导引件轴线，该缆线导引件轴线平行于臂轴线。在又一实施例中，臂在塔的外周处连接于塔。在再另一实施例中，该系统还包括门架，该门架固定在位于塔上方的顶部结构上。

在上述方面的另一实施例中，门架包括门架缆线导引件，该门架缆线导引件具有平行于臂轴线的门架缆线导引件轴线。在一个实施例中，门架构造成允许门架缆线导引件在正交于缆线导引件轴线的平面中移动，从而适应由内旋转塞和外旋转塞的旋转引起的移动。在另一实施例中，门架包括：门架臂，该门架臂在第一端上枢转地固定并且在第二端上与顶部结构可移动地联接；和与门架臂可线性移动地联接的门架延伸臂，其中门架延伸臂的远端端部包括门架缆线导引件。在又一实施例中，门架包括：第一导轨和平行于第一导轨的第二导轨；第一门架臂，该第一门架臂与第一和第二导轨可移动地联接；和第二门架臂，该第二门架臂与第一和第二导轨可移动地联接并且平行于第一门架臂，其中门架缆线导引件配置在第一门架臂与第二门架臂之间并且与二者可移动地联接。在再另一实施例中，该系统还包括穿过缆线导引件并且在固定位置与外旋转塞接触的缆线。

附图说明

以下构成本申请的一部分的附图对所描述的技术而言是说明性的且并非意在以任何方式限制要求专利权的技术的范围，该范围应当基于在此所附的权利要求。

图1以框图形式示出行波反应堆的一些基本构件。

图2A是示例性缆线管理系统的透视图。

图2B-2E是处于各种相对位置的图2A所示的缆线管理系统的透视图。

图3A是示例性缆线管理系统的透视图。

图3B-3C是处于各种相对位置的图3A所示的缆线管理系统的透视图。

具体实施方式

图1以框图形式示出行波反应堆(TWR)100的一些基本构件。一般而言，TRW 100包括容纳多个燃料组件(未示出)的反应堆芯体102。芯体102配置在保持一定体积的液态钠冷却剂106的池104内的最低位置处。池104被称为热池并且具有比也容纳液态钠冷却剂106的周围冷池108高的钠温度(归因于通过反应堆芯体102中的燃料组件产生的能量)。热池 104通过内部容器110与冷池108隔开。钠冷却剂106的液面上方的顶部空间112可充填有诸如氩气的惰性保护气体。包封容器114(安全壳)包围反应堆芯体102、热池104和冷池108，并且利用反应堆顶盖116密封。反应堆顶盖116提供通向包封容器114的内部中的各种检修点。

反应堆芯体102的尺寸基于多个因素来选择，包括燃料的特性、期望的发电量、可供使用的反应堆100空间等等。TWR的各种实施例可根据需要或期望用于低功率(约300MW_e-约500MW_e)、中功率(约500MW_e- 约1000MW_e)和大功率(约1000MW_e以上)应用中。可通过在芯体102 周围设置未示出的一个或多个反射体以将中子反射回到芯体102中来改善反应堆100的性能。另外，能产生裂变物质的和可裂变的核组件在芯体102 内和其周围移动(或“倒换”)以控制其中发生的核反应。用于使这些核组件在芯体内移动的构件是本申请的主题并且以下在图2A-2E和图3A-3C 中更详细地描述。

钠冷却剂106经由主钠冷却剂泵118在容器114内循环。主冷却剂泵 118从冷池108抽吸钠冷却剂106并且在反应堆芯体102下方将它喷射到增压室(plenum)中。冷却剂106被强制向上通过芯体并且由于反应堆芯体102内发生的反应而被加热。被加热的冷却剂106从热池104的上部进入中间热交换器120，并且在冷池108中的某一位置处离开中间热交换器 120。这种主冷却剂环路122因而使钠冷却剂106完全在反应堆容器114 内循环。

中间热交换器120也包括液态钠冷却剂并且用作主冷却剂环路122与发电系统123之间的屏障，从而能确保芯体102和主冷却剂环路122的完整性。中间热交换器120将热从主冷却剂环路122(完全容纳在容器114 内)传递到中间冷却剂环路124(仅部分地位于容器114内)。中间热交换器120穿过内部容器110中的开口，从而桥接热池104和冷池108(以便允许主冷却剂环路122中的钠106在其间流动)。在一个实施例中，四个中间热交换器120分布在容器114内。

中间冷却剂环路124使经管道进出容器114的钠冷却剂126经由反应堆顶盖116循环。位于反应堆容器114的外部的中间钠泵128使钠冷却剂 126循环。热从主冷却剂环路122的钠冷却剂106传递到中间热交换器120 中的中间冷却剂环路124的钠冷却剂126。中间冷却剂环路124的钠冷却剂126经过中间热交换器120内的多个管130。这些管130保持主冷却剂环路122的钠冷却剂106与中间冷却剂环路124的钠冷却剂126分隔开，同时在其间传递热能。

直接热交换器132延伸入热池104内并且向主冷却剂环路122内的钠冷却剂106提供额外的冷却。直接热交换器132构造成允许钠冷却剂106 从热池104进入和离开该热交换器132。直接热交换器132具有与中间热交换器120相似的结构，其中管134保持主冷却剂环路122的钠冷却剂106 与直接反应堆冷却剂环路138的直接热交换器冷却剂136分隔开，同时在其间传递热能。

(位于反应堆容器114内的和位于反应堆容器114外的)其它辅助反应堆构件包括但不限于未示出但对本领域的技术人员而言显而易见的泵、止回阀、截止阀、凸缘、排泄槽等。穿过反应堆顶盖116的另外的贯通孔 (例如，用于主致冷剂泵118的端口、惰性保护气体和检查端口、钠处理端口等)未示出。控制系统140用于控制和监测反应堆100的各种构件。

宽泛而言，本公开描述了改善图1所示的反应堆100的性能的构型。具体地，缆线管理系统的实施例、构型和布置结构被示出并且以下参考图 2A-3C更详细地描述。

图2A是缆线管理系统200的一个示例性实施例的透视图。示例性缆线管理系统200包括门架部分202和塞部分204。还示出了可以用于传感器、电力等的缆线206。代表性地，缆线管理系统200位于反应堆大厅内。缆线206由门架部分202和塞部分204支承并且进入缆线收集器208。各缆线从缆线收集器208按需被分送至电器柜、电机、加热器等。图2A-2E 示出处于各种旋转位置的缆线管理系统200，以下一并说明这些附图。

在图2A和后面的图中，为了清楚起见省略了塞部分204的许多构件。一些构件包括通过使燃料组件在芯体与容器的储存区之间以及芯体和容器的储存区内移动来管理容器内的各种燃料组件的位置的容器内棒操纵组件。该容器内棒操纵组件还促进燃料(经由反应堆顶盖中的一个或多个穿孔)进出反应堆容器的移动。

为了到达芯体内和恰在芯体外的各种位置，塞部分204旋转，由此再定位容器内棒操纵组件。由于缆线206经由固定位置进入反应堆组件，所以缆线206由于可通过塞部分204实现的不同旋转而移动。一般而言，希望保持缆线206悬挂在塞部分204上方并且最大限度地减少其与塞部分 204的构件的可能交互或干涉。门架部分202与塞部分204之间的协作实现了该性能。

代表性地，缆线206由具有最小弯曲半径的柔性材料制成。希望最大限度减少缆线206在塞旋转期间的运动和/或摆动。在一些例子中，缆线206 包括进入缆线收集器208并且为外塞210所独有的缆线206的子集或一部分。通过在塞部分204中具有以下更详细地说明的可移动的门架构件和可枢转的塔构件，缆线206的移动在塞旋转期间被控制或最小化。另外，由门架构件和塔构件提供的协作适应最大限度地减少了缆线206在塞旋转期间的弯曲和/或扭转。此外，该布置结构提供了更紧凑——在一些例子中比传统轨道式多环吊挂布置结构明显更紧凑——的布局。由于塞部分204中及其周围的区域已经拥挤，所以缩小该布局是有益的和重要的。

塞部分204包括外旋转塞210和内旋转塞212。外旋转塞210围绕中心轴线A旋转并且代表性地具有+/-180度的旋转范围。可设想其它旋转范围，并且在一些例子中，旋转范围可超过360度。代表性地，图1所示的反应堆顶盖116包围外旋转塞210。

内旋转塞212定位在外旋转塞210内。内旋转塞212具有径向地偏离外旋转塞210的中心轴线A的中心轴线B。另外，内旋转塞212可独立于外旋转塞210的旋转而旋转。内旋转塞212相对于外旋转塞210的位置具有+/-90度的旋转范围。

塔组件214在从中心轴线B径向地偏置的位置处固定在内旋转塞212 上并且随内旋转塞212一起旋转。塔组件214包括支承结构216和在支承结构216的外周处枢转地附接到支承结构216上的臂218。臂218围绕平行于外旋转塞210的中心轴线A且平行于内旋转塞212的中心轴线B取向的轴线PA枢转。优选地，如图所示，轴线PA定位在与支承结构216的外周相距一定距离处。总枢转范围受到在枢转极端处臂218与支承结构216 之间的接触的限制，视相对轴线位置而定，该枢转范围无论如何在150至 270度之间。臂218由于内旋转塞212相对于外旋转塞210旋转而枢转。

支承结构216包括缆线导引件220。通常，缆线导引件220接收来自门架部分202的缆线206的一部分，并且限定具有平行于轴线A、B和PA 的轴线的通道。臂218包括定位在远端端部上的缆线导引件222。缆线导引件222限定具有平行于轴线A、B和PA的轴线CA的通道。随着内旋转塞212旋转，在外旋转塞210静止的状态下，臂218枢转并且缆线导引件222维持其相对取向，其中通道轴线CA平行于轴线A、B和PA。

门架部分202支承缆线206并且通常将缆线206引向塔组件214。门架部分202包括门架缆线导引件240、固定部件242、导轨244和门架臂 246。门架部分202经由固定部件242固定在塞部分204上方的表面如顶蓬或横梁上。门架缆线导引件240限定平行于轴线CA、A、B和PA的门架缆线导引件轴线GA。

门架缆线导引件240与门架臂246可移动地联接，使得门架缆线导引件240可以沿门架臂246的长度移动。门架臂246与导轨244可移动地联接，使得门架臂可以沿门架臂246的长度移动。例如，门架臂246包括用于平顺操作的辊。门架缆线导引件240与门架臂246的可移动联接，门架臂246又与导轨244可移动地联接，使得门架缆线导引件240能够在正交于枢转轴线PA的平面中自由移动。

各门架臂246彼此对齐。各导轨244彼此平行地取向。如图所示，门架臂246正交于导轨244取向。由此，门架缆线导引件240由于沿门架臂 246的线性移动和门架臂246沿导轨244的线性移动而移动。一般而言，这些线性移动由于外旋转塞210和内旋转塞212的旋转而被动地发生。在一些例子中，门架部分202的一个或多个构件可由与塞旋转同步的电机驱动。

图3A是缆线管理系统300的一个示例性实施例的透视图。示例性缆线管理系统300包括门架部分302和定位在反应堆大厅内的塞部分204。塞部分204与以上在图2A-2E中所示并且参考这些图所描述的塞部分相同。缆线206由门架部分302和塞部分204支承并且被分送至缆线收集器 208。图3A-3C示出处于各种旋转位置的缆线管理系统300，以下一并说明这些图。

门架部分302支承缆线306并且通常将缆线306引向塔组件214。门架部分302包括门架缆线导引件340、枢轴部件341、固定部件342、门架臂344、导轨345和门架延伸臂346。在一端附近，门架臂344经由固定部件342固定在塞部分204上方的表面如顶蓬或横梁上。在另一端或其附近，门架臂344经由枢轴部件341枢转地固定，枢轴部件341也固定在塞部分 204上方的表面上。门架缆线导引件340限定平行于轴线CA、A、B和PA 的门架缆线导引件轴线GA。

门架臂344在一端上与枢轴部件341枢转地联接并且在另一端上与导轨345可移动地联接。如图所示，导轨345具有使得门架臂344能够在与导轨345可滑动地联接的同时相对于枢轴部件341枢转的弧形。门架臂344 包括辊以提供沿导轨345的平顺移动。

门架延伸臂346经由辊与门架臂344可移动地联接，并且与门架缆线导引件340连接。随着门架臂344枢转，门架延伸臂346同样枢转。门架延伸臂346在垂直于门架缆线导引件轴线GA的平面中的移动使得门架缆线导引件340能够被动地对内旋转塞212、外旋转塞210或两者的旋转运动作出响应。因此，除了外旋转塞210和内旋转塞212的旋转以外，门架缆线导引件340还由于门架臂344沿导轨345的径向移动和门架延伸臂346 沿门架臂344的线性移动而移动。

应理解，本公开不限于在此公开的具体结构、处理步骤或材料，但扩展至相关领域的普通技术人员将认识到的它们的等同物。还应理解，这里使用的术语仅仅是出于描述具体实施例的目的，且并非意图进行限制。必须指出的是，如在本说明书中所用，单数形式的“一”、“一个”和“所述的”包括复数的指代，除非在上下文中另有明确的说明。

将显而易见的是，这里描述的系统和方法很好地适合实现提到的目的和优点以及其中固有的目的和优点。本领域的技术人员将认识到，本说明书内的方法和系统可采用许多方式实施并且因此不应受前面例示的实施例和例子限制。在这方面，这里描述的不同实施例的任意数量的特征可组合成一个实施例并且具有比这里描述的全部特征多或少的特征的替代实施例是可以的。

虽然已出于本公开的目的描述了各种实施例，但可做出各种变更和修改，其同样处于本公开所设想的范围内。可做出本领域的技术人员将容意地想到并且被涵盖在本公开的精神内的许多其它变更。