專(zhuān)利名稱(chēng):基于壓差的鎖定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一基于壓差的鎖定方法。更具體的，本發(fā)明是用于確保兩個(gè)壓力容器在一起的鎖定方法。特別是應(yīng)用在將燃料填充機(jī)(fuelling machine)，燃料排出機(jī) (defuelling machine)或監(jiān)視器固定到核反應(yīng)堆的燃料管道。
背景技術(shù)：
加壓的燃料管道型的核反應(yīng)堆，例如CANDU核反應(yīng)堆(加拿大重水鈾反應(yīng)堆)，由一容納水平取向的燃料管道的壓力容器組成。典型的反應(yīng)堆包含大約400個(gè)燃料管道。這些燃料管道自身也是壓力容器。每個(gè)燃料管道容納了多個(gè)在一壓力管里首尾連接的燃料棒束(fuel bundle)。每個(gè)燃料棒束包括多個(gè)伸長(zhǎng)的容納著可裂變材料的燃料棒。高壓的重水或輕水冷卻液流過(guò)燃料管道來(lái)冷卻這些燃料棒，并且?guī)ё吡炎冞^(guò)程中產(chǎn)生的熱量。每個(gè)燃料管道的每個(gè)末端有一末端零件用于容納燃料管道的內(nèi)容物，并且提供該燃料管道的接
反應(yīng)堆的更換燃料通過(guò)一燃料填充機(jī)完成，燃料填充機(jī)用于移去用盡的燃料棒束并且插入新的替代燃料棒束。燃料填充機(jī)的頭部也是一壓力容器。燃料棒束被裝入到一燃料轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)內(nèi)并且隨后被推入到燃料填充機(jī)頭部的燃料裝載室內(nèi)。燃料棒束通過(guò)燃料填充機(jī)頭部的進(jìn)口(snout)裝入燃料管道中。當(dāng)續(xù)加燃料時(shí)，燃料填充機(jī)被遙控移動(dòng)到反應(yīng)堆表面，并且燃料填充機(jī)頭部的進(jìn)口被夾持在燃料管道的末端零件上。一進(jìn)口夾持機(jī)構(gòu)，由一進(jìn)口驅(qū)動(dòng)裝置控制，將進(jìn)口夾持在末端零件上。該燃料填充機(jī)的封口和燃料管道的封口于是被移除，從而燃料管道對(duì)燃料填充機(jī)開(kāi)放。
為了避免整體或部分燃料棒束從燃料管道中漏失或反應(yīng)堆冷卻液泄漏的極小的可能性，那么當(dāng)燃料填充機(jī)的封口或燃料管道的封口被移除時(shí)，重要的是燃料管道沒(méi)有與燃料填充機(jī)分離。設(shè)計(jì)并且測(cè)試進(jìn)口夾機(jī)構(gòu)和進(jìn)口驅(qū)動(dòng)裝置，使得保證末端零件與進(jìn)口之間的密封良好的保持，除非被命令松開(kāi)夾持。然而，有可能的是在一定的溫度和振動(dòng)條件下，進(jìn)口驅(qū)動(dòng)裝置可能回動(dòng)(back-drive)。例如，可能潛在地發(fā)生的作為一地震事件的結(jié)果的情況。另外，有可能的是在由操作錯(cuò)誤、系統(tǒng)誤差或例如電路短路這樣的系統(tǒng)故障導(dǎo)致的錯(cuò)誤時(shí)間，進(jìn)口驅(qū)動(dòng)裝置被命令松開(kāi)。
為了避免任何這樣疏忽的松開(kāi)夾持，該進(jìn)口驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)置了一機(jī)械鎖，用于固定進(jìn)口驅(qū)動(dòng)裝置，從而防止夾持機(jī)構(gòu)的致動(dòng)。另外，電式和軟件聯(lián)鎖裝置(electrical and software interlocks) 一般被用于防止進(jìn)口驅(qū)動(dòng)裝置被操作。
通常使用的機(jī)械鎖定裝置中的一種是一推桿和活塞類(lèi)型的鎖，當(dāng)桿的一末端，作為鎖銷(xiāo)，伸入進(jìn)口驅(qū)動(dòng)裝置的凹槽時(shí)，接合在一起。當(dāng)續(xù)加燃料的時(shí)候，進(jìn)口腔向反應(yīng)堆的工作壓力開(kāi)放。該壓力在進(jìn)口腔里推動(dòng)活塞來(lái)驅(qū)動(dòng)鎖銷(xiāo)進(jìn)入進(jìn)口驅(qū)動(dòng)裝置中的位置。這壓縮了活塞桿端的一大彈簧。一旦續(xù)加燃料完成，進(jìn)口腔就被減壓。當(dāng)進(jìn)口腔里的壓力降到低于預(yù)設(shè)水平時(shí)，彈簧重新伸展，鎖銷(xiāo)縮回并且鎖定裝置脫離。因而，該鎖定裝置被來(lái)自反應(yīng)堆中的壓力致動(dòng)，并且通過(guò)彈簧的回復(fù)伸展而失去作用。當(dāng)潤(rùn)滑劑退化或密封破裂，從而脫離壓力水平被設(shè)在相對(duì)較高時(shí)，彈簧釋放必須足夠有力才能使鎖定裝置脫離。
雖然推桿和活塞類(lèi)型的鎖定裝置操作有效且可靠，但是如果反應(yīng)堆壓力降到低于脫離壓力水平，它就不能固定進(jìn)口驅(qū)動(dòng)裝置來(lái)防止燃料填充機(jī)從燃料管道上松開(kāi)。因而，如果因?yàn)槔鋮s劑意外損失、主流線(xiàn)(main stream line)破裂或其他類(lèi)似干擾或意外情況導(dǎo)致反應(yīng)堆中壓力降低，那么該鎖定裝置將會(huì)脫離，并且將會(huì)有進(jìn)口和末端零件分離的危險(xiǎn)，導(dǎo)致反應(yīng)堆冷卻劑泄漏或核燃料漏出。
另一個(gè)假設(shè)情形是發(fā)生在關(guān)閉條件時(shí)，該推桿和活塞類(lèi)型的鎖定裝置沒(méi)有起到固定燃料管道和燃料填充機(jī)之間連接的作用。雖然燃料管道續(xù)加燃料通常發(fā)生在反應(yīng)堆在線(xiàn) (online)的時(shí)候，但是它有可能在反應(yīng)堆關(guān)閉模式的時(shí)候執(zhí)行。燃料管道中的壓力在關(guān)閉模式時(shí)降到大約50psi(344. 75kPa)。這種壓力水平不足以導(dǎo)致該推桿和活塞類(lèi)型的鎖定裝置接合，并且，從而該鎖定裝置在關(guān)閉條件時(shí)無(wú)法操作。
已經(jīng)做了很多嘗試來(lái)開(kāi)發(fā)一種鎖定裝置，克服所述推桿和活塞類(lèi)型的鎖定裝置的缺點(diǎn)。例如，本發(fā)明的受讓人已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一鎖定裝置，它將會(huì)在更大的壓力范圍中工作。該鎖定裝置顯示了由于更大壓力范圍導(dǎo)致的操作困難。例如，在燃料填充過(guò)程中執(zhí)行泄漏檢查時(shí)，以及在其他環(huán)境中，在進(jìn)口腔中的增壓導(dǎo)致鎖定裝置在燃料填充機(jī)將從反應(yīng)堆表面移去時(shí)部分接合。另外，鎖定裝置需要更大的活塞，使得制造一能夠可改型的緊湊封裝 (sizepackage)變得困難。
因而，需要一鎖定裝置，它能有效的防止進(jìn)口裝置活動(dòng)，從而固定燃料管道和燃料填充機(jī)之間連接，并且當(dāng)燃料管道中發(fā)生壓力損失或減少以及反應(yīng)堆關(guān)閉時(shí)，該鎖定裝置能夠保持可用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的鎖定裝置用于防止燃料填充機(jī)從燃料管道上意外松開(kāi)，而在同樣的條件下，先前技術(shù)的鎖定裝置不能實(shí)現(xiàn)這些。該鎖定裝置的動(dòng)作是基于進(jìn)口腔和燃料填充機(jī)儲(chǔ)料容器(magazine)之間的壓差。當(dāng)進(jìn)口腔壓力和燃料填充機(jī)壓力大致相等時(shí)鎖定裝置被接合住。這發(fā)生在進(jìn)口和燃料管道封口移除之前。因而，如果在續(xù)加燃料時(shí)反應(yīng)堆壓力降低，鎖定裝置保持接合，并且該鎖定裝置在反應(yīng)堆關(guān)閉情況下當(dāng)反應(yīng)堆壓力極大的減小時(shí)同樣能夠運(yùn)作。一旦續(xù)加燃料完成并且封口被移除，進(jìn)口腔壓力被排出并且燃料填充機(jī)儲(chǔ)料容器的壓力作用為使得該鎖定裝置脫開(kāi)。因此，如果在續(xù)加燃料時(shí)反應(yīng)堆內(nèi)壓力下降，該鎖定裝置保持接合。該鎖定裝置在反應(yīng)堆關(guān)閉情況下當(dāng)反應(yīng)堆壓力極大的減小時(shí)同樣能夠運(yùn)作。
因而依據(jù)本發(fā)明，這里提供了一種鎖定裝置，包括可松脫地鎖定一連接機(jī)構(gòu)的推桿和活塞，連接機(jī)構(gòu)將核反應(yīng)堆的壓力燃料管道的末端零件與燃料填充、燃料排出或監(jiān)視設(shè)備的進(jìn)口密封接合，推桿和活塞可在有效解鎖連接機(jī)構(gòu)以允許進(jìn)口與末端零件脫開(kāi)的第一位置和有效鎖定連接結(jié)構(gòu)以保持末端零件與進(jìn)口密封接合的第二位置之間移動(dòng)，末端零件具有可移去的燃料管道封口塞，進(jìn)口在其遠(yuǎn)端具有進(jìn)口腔以及可移去的進(jìn)口塞，進(jìn)口塞限定進(jìn)口腔與燃料填充、燃料排出或監(jiān)視設(shè)備之間的壓力邊界，進(jìn)口腔在燃料管道封口塞被移去時(shí)與燃料管道流體連通并且在進(jìn)口塞被移去時(shí)與燃料填充、燃料排出或監(jiān)視設(shè)備流體連通；用于將進(jìn)口腔加壓至燃料填充、燃料排出或監(jiān)視設(shè)備的壓力以允許移去進(jìn)口塞的裝置；用于將燃料填充、燃料排出或監(jiān)視設(shè)備加壓至燃料管道的壓力以允許移去燃料管道封口塞的裝置；和用于檢測(cè)進(jìn)口腔與燃料填充、燃料排出或監(jiān)視設(shè)備之間的壓力差的裝置， 推桿和活塞響應(yīng)于進(jìn)口塞兩側(cè)的負(fù)壓力差而移動(dòng)到解鎖位置并響應(yīng)于進(jìn)口腔與燃料填充、 燃料排出或監(jiān)視設(shè)備之間的壓力平衡而移動(dòng)到鎖定位置。
依據(jù)本發(fā)明的其他方面，這里提供了一種可松脫地鎖定一連接機(jī)構(gòu)的鎖定方法， 連接機(jī)構(gòu)使核反應(yīng)堆的壓力燃料管道的末端零件與壓力燃料填充、燃料排出或監(jiān)視設(shè)備的進(jìn)口密封接合，末端零件具有可移去的燃料管道封口塞，進(jìn)口在其遠(yuǎn)端具有進(jìn)口腔以及可移去的進(jìn)口塞，進(jìn)口塞限定進(jìn)口腔與燃料填充、燃料排出或監(jiān)視設(shè)備之間的壓力邊界，所述方法包括操作連接機(jī)構(gòu)以密封接合進(jìn)口與末端零件；將進(jìn)口腔加壓至燃料填充、燃料排出或監(jiān)視設(shè)備的壓力；將進(jìn)口塞移至燃料填充、燃料排出或監(jiān)視設(shè)備內(nèi)部；將燃料填充、燃料排出或監(jiān)視設(shè)備加壓至燃料管道的壓力；將燃料管道封口塞移至燃料填充、燃料排出或監(jiān)視設(shè)備內(nèi)部；對(duì)燃料管道進(jìn)行燃料填充、燃料排出或監(jiān)視；放回燃料管道封口塞和進(jìn)口塞；對(duì)進(jìn)口腔減壓；感測(cè)進(jìn)口腔與燃料填充、燃料排出或監(jiān)視設(shè)備之間的壓力差；和響應(yīng)于壓力平衡，致動(dòng)推桿和活塞以鎖定連接機(jī)構(gòu)，并響應(yīng)于負(fù)壓力差，停止致動(dòng)推桿和活塞以解鎖連接機(jī)構(gòu)。


圖1是燃料管道末端零件通過(guò)本發(fā)明的鎖定裝置與燃料填充機(jī)進(jìn)口連接時(shí)初始位置的橫截面圖
圖2是本發(fā)明的鎖定裝置處于脫離位置的橫截面圖。
圖3是本發(fā)明的鎖定裝置處于接合位置的橫截面圖。
具體實(shí)施方式
CANDU反應(yīng)堆的燃料管道通過(guò)遙控燃料填充機(jī)的方法加燃料，該燃料填充機(jī)從燃料管道中移去耗盡的燃料棒束并用新的燃料棒束替換它們。耗盡的燃料棒束和新的燃料棒束存放在燃料填充機(jī)的燃料輸入孔中。為了進(jìn)行續(xù)加燃料，燃料填充機(jī)的頭部如圖1所示的方式連接在燃料管道上。燃料管道10是一內(nèi)徑大約4英寸(0. IOm)的縱向柱狀裝置，并且被用于容納一串首尾相連的燃料棒束。高壓重水或輕水冷卻劑在一末端進(jìn)入燃料管道10 中，流過(guò)這些燃料棒束來(lái)冷卻這些燃料棒，移去裂變過(guò)程中產(chǎn)生的熱量，并且從燃料管道10 的另一末端流出。一末端零件，其中之一如參考標(biāo)號(hào)12所示，被附加在燃料管道10的每個(gè)末端上。封口塞，其中之一如參考標(biāo)號(hào)14所示，是可以從燃料管道10上移除的封口件，它們配合到每個(gè)末端零件12的遠(yuǎn)端內(nèi)，并且起著容納燃料管道10內(nèi)容物的作用。燃料管道 10的壓力邊界是在封口塞14上。
燃料填充機(jī)的頭部是一壓力容器，它容納著一燃料裝載機(jī)構(gòu)。燃料裝載儲(chǔ)料容器 (其中的一段如參考標(biāo)號(hào)20所示)接納燃料到空位，用于插入到燃料管道10中以及從燃料管道10中移除。進(jìn)口 22是燃料填充機(jī)儲(chǔ)料容器20的一管狀延伸物，通過(guò)進(jìn)口 22燃料棒束進(jìn)入到燃料管道10中。燃料填充機(jī)進(jìn)口塞M是位于進(jìn)口 22里的一可移除封口件。燃料填充機(jī)的壓力邊界是在進(jìn)口塞M上。
在末端零件12和進(jìn)口 22之間的一金屬密封件受到夾具沈的作用。夾具沈由臂 30上的鉗口觀組成。鉗口觀是楔形元件，它們被向下拉到末端零件12外側(cè)上的槽32里， 從而將末端零件12和進(jìn)口 22緊緊的拉在一起。一進(jìn)口驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)夾具沈。在圖1所示的實(shí)施例中，進(jìn)口驅(qū)動(dòng)裝置是一由在末端零件12上的夾管34、環(huán)形齒輪36和齒條38組成的螺旋線(xiàn)性致動(dòng)器(screw-based linear actuator)。齒條38驅(qū)動(dòng)環(huán)形齒輪36，環(huán)形齒輪36將圓管拉回燃料填充機(jī)，并且向夾具沈上加壓，從而導(dǎo)致鉗口 28的活動(dòng)。其他類(lèi)型的進(jìn)口驅(qū)動(dòng)裝置也可能被使用，例如，齒條和小齒輪(pinion)或制動(dòng)盤(pán)(sprag disc)類(lèi)型的裝置。當(dāng)末端零件12和進(jìn)口 22被密封時(shí)，進(jìn)口塞M遠(yuǎn)端周?chē)捏w積被容納，并且被指示為進(jìn)口腔16。
本發(fā)明的鎖定裝置，如圖1中參考標(biāo)號(hào)40所示以及在圖2和3中更細(xì)節(jié)的顯示， 作用于進(jìn)口驅(qū)動(dòng)裝置上，從而防止末端零件12和進(jìn)口 22的松開(kāi)。參考圖2，該鎖定裝置有一被機(jī)殼42封裝的推桿和活塞型裝置。活塞44和彈簧46占用液壓活塞腔48。彈簧46被接合在活塞腔48的底盤(pán)上，并且偏置在活塞44的底部，從而，當(dāng)彈簧46被壓縮時(shí)，活塞44 被定位到活塞腔48里的下部，當(dāng)彈簧46伸展時(shí)，活塞44被定位到活塞腔的上部處。桿50 從活塞44的頂部伸出，穿過(guò)機(jī)殼42的上部。桿50的上段穿過(guò)套管52潛在地與齒條38接
口 O
推桿密封M和活塞密封56分別為推桿50和活塞44提供流體密封。密封M、56 可能是環(huán)形密封圈、T型密封或其他形式的密封。推桿50有潤(rùn)滑裝置(未示出)和潤(rùn)滑脂壓力密封(grease wiper seal) 58。該活塞和鎖定裝置的直徑可以是任何適合的尺寸。在一使用通常的進(jìn)口驅(qū)動(dòng)裝置的鎖定裝置里，活塞直徑大約是2英寸(0. 05m)，推桿直徑大約是1英寸(0. 025m)，并且彈簧的承載力在它的展開(kāi)位置大約是52磅(231. 4N)。
鎖定裝置40以圖1所示的方式連接到燃料填充機(jī)儲(chǔ)料容器20和進(jìn)口腔16上。 進(jìn)口連接管60附在活塞端口 62上，并且將進(jìn)口腔16與活塞腔48的活塞那側(cè)通過(guò)活塞管道64連接起來(lái)。儲(chǔ)料容器連接管66附在推桿端口 68上，并且通過(guò)推桿管道70將燃料填充機(jī)儲(chǔ)料容器20連接到活塞腔48的推桿一側(cè)。管60和66以任意合適的方式連接到進(jìn)口腔16和燃料填充機(jī)儲(chǔ)料容器20上，并且，優(yōu)選的是，為了便利，它們先于壓力線(xiàn)或端口 (pressurelines or ports)存在。
一磁體桿72被安裝在一擰入活塞44到管73內(nèi)的螺紋桿上?；善?lèi)型的磁性開(kāi)關(guān)74固定在管73的外側(cè)的固定位置。開(kāi)關(guān)74監(jiān)測(cè)磁體位置，以允許活塞44位置的遙測(cè)。
排放口 76具有如果推桿密封M失效就排放流體的水平管道78，以及排放任何可能滲入進(jìn)口驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的流體的垂直管道80。
為了填充一燃料管道，燃料填充機(jī)頭部?jī)?chǔ)料容器20被移動(dòng)到反應(yīng)堆表面，并且進(jìn)口 22通過(guò)夾具沈連接在末端零件12上。假設(shè)反應(yīng)堆處于工作模式，燃料管道10中的壓力處于反應(yīng)堆工作壓力。燃料填充機(jī)儲(chǔ)料容器20中的壓力處于停止壓力(park pressure) 并且進(jìn)口腔16中的壓力處于反應(yīng)堆建筑物壓力(reactor building pressure)。停止壓力是在冷卻容納在燃料填充機(jī)儲(chǔ)料容器20中的耗盡的燃料時(shí)需要的壓力。更明確的說(shuō)，它等于在燃料填充機(jī)頭部里的最小壓力，該最小壓力必須保證冷卻劑通過(guò)從燃料填充機(jī)頭部伸出的冷卻管道回流。一旦進(jìn)口 22和末端零件12被夾持在一起，那么進(jìn)口腔16的泄漏檢查就被執(zhí)行。進(jìn)口腔16通過(guò)一管道(未示出)增壓至儲(chǔ)料容器停止壓力，這里未示出的管道可能是獨(dú)立的或者可自管道60的T形部分延伸。
—旦進(jìn)口腔16和燃料填充機(jī)儲(chǔ)料容器20里的壓力相等，一滑塊裝置(ram assembly)拉回進(jìn)口塞進(jìn)入燃料填充機(jī)的內(nèi)部?jī)?chǔ)料容器中。然后，燃料填充機(jī)里的壓力上升到反應(yīng)堆工作時(shí)的壓力。一旦燃料管道10，進(jìn)口腔16和燃料填充機(jī)儲(chǔ)料容器20里的壓力相等，一滑塊裝置將封口塞14拉回到燃料填充機(jī)的內(nèi)部?jī)?chǔ)料容器中。當(dāng)燃料管道續(xù)加燃料完成時(shí)，滑塊裝置放回封口塞14，并且燃料填充機(jī)內(nèi)的壓力被減小到燃料填充機(jī)停止壓力。 然后滑塊裝置放回進(jìn)口塞對(duì)。一旦進(jìn)口腔16被通氣至反應(yīng)堆建筑物壓力，那么該進(jìn)口驅(qū)動(dòng)裝置操作分離夾具26并且燃料填充機(jī)從反應(yīng)堆表面移開(kāi)。
當(dāng)末端零件12開(kāi)始被夾持在進(jìn)口 22上時(shí)，燃料填充機(jī)儲(chǔ)料容器20內(nèi)的壓力和進(jìn)口腔16內(nèi)的壓力之間的壓差足夠在活塞腔48的推桿一側(cè)產(chǎn)生足夠大的壓力來(lái)保持彈簧46 被壓縮并且桿50在套管52內(nèi)。在這種情形下，鎖定裝置40處于如圖2所示的分離位置。 燃料填充機(jī)儲(chǔ)料容器和進(jìn)口腔壓力一相等允許進(jìn)口塞M移開(kāi)時(shí)，由于活塞44表面積較大， 活塞腔48的活塞一側(cè)的壓力和彈簧46使得活塞44在活塞腔48內(nèi)升高以及桿50從套管 52中脫出，并與附著在齒條38底部的一阻擋架重疊?；蛘撸X條38的底部可有一凹槽，大小剛好用于桿50的栓狀插入物插入。桿50和齒條38的接合固定了進(jìn)口驅(qū)動(dòng)裝置，從而夾具26不能松開(kāi)。在這種情況下，鎖定裝置40處于它的接合位置。當(dāng)燃料填充機(jī)壓力升至反應(yīng)堆工作壓力并且管道封口塞14被移開(kāi)時(shí)，鎖定裝置40保持接合，并且在整個(gè)續(xù)加燃料的過(guò)程繼續(xù)保持接合。一旦燃料填充完成并且管道封口塞14和進(jìn)口塞M被放回，進(jìn)口腔 16被排放至反應(yīng)堆建筑物壓力，盡管燃料填充機(jī)儲(chǔ)料容器仍然保持停止壓力。當(dāng)燃料填充機(jī)儲(chǔ)料容器相對(duì)進(jìn)口腔的正壓差足夠大時(shí)，鎖定裝置40脫離開(kāi)來(lái)。連接到活塞腔48推桿一側(cè)的燃料填充機(jī)儲(chǔ)料容器壓力驅(qū)動(dòng)活塞44向下，并且在該進(jìn)口機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)中，桿50從阻擋物或齒條38上的凹槽中縮回。
儲(chǔ)料容器連接管66優(yōu)選的是放置在進(jìn)口連接管60的前面，這樣任何對(duì)管的機(jī)械損害都首先影響的是儲(chǔ)料容器連接管66。這保證了在這些情況下鎖定裝置40保持接合狀態(tài)。
本發(fā)明有許多優(yōu)點(diǎn)。
該鎖定裝置在續(xù)加燃料過(guò)程的早期就接合，并且，更明確地，在燃料填充機(jī)與反應(yīng)堆聯(lián)機(jī)之前接合。
另外，如果當(dāng)燃料管道向燃料填充機(jī)開(kāi)放時(shí)，燃料管道中的壓力減小或損耗，儲(chǔ)料容器相對(duì)進(jìn)口腔的壓差將不存在而且鎖定裝置仍將保持接合。甚至如果儲(chǔ)料容器和進(jìn)口腔中所有的壓力消失時(shí)，該彈簧將起到保持鎖定裝置接合的作用。結(jié)果，如果有冷卻劑意外損耗、主流線(xiàn)破裂或其它類(lèi)似干擾或意外情況發(fā)生，該鎖定裝置將保持接合并且確保燃料填充機(jī)不會(huì)與燃料管道分離。在這些情況下不僅意外松開(kāi)夾持是一個(gè)較大的危險(xiǎn)，而且在這樣的事件中鎖定裝置保持接合狀態(tài)是尤其重要的，因?yàn)榧偃缛剂咸畛錂C(jī)在干擾或意外情況時(shí)從燃料管道上分離，那么反應(yīng)堆冷卻劑的泄漏或核燃料的漏出的嚴(yán)重程度將會(huì)更大。
本發(fā)明的鎖定裝置較之前技術(shù)鎖定裝置的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它在反應(yīng)堆關(guān)閉情況時(shí)能工作。當(dāng)反應(yīng)堆處于關(guān)閉模式時(shí)，反應(yīng)堆的壓力通常小于大約50psi(344.75kPa)。續(xù)加燃料通常在反應(yīng)堆處于這個(gè)模式時(shí)進(jìn)行。該過(guò)程與反應(yīng)堆處于工作模式時(shí)相同，并且相對(duì)的壓力順序也相同。因?yàn)殒i定裝置的接合與脫離獨(dú)立于進(jìn)口腔與燃料容器的壓差，一旦儲(chǔ)料容器和進(jìn)口腔的壓力相等，該鎖定裝置立刻接合。先前技術(shù)的鎖定裝置在反應(yīng)堆關(guān)閉情況下不能工作。
本發(fā)明的鎖定裝置的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)進(jìn)口塞被移開(kāi)時(shí)，防止處于降低水平條件時(shí)燃料填充機(jī)從燃料端口移開(kāi)。該條件出現(xiàn)于在燃料容器頭部的液位降低至允許燃料通過(guò)空氣從重水進(jìn)入輕水中。如果進(jìn)口塞沒(méi)有密封完全，那么泄漏速率將會(huì)過(guò)高，并且進(jìn)口腔內(nèi)的壓力將會(huì)增加，導(dǎo)致鎖定裝置接合。從而燃料填充機(jī)就能停留在此位置并捕捉到泄漏。該鎖定裝置的接合同樣允許在用改進(jìn)的密封來(lái)插入塞子方面的其它嘗試。在進(jìn)口塞不到位時(shí)燃料填充機(jī)從燃料端口移開(kāi)使得可能氚從進(jìn)口泄漏，以及空氣和氣體進(jìn)入儲(chǔ)料容器冷卻劑中，這將會(huì)影響PH值并可能導(dǎo)致氧化和沉淀，如D2O的激蕩(sloshing)。
本發(fā)明的鎖定裝置提供了進(jìn)一步的操作安全的優(yōu)點(diǎn)。在續(xù)加燃料的過(guò)程中，封口塞的泄漏檢查通常是在進(jìn)口腔處于停止壓力時(shí)執(zhí)行。在這樣的泄漏檢查時(shí)，本發(fā)明的鎖定裝置保持接合。或者，封口塞檢查可在進(jìn)口腔處于大氣壓時(shí)執(zhí)行以允許合并封口塞/進(jìn)口塞的泄漏檢查。在這種情況下，先于泄漏檢查該鎖定裝置縮回，但是如果進(jìn)口腔內(nèi)壓力上升到預(yù)設(shè)水準(zhǔn)之上時(shí)，將會(huì)重新接合。
雖然鎖定裝置被描述用于燃料填充機(jī)，但是它也能用于燃料排出機(jī)或監(jiān)視器，它們都是以類(lèi)似于燃料填充機(jī)的方式與燃料管道連接的壓力容器。
該鎖定裝置被描述為使用相關(guān)的由夾持臂上的鉗口組成的夾持機(jī)構(gòu)。應(yīng)當(dāng)注意的是其它夾持或密封機(jī)構(gòu)可被使用，并且該鎖定裝置提供了一種固定這些替代機(jī)構(gòu)的裝置。
參照本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例，本發(fā)明被顯示和描述。可理解的在本發(fā)明的精神和范圍里可能產(chǎn)生偏差。
權(quán)利要求
1. 一種可松脫地鎖定一連接機(jī)構(gòu)的方法，該連接機(jī)構(gòu)使核反應(yīng)堆的壓力燃料管道的末端零件與壓力燃料填充、燃料排出或監(jiān)視設(shè)備的進(jìn)口密封接合，末端零件具有可移去的燃料管道封口塞，進(jìn)口在其遠(yuǎn)端具有進(jìn)口腔以及可移去的進(jìn)口塞，進(jìn)口塞限定進(jìn)口腔與燃料填充、燃料排出或監(jiān)視設(shè)備之間的壓力邊界，所述方法包括 操作連接機(jī)構(gòu)以密封接合進(jìn)口與末端零件； 提供包括推桿和活塞的鎖定機(jī)構(gòu)； 將進(jìn)口腔加壓至燃料填充、燃料排出或監(jiān)視設(shè)備的壓力；響應(yīng)于壓力平衡，將進(jìn)口塞移至燃料填充、燃料排出或監(jiān)視設(shè)備內(nèi)部，并致動(dòng)推桿和活塞以鎖定連接機(jī)構(gòu)；將燃料填充、燃料排出或監(jiān)視設(shè)備加壓至燃料管道的壓力； 將燃料管道封口塞移至燃料填充、燃料排出或監(jiān)視設(shè)備內(nèi)部； 對(duì)燃料管道進(jìn)行燃料填充、燃料排出或監(jiān)視； 放回燃料管道封口塞和進(jìn)口塞； 對(duì)進(jìn)口腔減壓；感測(cè)進(jìn)口腔與燃料填充、燃料排出或監(jiān)視設(shè)備之間的壓力差；和當(dāng)燃料填充機(jī)儲(chǔ)料容器相對(duì)進(jìn)口腔的正壓差足夠大時(shí)，停止致動(dòng)推桿和活塞以解鎖連接機(jī)構(gòu)。
專(zhuān)利摘要
一種可松脫地鎖定一連接機(jī)構(gòu)的方法，其包括操作連接機(jī)構(gòu)以密封接合進(jìn)口與末端零件；將進(jìn)口腔加壓至燃料填充、燃料排出或監(jiān)視設(shè)備的壓力；響應(yīng)于壓力平衡，將進(jìn)口塞移至燃料填充、燃料排出或監(jiān)視設(shè)備內(nèi)部，并致動(dòng)推桿和活塞以鎖定連接機(jī)構(gòu)；將燃料填充、燃料排出或監(jiān)視設(shè)備加壓至燃料管道的壓力；將燃料管道封口塞移至燃料填充、燃料排出或監(jiān)視設(shè)備內(nèi)部；對(duì)燃料管道進(jìn)行燃料填充、燃料排出或監(jiān)視；放回燃料管道封口塞和進(jìn)口塞；對(duì)進(jìn)口腔減壓；感測(cè)進(jìn)口腔與燃料填充、燃料排出或監(jiān)視設(shè)備之間的壓力差；和響應(yīng)于進(jìn)口塞兩側(cè)的進(jìn)口塞的進(jìn)口腔一側(cè)相對(duì)于進(jìn)口塞的燃料填充、燃料排出或監(jiān)視設(shè)備一側(cè)的負(fù)壓力差，停止致動(dòng)推桿和活塞以解鎖連接機(jī)構(gòu)。
文檔編號(hào)G21C19/24GKCN101271739SQ200810088760
公開(kāi)日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2003年3月26日
發(fā)明者朱利安·W·F·米勒德 申請(qǐng)人:加拿大原子能有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專(zhuān)利引用 (4),