沸水反应器的锻造的整体式罩凸缘 本申请要求的是对1997年8月29日提交的美国临时专利申请NO.60/057,062的利益的保护。
本发明总体上涉及沸水反应器，更具体地涉及这种反应器的罩的一锻造的上罩段。
沸水反应器(BWR)的反应器压力容器(RPV)一般大致为圆柱形，其两端封闭，例如由一底头和一可拆卸顶头。一顶部引导件有时称作引导隔栅通常在反应器压力容器(RPV)内的芯板上方隔开一定距离处。一芯罩或罩通常围绕芯板，并由一罩支撑结构所支撑。特别是，该罩一般为圆柱形，并且既围绕芯板又围绕顶部引导件。顶部引导件包括多个开孔，燃料束通过这些开孔插入，并由芯板支撑。
罩的尺寸很大，通过将多个不锈钢圆柱段焊接在一起而形成。具体地说，相邻罩段的各端通过一种圆周焊接连接。一种典型的上罩段的结构是一种焊接组件，其由一顶部引导隔栅、一罩凸缘和一圆柱段构成。隔栅是位于上罩段的下端的一板的网，通常是通过将板焊接成圆柱形框上而制成。隔栅为燃料组件提供水平支撑。
上罩段的圆柱体一般通过将多个板件成形和焊接制成。该圆柱体提供了一将穿过分离器向上的流动与在罩与反应器压力容器之间的环形空间内地向下流动分开的隔板，提供了隔栅与罩凸缘之间的结构支撑，并在燃料的顶部与罩头的底部之间形成一空间/容积。
罩凸缘是一圆形凸缘，其位于上罩段的顶部。该凸缘一般由多个通过焊接连接的板段制成。凸缘提供了可将罩头用螺栓连接的一面/结构，提供了罩头的结构支撑，并在罩与罩头之间提供了密封，以限制蒸汽从罩中逸出。
在更近期公知的结构中，隔栅由单块或两块锻件制成。但罩的凸缘和圆柱体继续用焊接板或锻件制造。适用锻件减少了焊接的数量，但在上罩段还是保留了多个焊缝。
然而，罩的焊接增加了罩材料对于公知为颗粒间应力腐蚀裂纹(IGSCC)的不利影响的敏感性。在罩焊接的热效应区一般可能发生裂纹。取消在上罩段中的焊接就会消除在焊接中出现裂纹的可能性。
这些和其它目的可以通过一种锻造的上罩段实现，这种上罩段可以由单块矩形横剖面的环形锻件机加工而成，它包括一圆形凸缘和一圆柱形罩壳。在凸缘中机加工出孔和缝槽，以便与罩头对正并将其支撑。沿圆柱段的内表面机加工出一沟槽，该沟槽可以用于支撑顶部引导隔栅(未示出)。在圆柱段的一端机加工出焊接准备部分，以便连接罩的芯段。
上述上罩段由一块单块的锻件制成，因此，这种上罩段与公知的上罩段相比需要较少的焊缝。此外，这种上罩段提供了与焊接的上罩段相同的阻流隔板，提供了可以使罩头螺栓连接并得到支撑的凸缘，提供了无需一凸耳或凸缘就可将顶部引导件隔栅连接其上的沟槽，由于这种单块设计，减少了总的罩体的焊接数量。焊接数量的减少使可能出现在罩焊缝上的裂纹减至最少，而且也减少了在罩的制造和使用过程中必须监测的焊缝的数量。
图1是一示意性的局部横剖的视图，示出一沸水反应器；
图2是按照本发明一实施例的锻造的上罩段的透视图，图中一部分被切掉；和
图3是通过图2中的A-A线的锻造的上罩段的视图。
图1为一示意性的局部横剖面图，其示出包括一反应器压力容器(RPV)102的沸水反应器100，反应器压力容器(RPV)102大致为圆柱形，其一端由一底头106封闭，而另一端由一可拆卸顶头(未示出)封闭。一顶部引导件108位于该反应器压力容器(RPV)102内的一芯板110上方隔开一定距离处。一罩112围绕着芯板110并由罩支撑结构114所支撑。在罩112与该反应器压力容器(RPV)102的壁之间形成一环116。一环形的导流板118围绕该反应器压力容器(RPV)102在罩支撑结构114与该反应器压力容器(RPV)102的壁之间延伸。当然在反应器压力容器(RPV)102中充以水。
图1中示出的反应器压力容器(RPV)102是关闭的，许多部件被拆除。例如，在运行中许多燃料束和控制杆(未示出)位于顶部引导件108与芯板110之间的区域中。此外，在运行中蒸汽分离器和干燥器以及许多其它部件(未示出)位于顶部引导件108上方的区域内。
顶部引导件108为格状结构，它包括多个顶部引导柱126，这些顶部引导柱限定顶部引导开孔128。芯板110包括多个凹入面130，他们基本上与顶部引导开孔128对正，以便易于将燃料束定位在顶部引导件108与芯板110之间。利用顶部引导开孔128和凹入面130将燃料束插入顶部引导件108与芯板110之间的区域。特别是，各燃料束通过顶部引导开孔128插入，并由芯板110和顶部引导柱126水平支撑。燃料束在竖直方向上由未示出的结构支撑。
图2是按照本发明一实施例的锻造的上罩段200的透视图，其一部分被切掉。上罩段200可以由一块单独的矩形横剖面的环形锻件机加工而成，它包括一圆形凸缘202和一圆柱形罩壳204。在凸缘202上机加工出孔和缝槽206，以便对正并支撑罩头。沿圆柱段200的内表面机加工出一沟槽208，该沟槽208可以用于支撑顶部引导件(未示出)。圆柱段200的一端212机加工出一焊接准备结构，以便连接罩的芯段。
图3是通过图2中的A-A线的锻造的上罩段200的一视图。罩段200的厚度由罩的公称内径和凸缘202的外径来控制。罩段200的高度受到可得到的环形锻件的尺寸的限制。选择该高度时也要考虑上罩段200在一可接受的注量等级区域内的连接焊缝的定位需要。
选择凸缘202的厚度要考虑提供足够的用于承载罩头的负荷的强度。凸缘202的刚度还利用一整体的角撑板214得到加强，该角撑板跨越在凸缘202与圆柱壳体或段204之间。选择罩的圆柱段204的厚度时要考虑承载罩头的负荷和顶部引导件隔栅的径向负荷。
上述上罩段由一块单块的锻件制成，因此，这种上罩段与公知的上罩段相比需要较少的焊缝。此外，这种上罩段提供了与焊接的上罩段相同的阻流隔板，提供了可以使罩头螺栓连接并得到支撑的凸缘，提供了无需一凸耳或凸缘就可将顶部引导件隔栅连接其上的沟槽，由于这种单块设计，减少了总的罩体的焊接数量。焊接数量的减少使可能出现在罩焊缝上的裂纹减至最少，而且也减少了在罩的制造和使用过程中必须监测的焊缝的数量。
从前面对本发明的各实施例的描述中显然可以看出本发明的目的得到了实现。虽然已经详细地描述了本发明，但应清楚地理解，上面的描述只是为了举例说明，并不是为了限制。因此，只有权利要求书才对本发明的精神和范围作出限制。