舱口机械锁定系统 相关申请的交叉参考
该申请享有2007年12月14日提交的临时申请序列号61/013,714的优先权。
【技术领域】
本发明总体上涉及锁定机构，并且更具体地涉及一种检查舱口(access hatch)锁定机构。
背景技术
加压水反应堆核蒸汽发生器通常包括：竖直定向的壳体；多个U形管，其布置在所述壳体中从而形成管束；管板，其用于在与U状弯曲部分相对的端部处支撑这些管；分隔板，其与管板协同操作；以及通道头部，其在管束的一端处形成初级流体进入集水器和在管束的另一端处形成初级流体排出集水器。初级流体进入喷嘴与初级流体进入集水器流体相通，并且初级流体排出喷嘴与初级流体排出集水器流体相通。蒸汽发生器次级侧包括：包装物，其布置在管束和壳体之间以形成由外侧上的壳体和内侧上的包装物构成的环形腔室；以及给水环，其布置在管束的U状弯曲端部的上方。
已经由于在反应堆中循环而被加热的初级流体通过初级流体进入喷嘴而进入蒸汽发生器。初级流体从初级流体进入喷嘴被引导通过初级流体进入集水器，通过U形管束，流出初级流体排出集水器，通过初级流体排出喷嘴到反应堆冷却剂系统的其余部分。同时，给水通过给水喷嘴被引入到蒸汽发生器次级侧，所述给水喷嘴连接至蒸汽发生器内部的给水环。在给水进入蒸汽发生器时，给水就与从蒸汽分离器返回的水混合，这称为再循环流。称为下降管流的该混合物向下沿着与壳体相邻的环形腔室被引导，直到环形腔室的底部附近的管板使水反向而与U形管的外侧成传热关系通过并向上通过包装物的内侧。虽然水与管束成传热关系地进行循环，但是热从管中的初级流体传递到围绕管的水中，导致围绕管的一部分水转化成蒸汽。然后，蒸汽上升并且被引导通过从蒸汽中分离所夹带的水的多个水气分离器，然后蒸汽从蒸汽发生器出来并且通常在发电设备中循环以便以本领域中公知的方式发电。
由于初级流体包含放射性物质并且仅通过U形管壁与给水隔离，所以U形管壁形成用于隔离这些放射性物质的初级界限的一部分。因此，重要的是U形管壁要保持没有缺陷，以便在U形管中将不发生破坏，否则将导致放射性物质从初级流体进入次级侧；这是不期望的结果。
通常在维护停用期间，安排时间对蒸汽发生器进行定期维修以检查U形管的完整性以及检查蒸汽发生器的其余部件，并且清除积累的松脱的部件和淤泥以确保蒸汽发生器的持续有效和安全操作。
为了执行该维修操作，在蒸汽发生器的壳体中设置有检修口(manway)以得到至发生器的内部的通路。典型地，在壳体中在管板上方设置有检修口以得到至管道并在下甲板上方的通路，所述下甲板被水平地支撑在U形管的弯曲部分上方以将从下甲板向上延伸的汽鼓与围绕U形管的区域分离。提升管从下甲板向上延伸并且将下甲板下方的区域与汽鼓内的区域连通。提升管含有涡旋叶片，所述涡旋叶片从上升的蒸汽离心地分离出并排出夹带的水。提升管形成输送蒸汽至次级分离器组的初级分离器，所述次级分离器被支撑在汽鼓中的上甲板上方。检查舱口可以设置在一个或多个甲板中以用于维护停用期间的维修通路，所述维修通路在蒸汽发生器重新工作时必须保持密封。典型地，这些舱口通过焊接密封。这就需要当在维修操作期间需要进入时，焊接的锁定装置被磨掉以可以进入汽鼓的不同高度。在检查完成之后，锁定装置必须被焊回到适当的位置中。所有这些磨削和焊接增加了现场的时间，继而增加了操作设施的成本。
因此，期望一种能承受蒸汽发生器的严苛的操作环境同时能够在维修操作期间易于进入的新的检查舱口密封件。
另外，期望的是这种改进的舱口密封件基本是整装的并且不会在发生器中产生任何松脱部件，否则所述松脱部件可能损坏U形管。
【发明内容】
本发明通过提供一种用于蒸汽发生器的大体水平甲板的可拆除的检查板或舱口的机械锁定机构而实现上述目的。该锁定机构包括销保持器，所述销保持器附装至甲板下侧或可拆除地检查板中的任一个。长形的机械销可收回地附装至销保持器，以在甲板下表面下方的大体水平面内在关闭位置和打开位置之间运动。接收插座附装至甲板表面下方或可拆除的检查板中的另一个，以接合处于关闭位置中的机械销，从而将可拆除的检查板锁定至甲板。
在一个优选的实施例中，销保持器附装至可拆除的检查板，以便如果需要维护锁定机构时，可拆除的检查板可以容易地从蒸汽发生器拆除以在较少腐蚀性的环境中维修锁定机构的运动部件。
此外，在另一个优选的实施例中，提供当机械销处在其关闭位置中时用于锁定机械销的装置。可期望地，用于锁定机械销的装置包括锁紧螺母，所述锁紧螺母接合机械销上的锥形螺纹并且将机械销锁定在关闭位置中。可期望地，销保持器具有槽，所述槽具有平行且相对的竖直壁，机械销通过所述壁在其关闭位置和打开位置之间滑动。可期望地，机械销具有纵向延伸且直径地相对的较平坦的区域，所述区域被紧密地接收在相对的竖直且带切口的壁中，以便当销在其打开位置和关闭位置之间滑动时或当锁紧螺母收紧时销不能在槽内旋转。
在又一个实施例中，用于锁定机械销的装置包括可运动的夹板，所述夹板与机械销中的横向槽对准地从销保持器被支撑。当机械销处在其关闭位置中时夹板可运动到槽中以锁定机械销。优选地，槽处在机械销的表面内并且沿着竖直方向定向，以便当机械销处在其关闭位置中时夹板可以落入槽中。可期望地，夹板由机械销保持器支撑在机械销上方，以便使夹板可以在重力的作用下落入槽中。在一个优选实施例中，夹板在一端处铰接地附装至销保持器。优选地，锁定夹板为锁紧螺母形成备用锁定机构以用于将机械销锁定在其关闭位置中。
在又一个优选实施例中，锁定机构包括反作用支架，所述反作用支架附装至甲板下表面或可拆除的板中附装有销保持器的一个。反作用支架在销保持器和接收插座之间与销保持器间隔开，并且反作用支架具有与接收插座中的接合开口对准的开口。处在其关闭位置中的机械销在反作用支架中的开口与接收插座中的开口之间延伸到销保持器中的槽中。可期望地，机械销还包括周向颈圈，所述周向颈圈抵靠锁紧螺母以防止销横向运动脱离销保持器。
【附图说明】
从以下结合附图阅读的优选实施例的说明可以得到对本发明的进一步理解，附图中：
图1是竖直的蒸汽发生器的部分切除的透视图；
图2是图1中所示的竖直的蒸汽发生器的上部分的剖视图；
图3是本发明的锁定机构的透视图；以及
图4是甲板的下侧的平面图，其中处在适当位置中的可拆除的检查板被本发明的锁定机构部分地锁定。
【具体实施方式】
现在参照附图，图1示出使用多个U形管的蒸汽或水蒸气发生器10，所述多个U形管形成管束12以提供从初级流体传热以使次级流体沸腾或蒸发所需要的加热表面。蒸汽发生器10包括容器，其具有竖直定向的管状下壳体部分14以及用于封装上端的顶部封壳或碟形头部16、用于封装下端的大体半球形状的通道头部18。下壳体部分14的直径小于上壳体部分15，并且截头锥形的过渡部分20将上部分和下部分连接起来。管板22附装至通道头部18并且其中布置有多个孔24以接收U形管的端部。在通道头部18内居中地布置有分隔板26以将通道头部18分成两个隔间28和30，所述两个隔间28和30用作用于管束的集水器。隔间30是初级流体进入隔间并且具有与其流体相通的初级流体进入喷嘴32。隔间28是初级流体排出隔间并且具有与其流体相通的初级流体排出喷嘴34。从而，初级流体(即进入流体隔间30的反应堆冷却剂)流过管束12并通过排出喷嘴34流出。
管束12被包装物36环绕，所述包装物36形成在包装物36和下壳体14以及截头圆锥体的过渡锥形物20之间的环形通路。包装物36的顶部被下甲板40覆盖，所述下甲板40包括与多个提升管44流体相通的多个开口42。在提升管内布置有涡旋叶片46以使蒸汽流过，当蒸汽流过该初级离心分离器时使蒸汽旋转并离心地去除蒸汽内夹带的某些湿气。在该初级分离器中从蒸汽分离的水回到下甲板上方的水池80(参见图2)。在流过初级离心分离器之后，蒸汽在到达蒸汽排出喷嘴50之前通过次级分离器48，所述蒸汽排出喷嘴50居中地布置在碟形头部16中。
该发生器的给水进入结构包括：给水进入喷嘴52，其具有称为给水环54的大体水平的部分和在给水环54上方抬高的排放喷嘴56。通过给水进入喷嘴52供给的给水通过给水环54，并且通过排放喷嘴56离开而与从蒸汽分离的水混合，并进行再循环。然后，混合物向下流动越过下甲板40进入环形通路38。然后，水在包装物36的下部分处进入管束并在管束之中向上流动，在该处水被加热以产生蒸汽。
图2是图1中所示的蒸汽发生器的上部分的剖视图。在几个附图中相同的附图标记用于表示相对应的部件。图1和2中所示的发生器包括松脱部件收集器堰60和集泥器68，这些在2008年2月22日提交的美国专利申请序列号12/035,722中更加详细地说明。松脱部件收集器堰60和集泥器68形成为下甲板40的一部分并收集可能已经混入给水或再循环流中的淤泥和松脱的部件，并且在这些淤泥和松脱的部件损坏管束12或影响发生器的效率之前捕获它们。淤泥和松脱的部件在维修停用期间周期性地去除。
对蒸汽发生器10设置通路以通过在中间甲板62和上甲板58之间的检修口74进行维修。上甲板58支撑次级分离器48。上甲板58具有可拆除的检查板64，从图4中可以最好地看到所述检查板64的下侧。
图4示出上甲板58的下侧，可拆除的检查板64通过本发明的机械锁定系统70而保持在适当的位置中。将参照图3更加详细地说明本发明的机械锁定系统70，该机械锁定系统70基本包括可收回地附装至销保持器76的长形机械销72。机械销72通过反作用支架78从销保持器76径向地延伸，而在其关闭位置中被接收插座86捕获并被锁紧螺母82锁定在该关闭位置中。图4中示出了三个这种锁定系统70，通过图4应当理解可以使用2-4个这种系统，优选地采用至少三个这种系统以将检查板64抵靠上甲板58锁定在适当的位置中。
如图4中可以看到，反作用支架78、机械销72、锁紧螺母82和销保持器76的组件可以焊接到上甲板58的下表面或者可拆除的检查板64，接收插座86焊接到上甲板58的下侧或者可拆除的检查板64中的另一个。优选地，反作用支架78、机械销72、锁紧螺母82和销保持器76的组件焊接到可拆除的检查板，以便使初始附装以及可能需要的任何其它维护可以通过拆除可拆除的检查板64而在发生器的外部执行。这样允许维修工作在较少腐蚀性的环境中执行。接收插座86可以由具有凹槽或孔的金属块形成，所述凹槽或孔被机械加工以接收机械销72的径向向外延伸的端部。或者，可以采用具有类似的凹槽的焊接垫。
图3中所示的透视图中更加详细地示出反作用支架78、机械销72、锁紧螺母82和销保持器76的组件。图3示出处在收回位置中的机械销72。如图4中所示，销保持器76和反作用支架78优选地作为一个单元焊接到可拆除的舱口盖，反作用支架78与接收插座86相邻。通过将机械销72组装到反作用支架78和销保持器76以及附装护圈84中，机械销72和机械销72上的NPT锁紧螺母82完全被保持到检查板64上。为了接合机械销72，使用手指柄88手动地径向向外地推动机械销72的径向向内延伸的自由端，以便使其接合接收插座86中的孔。优选地，销保持器76内的孔(机械销72从其延伸)的至少一部分具有带切口的、直径地相对的侧面部分，即，所述侧面部分沿着直线水平地延伸。带切口的侧面部分与机械加工的区域98紧密地配合，所述机械加工的区域98在机械销72的任一侧上纵向地延伸，以便当锁紧螺母运动到适当的位置中以开始在NPT(锥形)螺纹90上转动时，销保持器76上的壁(机械销72从其开始延伸)的带切口的部分防止销旋转。这样需要NPT螺纹90的一部分被切削掉以在机械销72的直径相对的侧面上形成区域98，然而，这不会不利地影响螺纹90或锁紧螺母82的工作。在锁紧螺母82接合到机械销72上之后，螺母82抵靠销保持器76的侧面防止了销收回。
可期望地，在机械销本体72上设置有肩部或颈圈84，以抵靠锁紧螺母82支承并限制销72的横向运动，由此保持锁紧螺母82。
在一个优选的实施例中，还设置冗余的锁定部件以确保在锁紧螺母82从其锁定位置中收回的这种不太可能发生的情况下销将仍然被保持在锁定位置中。销闩锁或夹板96通过闩锁铰链销94铰接地固定到销保持器76。闩锁铰链销94固定地压配合、焊接、通过镦粗孔的边缘或者以其他方式牢固地约束在销保持器76内的孔中。在销的表面中机械加工有闩锁槽92，所述闩锁槽92竖直地延伸并且尺寸设计成在其向下旋转时接收闩锁。在闩锁96和销保持器76中的开口(机械销72通过该开口延伸)之间设有充分的间隙，以便使闩锁自由地运动。当机械销72处在关闭位置中时，槽92与销闩锁96对准，以便当销闩锁96绕闩锁铰链销94旋转时，销闩锁96落座在闩锁槽92中，从而防止机械销72的横向运动。当机械销72被接合时，销闩锁96通过重力向下摆动到机械销72的径向向内端部中的闩锁槽92中。在不需要手动地保持销闩锁的情况下销闩锁96中的槽100允许销闩锁被存放在收回位置中，以便使安装者可以自由地操作销。
因此，完全保持了所有没有直接焊接至可拆除的舱口盖板或甲板下侧的可运动部件；NPT螺纹将销固定在锁定位置中；在NPT锁紧螺母82脱开螺纹的这种不太可能发生的情况中，冗余的锁定突出物固定机械锁定销以防其轴向运动；操作锁定机构仅需要标准工具，即扳手；安装锁定机构的大部分工作可以在蒸汽发生器单元的外部执行；以及如果需要，锁定机构的修理可以通过拆除舱口盖而在发生器的外部进行。
虽然在蒸汽发生器中间甲板检查口的应用中详细地说明本发明的具体实施例，但本领域中的技术人员将应当理解，考虑所公开的全部教导可以发展这些细节的各种修改和替换。例如，本发明可以用于密封任何其它的蒸汽发生器甲板上的检查口盖。因此，所公开的实施例仅意味着举例说明并不限制本发明的范围，本发明的范围将由所附权利要求的全部范围及其任何和全部等同方案所给出。