[0001] 本发明的实施例涉及在地震时可支撑原子能上部构造物的组装体。

[0002] 一般来讲，核反应堆(nuclear reactor)是一种装置，其通过控制连锁反应，使连锁核分裂反应结果所瞬间放出的大量的质量亏损能量得到释放，从而将核分裂所产生的热能变为动力。

[0003] 设置有核反应堆的部分区域内有发生地震的可能性，可以考虑一种抗震强化组装体，以便发生潜在高震级的地震时，可防止核反应堆构造物倾倒或破坏的任何危险。

[0004] 由近来发生的地震引起的核反应堆破损事例可知，核反应堆的抗震设计要求有可能越来越得到加强，因此可以考虑一种工具，其可在更大规模的地震中也能够安全地支撑核反应堆构造物。

[0016] 以下，参照附图对本发明所涉及的抗震强化组装体进行更为详细的说明。在下述说明中所使用的对构成要素的接尾词“组件”及“部”仅仅是为了便于说明书的撰写而赋予或混用的，其本身并不具有相互区别的意义或作用。本说明书中即使是相互不同的实施例对相同或类似的构成也赋予相同或类似的参照标号，并且其说明由初次说明代替。本说明书中所使用的单数的表现只要语境没有清楚地表明其他意思，也包括复数的表现。

[0017] 一般来讲，核反应堆是一种装置，其利用核分裂反应结果产生的质量亏损能量。与通过燃烧热而燃烧自动扩大的火力炉不同，核反应堆将燃料核分裂时所放出的中子作为媒介物，从而执行核分裂反应。

[0018] 核反应堆的核分裂反应通过控制核燃料所吸收的中子数量，可调节核燃料的燃烧，为了持续核反应堆内的核分裂，在核分裂时所放出的中子中，重新被核燃料所吸收且再次引发核分裂的数量最少应为一个以上。当其数量为1时，核分裂反应既不会减少也不会增加，而是维持一定水平，所述状态被称为核反应堆的临界状态。此外，所述数量超过1时，核分裂反应的数量也逐渐增加，所述状态被称为超临界状态，相反的情况被称为次临界状态。

[0019] 一般来讲，核反应堆以一定的功率进行运转时，利用将其置于临界状态或者些许的超过临界状态而使余量的中子被控制棒吸收的方法。一次的核分裂中所放出的中子数虽然在铀(uranium)235情况下大约为平均2个，但是因为其并非全部再次贡献于核分裂，而是其数量因向核反应堆外部泄漏或被非核分裂性物质吸收等原因而减少，所以为了继续运转核反应堆，将所述中子的损失进行最小化尤为重要。作为用于防止中子损失的方法，包括：增加核分裂性物质的量或将核分裂时所放出的快中子减速至热中子能级,从而提高吸收概率的方法；将核反应堆的大小扩大为足够大，以便能够将向堆芯外部泄漏的量进行最小化的方法；将被其他非核分裂性物质的吸收最小化的方法等。核分裂的瞬间所放出的中子为能量高的快中子，因为被核燃料吸收的概率极低，所以将其减速从而提高吸收概率尤为重要。核反应堆的控制通过在堆芯加入或取走镉(cadmium)或硼(boron)等中子吸收截面积大的材料而调节中子数来进行控制，并且也使用将反射体或减速剂的量进行变化的方法。

[0020] 以下，参照附图对本发明的实施例进行详细说明。

[0021] 参照图1，根据本发明的一个实施例的一体式核反应堆上部构造物100可包括扇体(fan)组件110、上部组件120、中央部组件130、下部组件140。

[0022] 参照图1，所述扇体组件110位于核反应堆上端(head)的上部，并且可由冷却扇111、升降(lifting)构造物112、空气室(air plenum)113形成为一体。所述空气室113的下端可结合有所述上部组件120。所述冷却扇111作为一种装置，其是为了顺利执行所述核反应堆上部构造物100内部的冷却而设置的，可对后述的空气流动进行调节。所述升降构造物112可用三角架和钩环(Shackle)形成，并且三角架用于吊起所述一体式上部构造物
100整体，起重机(crane)300连结连接于三脚架上端的钩环而可执行吊起作业。所述空气室113支撑所述冷却扇111和所述升降构造物112并可形成为一体。所述空气室113的下端向着水平方向结合并具有环梁(ring beam)，环梁的下端可结合有所述上部组件120。

[0023] 参照附图1，所述上部组建120的内部形成有上部护罩板(shroud plate)121和上部围板(baffle)122，所述上部护罩板121形成为圆筒形状，以便上下开放，所述上部围板122为了形成空气的流路，沿着所述上部护罩板121的内周面，以规定间隔隔离的形式加以固定。所述中央部组件130与所述下部组件140也和上部组件120相同，形成有中央部护罩板131及中央部围板132、下部护罩板141及下部围板142。但是优选地，所述中央部组件130具备有空气露流入部135，以便全部贯通所述中央部护罩板131和中央部围板132。

[0024] 参照图1，所述护罩板121、131、141形成为包裹所述围板122、132、142外部，从而执行对各个组件的内部所具有的构造物进行保护的遮盖(cover)作用。优选地，所述护罩板121、131、141和所述围板122、132、142固定于支撑柱(support column)105，所述支撑柱以一端结合于所述上部组件120的上端，另一端结合于所述下部组件140的下端的形式沿垂直方向形成。所述支撑柱105作为用于沿垂直方向支撑所述核反应堆上部构造物100的结构物，为了维持强度可以利用工字梁(H-beam)。优选地，所述下部围板142的内部包括控制棒驱动装置和控制棒。

[0025] 由所述冷却扇111产生的空气流动通过所述空气流入部135吸入空气后，所吸入的空气可通过所述围板122、132、142和所述护罩板121、131、141之间的流动空间进行移动，从而易于进行控制棒驱动装置和核反应堆上端的冷却。

[0026] 在替换核燃料时，核反应堆上端的上部所具备的所述核反应堆上部构造物100具有将控制棒驱动装置和核反应堆上端进行吊起的功能。所述下部组件140的内部所设置的控制棒驱动装置用于将控制棒进行插入和取出，所述控制棒用于调节核反应堆堆芯的核反应速度。所述控制棒驱动装置可以是冲孔有蜂巢(honeycomb)形状空间的管(tube)形状，以便可供多个控制棒插入和取出。控制棒以插入于控制棒驱动内部的状态向上下方向移动的同时调节核反应堆堆芯的核反应速度。所述控制棒驱动装置中可包括控制棒位置传感器和动力源，所述控制棒位置传感器用于感知控制棒的位置，所述动力源用于驱动控制棒。

[0027] 在所述核反应堆上部构造物100中要求控制棒驱动装置相关的作业情况较多，所属作业情况包括：用于控制棒驱动的动力源的替换、修理及维修作业；控制棒位置传感器的替换、修理及维修作业；设置控制棒位置传感器时校准(calibration)作业等。现有情况下，为了执行所述控制棒驱动装置相关作业，将所述冷却扇111、所述升降构造物112、空气室113依次分离，从而首先吊起，并将下方所具备的电缆(cable)支持装置进行解体并移除后，将所述围板122、132、142和所述护罩板121、131、141分离。由此，对所述核反应堆上部构造物100的个别构成装置一一进行分解而分离或移除的作业具有如下问题：第一，过多消磨作业时间和劳动力，效率低下；第二，分解构成装置的过程中，构成部件有变形或破损的危险；第三，由于分解过程中构成部件的变形或破损，在结束控制棒驱动装置相关作业后再次进行组装的过程中难以结合。为了弥补所述缺点，从而利用一体式核反应堆上部构造物(IHA，Integrated headassembly)，所述一体式核反应堆上部构造物将所述扇体组件110、所述上部组件120、所述中央部组件130、所述下部组件140形成为一体式。

[0028] 图2是表示根据本发明的一个实施例的抗震支撑板、抗震支撑环、杆体及支架结合状态的概念图。

[0029] 图3是图2的杆体及支架通过接合销231结合的状态下的概念图。

[0030] 如图所示，抗震强化组装体包括：杆体230和支架240.

[0031] 杆体230的一端合页(hinge)结合于上部构造物100。更为详细地，结合于以包裹抗震支撑板210的形式形成的抗震支撑环220。抗震支撑板210包括于上部构造物100，并构成上部构造物100的一部。抗震支撑板210在所述扇体组件110、所述上部组件120、所述中央部组件130、所述下部组件140的之间配置有至少某一个。

[0032] 杆体230沿着抗震支撑环220形成为至少三个以上。优选地，杆体230沿着抗震支撑环220以90度为间隔可配置有4个。抗震支撑环220和杆体230进行合页结合，从而形成为以合页轴为基准可旋转。杆体230的一端进行合页结合，另一端结合于支架240。

[0033] 支架240所结合的杆体230的另一端形成有接合销231，所述接合销沿径向横穿杆体230而延长。

[0034] 从外，杆体230可结合于支架240。杆体230可形成为其长度能够增长或缩短。换句话说，杆体形成为包括多个主体(bodies)，所述主体分别为中空，例如，可形成为像构成鱼竿的主体一样主体中的某一个主体插入于另一主体所形成的的洞(hole)中而滑动移动。

[0035] 换句话说，杆体用长度可调节的多段的主体形成，以便增长或缩短杆体的长度，并且某一个主体可对另一主体进行引入或引出，引入或引出的状态下主体可相互固定。此时，各个主体以从一侧至另一侧平缓地逐渐变细的形态形成。

[0036] 支架240可朝上侧开口，并朝下侧形成为封闭(close)。换句话说，支架为了支撑所结合的杆体的荷重，形成为可对其进行支撑，为此，具有朝下侧封闭的构造。并且具有朝上侧开口的构造，以便杆体以上部构造物100所结合的杆体的一侧为中心进行旋转，从而可结合于支架。由此，可易于将杆体在支架上进行装卸。

[0037] 支架的一面246固定于核反应堆围阻体隔壁。支架的一面246可通过焊接从而固定于核反应堆围阻体隔壁，但是也可以采用如下方法将支架固定于核反应堆围阻体隔壁，例如，利用类似于螺丝(screw)的紧固工具，插入紧固工具以便对支架与隔壁进行贯通。

[0038] 图4a至图4c是根据本发明的一个实施例的支架240的立体图、俯视图及侧面图。

[0039] 支架240必须设置为不受周围机器干扰，所述机器为换料机(Refueling Machine)及上部引导构造物等。此外，设计时应考虑到核反应堆及核反应堆上部构造物等的热膨胀。由此，和杆体230接触的支架240的一部分可形成为与杆体230具有相同的热膨胀系数。

[0040] 根据本发明的支架240设计为可承受一定荷重，并且将销(pin)接触面积扩大为最大，从而分散应力分布。此外，为了避开与周围机器的干扰，将支架240的尺寸进行最小化，并且为了保持一定强度以上，设计为双支架(double bracket)形状，所述双支架包括形成为相互正对的第一部件(member)及第二部件(member)。此时，为了防止双支架扭转，第一部件(member)和第二部件(member)的下部相互连接，并增加其厚度。

[0041] 从上面观察支架240时，包括十字形状的开口部241。换句话说，开口部241由横向形成的槽247和竖向形成的槽244、245组成，横向形成的槽247中可安装有杆体230，并且竖向形成的槽244、245(以下称为槽部)中可安装有接合销231。

[0042] 形成横向形成的槽247的两侧壁的是第一部件242和第二部件243。第一部件242和第二部件243相互正对并平行地延长。

[0043] 第一部件242和第二部件243分别具有槽部244、245。定义槽部244、245的两侧面可形成为从垂直面向上部构造物100以规定的角度倾斜。例如，规定的角度可以为5°至20°。因此，上部构造物100的纵向方向(上下方向)举动时可支撑上部构造物100。

[0044] 根据测试结果可知，小于5°时脆弱于纵向举动，大于20°时脆弱于横向举动。

[0045] 槽部244、245形成为截面积向内侧逐渐增加从而可分散应力。槽部244、245包括相互正对的第一面244a、245a和第二面244b、245b，邻近上部构造物100的第一面244a、245a的面积形成为大于所述第二面244b、245b，从而上部构造物100的横向(侧向)举动时可支撑上部构造物100.

[0046] 就如上所说明的抗震强化组装体而言，所说明的实施例的构成和方法的适用并非受限定，可通过将各个实施例的全部或部分进行选择性组合而构成，以便所述实施例可实现各种变形。

[0047] 本发明的实施例可适用于以支撑核反应堆上部构造物的形式形成的抗震强化组装体。