容器内棒操纵系统技术方案

本发明专利技术涉及容器内棒操纵系统。棒传递组件具有外旋转塞。拾取臂组件从外旋转塞延伸并且包括枢臂。内旋转塞偏心地配置在外旋转塞内并且可独立于外旋转塞的旋转而旋转。进入端口旋转塞偏心地配置在内旋转塞内并且可独立于外旋转塞和内旋转塞的旋转而旋转。拉臂从进入端口旋转塞延伸。

【技术实现步骤摘要】
容器内棒操纵系统
本专利技术涉及核反应领域，尤其涉及一种容器内棒操纵系统。
技术介绍
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(fuelshuffling)”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。
技术实现思路
在一方面，本专利技术的技术涉及一种棒传递组件，该棒传递组件具有：外旋转塞，该外旋转塞具有外旋转塞轴线；拾取臂组件，该拾取臂组件从外旋转塞延伸并且具有轴和枢臂，所述轴具有平行于外旋转塞轴线的轴心线，所述枢臂可围绕轴心线枢转，其中轴心线定位在与外旋转塞轴线相距第一径向距离处；内旋转塞，该内旋转塞偏心地配置在外旋转塞内，内旋转塞包括内旋转塞轴线，其中内旋转塞可独立于外旋转塞的旋转而旋转；进入端口旋转塞，该进入端口旋转塞偏心地配置在内旋转塞内，其中进入端口旋转塞能独立于外旋转塞和内旋转塞的旋转而旋转；和拉臂，该拉臂从进入端口旋转塞延伸并且包括拉臂轴线。在一个实施例中，外旋转塞轴线、轴心线、内旋转塞轴线和拉臂轴线中的每一者都互相平行。在另一实施例中，进入端口旋转塞的旋转和内旋转塞的旋转使拉臂轴线与外旋转塞轴线对齐。在又一实施例中，外旋转塞、内旋转塞和进入端口旋转塞可定位成将拉臂定位在与大旋转塞的外周相距第一距离处。在再另一实施例中，枢臂包括拾取机构，该拾取机构具有贴近与枢臂的轴相对的一端配置的拾取轴线。在上述方面的另一实施例中，在枢臂枢转时，拾取轴线可定位在轴心线与外旋转塞轴线之间；其中当这样定位时，拾取轴线配置在与外旋转塞的外周相距第二距离处；并且其中第二距离大于或等于第一距离。在一个实施例中，外旋转塞、内旋转塞、进入端口旋转塞和枢臂中的每一者都具有至少90度的旋转范围。在另一实施例中，该旋转范围为至少180度。在又一实施例中，该旋转范围大致等于360度。在再另一实施例中，拉臂在内旋转塞的上表面的上方和下方延伸。在上述方面的另一实施例中，枢臂的枢转半径小于内旋转塞的基准直径。在一个实施例中，枢臂的枢转半径包含全部容器内储存空间和反应堆芯体中央部的一部分。在另一实施例中，拉臂的枢转半径包括全部反应堆芯体中央部。在又一实施例中，拉臂的枢转半径包含容器内储存空间的内环。在再另一实施例中，拉臂的枢转半径包含容器内储存空间的外环。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以框图形式示出熔融燃料反应堆的一些基本构件。图2是示例性容器内棒操纵系统的透视图。图3A-3H是处于各种相对位置的图2所示的容器内棒操纵系统的构件的俯视平面图。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，TRW100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300MWe-约500MWe)、中功率(约500MWe-约1000MWe)和大功率(约1000MWe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2-3H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附近(例如，在其下方)将它喷射到热池104中，在此冷却剂106由于反应堆芯体102内发生的反应而被加热。一部分被加热的冷却剂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的钠本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种棒传递组件，包括：外旋转塞，所述外旋转塞包括外旋转塞轴线；拾取臂组件，所述拾取臂组件从所述外旋转塞延伸并且包括轴和枢臂，所述轴具有平行于所述外旋转塞轴线的轴心线，所述枢臂能围绕所述轴心线枢转，其中所述轴心线定位在与所述外旋转塞轴线相距第一径向距离处；内旋转塞，所述内旋转塞偏心地配置在所述外旋转塞内，所述内旋转塞包括内旋转塞轴线，其中所述内旋转塞能独立于所述外旋转塞的旋转而旋转；进入端口旋转塞，所述进入端口旋转塞偏心地配置在所述内旋转塞内，其中所述进入端口旋转塞能独立于所述外旋转塞和所述内旋转塞的旋转而旋转；和拉臂，所述拉臂从所述进入端口旋转塞延伸并且包括拉臂轴线。

【技术特征摘要】
2016.09.01 US 62/3826501.一种棒传递组件，包括：外旋转塞，所述外旋转塞包括外旋转塞轴线；拾取臂组件，所述拾取臂组件从所述外旋转塞延伸并且包括轴和枢臂，所述轴具有平行于所述外旋转塞轴线的轴心线，所述枢臂能围绕所述轴心线枢转，其中所述轴心线定位在与所述外旋转塞轴线相距第一径向距离处；内旋转塞，所述内旋转塞偏心地配置在所述外旋转塞内，所述内旋转塞包括内旋转塞轴线，其中所述内旋转塞能独立于所述外旋转塞的旋转而旋转；进入端口旋转塞，所述进入端口旋转塞偏心地配置在所述内旋转塞内，其中所述进入端口旋转塞能独立于所述外旋转塞和所述内旋转塞的旋转而旋转；和拉臂，所述拉臂从所述进入端口旋转塞延伸并且包括拉臂轴线。2.根据权利要求1所述的棒传递组件，其中，所述外旋转塞轴线、所述轴心线、所述内旋转塞轴线和所述拉臂轴线各者互相平行。3.根据权利要求2所述的棒传递组件，其中，所述进入端口旋转塞的旋转和所述内旋转塞的旋转使所述拉臂轴线与所述外旋转塞轴线对齐。4.根据权利要求1所述的棒传递组件，其中，所述外旋转塞、所述内旋转塞和所述进入端口旋转塞能定位成将所述拉臂定位在与大旋转塞的外周相距第一距离处。5.根据权利要求4所述的棒传递组件，其中，所述枢臂包括拾取机构，所述拾取机构...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·W·吉伯恩斯，S·W·希勒，C·卡内考，O·D·尼尔森，A·奥戴德拉，P·H·帕克，
申请(专利权)人：泰拉能源有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US