TW201102526A - Methods and apparatuses for clamping a jet pump sensing line support - Google Patents

Description

201102526 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 例示性實施例及方法大體上係關於核電廠組件，明確而 吕，本發明係關於喷射泵感測線支掠器固夾裝置。 【先前技術】 ， 沸水反應堆（BWR)大體上包含作為一再循環系統之部分 之喷射泵以有效地移動冷卻劑及緩和劑通過一爐心。為了 評估該爐心内之操作條件’可所需以監測通過該核心之流 動速率（包含自s亥等喷射泵之冷卻劑之流動速率）β典型 地’藉由測量該等喷射系中之一壓差，一喷射系感測線係 用於測量自該等喷射泵之流動速率。 圖1及圖2為藉由焊接至該擴散器殼11〇及該等喷射泵感 測線100之感測線支撐器120而耦合至在該等喷射泵之該基 部之一較低擴散器殼110之關聯技術噴射泵感測線1〇〇之說 明。該等感測線100係習知地焊接至該等支撐器12〇。 圖1及圖2中所繪示之該等喷射泵感測線100可安裝於一 BWR核心内且僅可在用於加油及維修之預定工廠停用期間 存取。此等停用每隔若干月發生，且因此包含該等喷射泵 及噴射泵感測線100之該核心内之組件在檢查或維修之前 必須操作冗長週期。 BWR核心操作條件可包含高等級振動及放射性。由於應 力腐敍及振動誘導裂化，故包含喷射泵感測線1 〇〇及感測 線支撐器120之該核心内之組件可遭受提前損壞。 【發明内容】 147332.doc 201102526 例示性實施例係引導至用於固夾具有該等固夾組件之間 的一運動自由度之兩個組件之夾具。當維修或安裝一感測 線支撐器時，例示性實施例夾具可固夾一BWR喷射泵感測 線至一擴散器。例示性夾具可包含固定一組件且允許該夾 具内之該組件旋轉且扭轉之一滾珠子總成。例示性夾具可 進步包含固疋3亥滾珠子總成之鉗夾及允許緊固該夾具之 一偏壓元件。例示性方法包含在各種環境（包含核反應爐） 中安裝且使用例示性實施例夾具之方法。 【實施方式】 例示性實施例將藉由詳細描述以下附圖而獲深一層之瞭 解’其中相同元件係藉由相同參考數字表示。 此處揭示例示性實施例之詳細說明性實施例。然而，此 處揭示之特定結構性及功能性細節係僅表示用於描述例示 I1生貫施例之目的。舉例而言，儘管例示性實施例可參考一 經濟簡化沸水反應堆（ESBWR)描述，當然例示性實施例可 用於其他類型的核電廠中及其他技術領域中。該等例示性 實施例可以許多替代形式體現且不應解釋為僅限於此處所 闡明之例示性實施例。 將理解儘管用語第一、第二等等可用於此處以描述各種 元件’此等元件不應被此等用語限制。此等用語僅用於辨 別一元件與另一元件。舉例而言，一第一元件可稱為一第 二元件，且相似地，一第二元件可稱為一第一元件，而不 脫離例示性實施例之範疇。如此處所使用，用語「及/ 或」包含該等關聯列出物品之一或多項之任意及所有組 147332.doc 201102526 合0 將理解當一元件稱為正「連接」、「耦合」、「配合」、「附 接」或「固定」i另-元件其可直接地連接或粞合至 其他元件或可存在中介元件。反之，當一元件稱為正「直 接連接」或「直接耦合」至另一元件時，不存在中介元 件。用於描述元件之間的關係之其他用語應以一相同方式 解釋（例如「在…之間」對「直接在...之間」、「鄰近」對 「直接鄰近」等） 如此處所使用，單數形式「一」、「一個」及「該」係意 欲為亦包含複數形式’除非本文另有明確地指示。將進一 步理解當此處使用用語「包括」、「包括」、「包含」及/或 「包含」時’其等指定所述特徵、整體、步驟、操作、元 件及/或組件之存在’但不排除一或多個其他特徵、整 體、步驟、操作、元件、組件及/或其等群組之存在或添 加。 發明者已認知流動誘導振動、冗長操作週期及轄射降解 之組合可引起習知喷射泵感測線及焊接失效，允許該等喷 射泵感測線100(圖1及圖2)變為脫離其等支撐器12〇(圖 圖2)且變為損壞及/或損壞其他核心組件。發明者已進一步 認知當包含喷射泵之發電廠係提高功率以生產更多電力及 電時’流動誘導振動及所得損壞可增加，隨著上升能量消 耗’此為普遍且所需。相關技術維修典型地包含在工廠停 用期間重焊接破壞支樓器’且發明者已認知此等相關方法 可使流動誘導振動惡化且約束喷射泵感測線至小於最佳位 147332.doc 201102526 置及組態。例示性實施例以一新穎且意外方式解決及/或 解除此等問題。 參考圖3至圖4描述例示性實施例夾具之各種潛在特徵， 參考圖5及圖6討論操作且組裝夾具之例示性方法。圖3係 一例示性實施例喷射泵感測線夾具300之一等角視圖。如 圖3中所繪示，夾具300包含一滾珠子總成31〇、夾具鉗爽 321及322、夾具柱330及一偏壓機構340。 滾珠總成3 10可為大致球形或橢圓形；或者滾珠總成3 1 〇 可為允許例示性實施例夾具300内之一所需類型的移動之 其他形狀。滾珠總成3 10可為大致實體及/或連續。或者， 滾珠總成3 1 0可包含若干相異區段及/或具有間隙或遺漏區 丰又。如圖3中所繪示，滾珠子總成可分成兩個半球3 1 〇 a及 3 1 〇b ’該兩個半球3 1 〇a及3 1 Ob可允許更易組裝且使用如以 下討論之例示性實施例夾具。半球3丨〇a及3丨〇b可為齊平或 藉由一間隙3 12稍微分開而允許接達至滾珠子總成3 1 〇之一 内部部分。 滾珠子總成3 1 0包含一孔3 11，該孔3 11經定尺寸以允許 一喷射泵感測線（圖中未繪示）穿過且至少在相對於滾珠子 總成3 1 0之一徑向方向上固定該喷射泵感測線於其中。舉 例而s，孔3 11可具有比一噴射泵感測線之一外徑稍大之 一内徑，允許該感測線以沿喷射泵感測線之一線性方向 (而非相對於滾珠子總成3 1 〇之徑向方向）在孔311中「滑 動」。或者’孔3 11可具有與一喷射泵感測線之外徑大致相 似之一内徑’防止噴射泵感測線在線性方向上之任何「滑 147332.doc , 201102526 動」或移動。孔311可圓周閉合且完全在滾珠子總成31〇 内’或如圖3中所繪示可圓周打開至允許接達至一喷射泵 線且仍可固定一喷射泵感測線於滾珠子總成3 1〇内之一程 度。孔311不需要為圓柱形；孔311可具有一正方形、三角 形、橢圓形等等剖面，只要其固定一喷射泵感測線於滾珠 子總成310内。 圖4係例示性實施例夾具3〇〇之一剖面圖，相同數字指示 相同特徵’可省略例示性實施例夾具3〇〇之多餘描述。如 圖4中所繪示，滾珠子總成31〇包含藉由滾珠子總成31〇之 内邊緣界定之一中央空腔315及在滾珠子總成31〇之任一末 端之孔316a及316b。中央空腔315及孔316a及316b允許一 夹具柱330穿過滾珠子總成31〇且因此至少稍大於夾具柱 330之一外徑。中央空腔315及孔316a及316b可具有各種形 狀及尺寸以便允許滾珠子總成3 1 〇之一所需運動角度及/或 夾具柱330穿過。 舉例而言，空腔315可具有如圖4中所繪示之一部分圓錐 形或「沙漏」形狀’該部分圓錐形或「沙漏」形狀允許滾 珠子總成3 10繞任何中央軸線旋轉至一所需角度且當夾具 柱330穿過空腔315及孔316a及316b時，限制滾珠子總成平 移背離夾具柱330。藉由空腔3 15所允許之該所需旋轉角度 可允許孔3 11及一喷射泵感測線繞夾具柱330旋轉、扭轉及/ 或重定向但防止旋轉或扭轉超越夾具鉗夾321及322。或 者，中央空腔315可為大致圓柱形且限制滾珠子總成31〇、 孔3 11及該孔3 11中之一喷射泵感測線僅繞夹具柱33〇之一 147332.doc 201102526 縱軸線之旋轉。再者’中央空腔315及/或孔316a、316匕可 鎖定於夾具柱330中，防止滾珠子總成31〇、孔3 "及/或一 噴射泵感測線相對於夾具柱3 3 0之任何移動。基於滾珠子 總成、夾具柱330、孔3 11及/或附接至例示性實施例夾具 之一喷射泵感測線之間的一所需類型的運動，空腔3丨5及 孔316a、316b當然可能具有其他形狀及組態。 若例示性實施例夾具包含具有多重相異區段（例如半球 310a及310b)之一滾珠子總成，舉例而言，則一内銷318及 插槽319可用於保持該等相異區段互相之一所需定向。舉 例而s ，若空腔315及/或孔316a、316b允許半球3l〇a及 3 1 Ob以相對方向旋轉或實現其他非所需空間關係，則各自 半球310b及310a中之銷31 8及插槽319可防止該非所需移動 而允許例如徑向擴展之其他移動。包含諸如狹槽與溝槽、 柄腳與接納器、黏著劑等等之滾珠子總成31〇元件之間的 其他内部或外部連接機構可用於例示性實施例中。 如圖4中所繪示，例示性實施例夾具3〇〇包含一對夾具鉗 夾321及322 ^夾具鉗夾321及/或322係經組態以固定抵靠 滾珠子總成3 10及偏壓區段及/或滾珠子總成3 1〇之可移動 部分（包含諸如半球31〇&及31〇5)。舉例而言，夾具钳失321 及322可包含達到或與滾珠子總成31〇之一表面配合之一凹 面；此-表面可為潤滑’包含滾珠軸承或類似物以促進滚 珠子總成3H)與鉗夹321及/或鉗夾如之間的光滑移動。夹、 具鉗夾321及322可進一步包含允許夾具柱33〇穿過且固定 且對準夾具鉗夾321及322與滾珠子總成31〇之一中央通道 147332.doc 201102526 326。舉例而言，任一夾具鉗夾（例如圖4中之夾具鉗夾Μ” 可包含經成形以大致且均勻固定抵靠一組件之一表面一 噴射泵感測線係待固夾至例如一噴射泵擴散器可丨1〇(圖〇 之一組件。任一夾具鉗夾（例如圖4中之夾具鉗夾322)可包 含經成形以允許末端331凹陷於夹具鉗夾322中之一凹部。 舉例而言，或者鉗夾321及322可以不同方式成形且組態以 提供滾珠子總成310之一所需運動角度及/或與一附接組件 聯合。 例示性實施例夾具進一步包括軸向延伸通過包含滾珠子 總成3 10及夾具鉗夾321及322之以上討論之各種組件之一 夾具柱330。夾具柱330可對準且固定夾具組件，該夾具柱 330穿過該等夾具組件❶如以下關於例示性方法所討論， 夾具柱330可包含一 T型附接末端331，該τ型附接末端331 經成形以穿過待固夾之一組件中之一狹槽且鎖定於該組件 之該狹槽中以便當轉動90度時不能撤回通過該狹槽。附接 末端33 1可能具有其他形狀及附接組態及機構同時仍固定 例示性實施例夾具至所需組件。夾具柱33〇可包含一凹陷 區域332，夾具鉗夾321之一部分可固定於其中以便限制夾 具甜夾321沿夾具柱330之運動範圍。替代凹部及/或止動 器可放置於夾具柱330上以便控制及/或限制其他組件之運 動，夾具柱3 3 0穿過該等組件。舉例而言，夾具柱3 3 〇亦可 包含具有一適當尺寸之螺紋的一螺紋末端333以便緊固例 如一棘輪螺帽340(如以下討論）之一偏壓元件於例示性實施 例夾具上。 147332.doc -9- 201102526 如圖4中所繪示，例示性實施例夾具總成可進一步包含 例如一棘輪螺帽340之一偏壓元件及一棘輪螺帽鎖Μ〗。舉 例而言，棘輪螺帽340可包含例如具有接合螺紋末端333之 螺紋之接合失具柱33G之—内表面。棘輪螺帽可進一步包 s 一凸緣，該凸緣包含一鋸齒狀棘輪表面341 (見圖3)。棘 輪累巾a鎖345可包含一柱及彈簧346，該柱及彈簧346接合 該鋸齒狀表面341且當表面341與表面346嚙合時，允許棘 輪螺帽340相對於棘輪螺帽鎖單向旋轉。舉例而言，當以 一方向移動時’柱346可在表面342之齒上方滑動但由於表 面341之齒之成形而限制或防止齒以相對方向運動。柱及 彈簧346與棘輪螺帽鎖345之表面341之間的此關係可允許 紅轉且緊固棘輪螺帽34〇，當不存在施加至棘輪螺帽3之 力時’無反向旋轉或鬆動。一釋放狹槽347可允許接達至 柱346以從該棘輪螺帽34〇之該齒釋放柱346，允許棘輪螺 帽340之反向旋轉及鬆動。其他偏壓元件（包含一簡單螺帽 及螺釘、彈簧等等）可與例示性實施例使用。 一偏壓板349可放置於該偏壓元件與夾具鉗夾321之間。 偏壓板349可為增強固定且降低偏壓元件與夾具鉗夾之間 的磨損之一轴環或墊圈。舉例而言，棘輪螺帽34〇可偏壓 抵罪偏壓板349，且棘輪螺帽鎖345可附接至偏壓板349及/ 或夾具鉗夾321以相對於棘輪螺帽34〇之旋轉保持靜止。 若例示性貫施例夾具係待用於核反應爐中，例示性實施 例夹具之各組件可由在一核反應爐環境中將大致保持其等 物理性質之材料製造。舉例而言，該滾珠子總成3 10、鉗 147332.doc •10· 201102526 夾3 21及322及/或夾具柱330可由一奥氏體不銹鋼及/或相似 材料製造。可所需以變化用於組件之該等材料以降低腐蝕 及/或磨蝕《舉例而言，該滾珠子總成31〇可由型號316奥 氏體不銹鋼製造而鉗夾321及322及/或夾具柱330可由型號 XM-19不銹鋼製造以防止與型號316奥氏體不銹鋼之磨 钮。 描述一例示性實施例夾具3〇〇，以下參考圖5描述安裝且 使用例示性夾具之例示性方法。如圖5中所繪示，一例示 性方法包含加工待固夾之一組件中之一狹槽6〇〇(圖6)以接 近步驟S 1 00中待固夾之一組件。圖6說明使用一喷射泵感 測線100及擴散器殼11 〇之一例示性方法。該狹槽600可以 任何已知方式（包含諸如放電加工）加工。狹槽6〇〇可以允許 一夾具柱330(見圖4)之通道穿過之一方式成形。此外，狹 槽600可經成形以固定夾具柱33〇且在***且旋轉該夾具柱 之後防止移除相同夾具柱。舉例而言’狹槽6〇〇可為矩形 且允許夾具柱330之T型末端331(見圖4)穿過狹槽600。 在步驟S110中，夾具柱330係固定於狹槽6〇〇中。此步驟 可以若干方式實現。如以上例示性實施例中所討論，夾具 柱330可***通過擴散器殼11()、狹槽6〇〇且隨後旋轉以 「鎖定」通過狹槽600之一 T型末端331。如圖7中所繪示， 該T型末端33 1可進一步允許夾具柱330沿狹槽600以一橫向 方向移動，但防止夾具柱330完全退出狹槽600。或舉例而 言’夾具柱330及狹槽600可以其他方式成形以允許失具柱 330之一所需類型運動。相似地，可使用包含諸如一舌 147332.doc 201102526 榫、焊接、螺栓固定等等之其他附接裝置及方法。 在步驟S120中’一例示性實施例夾具之組件係經對準及/ 或放置於固定於狹槽600中之夾具柱330上。舉例而言，一 第一夾具鉗夾322、滾珠子總成31〇、第二夾具钳夾321、 偏壓板349及/或棘輪螺帽鎖345(全部見圖4)可放置於爽具 柱330上，夾具柱330連續穿過此等組件。如以上所討論， 第一夾具鉗夾322可經成形以固定抵靠具有狹槽6〇〇之該組 件。額外或極少固夾組件可個別地放置於夾具柱33〇上且 對準以提供一孔3 11。 在步驟S130中，例如喷射泵感測線1〇〇之待固夾之一組 件係放置於滾珠子總成310内，例如在孔311中。一例示性 實施例夾具可在狹槽600中旋轉或移動以適當地定位待固 夾之該組件於該夾具中。 在步驟S140中，接著該夾具係藉由一偏壓元件偏壓以固 定该固夾元件至待固夾之該組件。該偏壓可進一步固定該 夾具至待固夾之該組件。舉例而言’棘輪螺帽34〇可擰緊 夾具柱330於螺紋末端333上，偏壓抵靠且固夾該等夾具鉗 炎321及322抵靠滾珠子總成31〇，且固定一喷射栗感測線 1〇〇於孔311内’同時亦偏壓τ型末端331抵靠該喷射栗擴散 器殼110之一内部且固定夾具3〇〇至該内部。在步驟814〇 中，取決於例示性實施例夾具之組態及施加至該@爽組件 之一所需力度，本發明夾具可緊固至任何所需程度。 通過例示性實施例及方法，兩個組件可被固定或固夾為 在該等組件之間具有一所需移動自由度。此可降低藉由剛 147332.doc 12 201102526 f生口夾或烊接所引起之振動及固夾壓力之影響。如圖7中 所繪示，一喷射泵感測線1〇〇可在例示性實施例夾具中以 方向自由旋轉，防止對感測線100或擴散器110之壓力 及振動損壞，若在方向剛性固定，則可發生壓力及振動 才貝壞。此外，由於狹槽600及丁型末端331之成形，故例示 性實施例夾具300可以一 \方向平移’允許感測線1〇〇相對 於擴散ϋ殼110平移。如8中所緣示，—噴射泵感測線 100可進一步以一不同方向旋轉同時用例示性實施例夾具 固爽’防止對感測線！ 00或擴散器殼丨丨〇之壓力及振動損 壞。因此例示性實施例及方法可允許感測線中之若干移動 自由度同時保持感測線接近於其他固夾組件。此等自由度 可降低或防止感測線及/或其他固夾組件中之振動誘導損 壞。 因此&述例示性實施例及方法’熟習此項技術者將瞭解 例示性實施例可通過例行實驗變化且無進一步發明活動。 舉例而言，儘管例示性實施例已參考一擴散器及喷射泵感 測線描述’但其他組件可用例示性實施例及方法固夾。變 更係不視為脫離該等例示性實施例之精神及範疇，且如熟 習此項技術者將明顯可知的是所有此等修改係意欲為含納 於以下請求項之範疇内。 【圖式簡單說明】 圖1係具有噴射泵感測線之相關技術BWR喷射泵喷嘴之 一說明； 圖2係圖1中所繪示之該等喷射泵感測線及支撐器之詳細 147332.doc 13 201102526 視圖； 圖3係一例示性實施例夾具之一等角視圖 剖面圓； 例示性方法之一流 圖4係圖3之一例示性實施例夾具之一 圖5係組裝一例示性實施例夾具之— 程圖； 圖6係組裝一例示性實施例夾i j人，、疋例不性實施例方法 之一說明； 圖7係使用中之一例示性實施例夾具之一前視圖； 圖8係使用中之一例示性實施例夹具之一側視圖。 【主要元件符號說明】 100 喷射泵感測線 110 擴散器殼 120 感測線支撐器 300 喷射泵感測線夾具 310 滾珠子總成 31〇a 滚珠子總成半球 31〇b 滚珠子總成半球 311 孔 312 間隙 315 中央空腔 316a 孔 316b 孔 318 内銷 319 插槽 147332.doc • 14 - 201102526 321 夾具钳夾 322 爽具钳夾 326 中央通道 330 夾具柱 331 T型附接末端 332 凹陷區域 333 螺紋末端 340 棘輪螺帽 341 鋸齒狀表面 345 棘輪螺帽鎖 346 柱及彈簧 347 釋放狹槽 349 偏壓板 600 狹槽 147332.doc .15

Claims (1)

1. 201102526 七、申請專利範圍： 1. 一種用於可移動地固夾一第一組件及一第二組件之夾 具’該夾具包括： 一夾具柱，其經組態以附接至該第一組件； 該夾具柱上之一滾珠子總成，該滾珠子總成經組態以 固定該第二組件至該滾珠子總成； s玄夾具柱上之一第一夾具鉗夾及一第二夾具钳夾，該 等夾具钳夾經組態以固定抵靠該滾珠子總成且可調整允 許夾具鉗夾内之該滾珠子總成之旋轉；及 該夹具柱上之一偏壓元件’該偏壓元件經組態以偏壓 該第一爽具鉗夾及第二夾具鉗夾抵靠該滾珠子總成。 2·如請求項丨之夾具，其中該滾珠子總成界定經成形以允 許該第二組件穿過之一孔。 3·如凊求項丨之夹具，其中該滾珠子總成界定一中央空 腔’且其中該夾具柱穿過該中央空腔。 4·如吻求項3之夾具，其中該空腔為圓錐形以便允許該滾 珠子總成繞任何中央軸線旋轉。 月求項1之夾具，其中該偏壓元件包含該夾具柱上之 棘輪螺帽及一棘輪螺帽鎖，且其中該夾具柱之至少一 邠分有螺紋使得該棘輪螺帽可螺旋於該夾具柱上。 6.如請求項1之夾具，其進一步包括： 八 °亥偏壓件與該等夾具鉗夾之一者之間的一偏壓板。 7 士杳 ΐ ，項1之夾具，其中該滾珠子總成包含經組態以互 相偏壓扭•靠之複數個區段。 147332.doc 201102526 8. 9. 10. 11. 12. 13. 如明求項7之夾具’其中該滾珠子總成包含經組態以對 準該等複數個區段之至少一銷。 一 如明求項1之夾具’其中該滾珠子總成係經成形以允許 該第二組件繞該夾具柱之至少兩個垂直軸旋轉。 士 β求項1之夾具，其中該夾具柱係經組態以附接至一 喷射系擴散器殼且其中該滾珠子總成係經組態以固定一 喷射泵感測線至該滾珠子總成。 如吻求項1之夾具，其中該夾具柱係經組態以允許該夾 具相對於該第一組件之平移運動同時保持附接至該第一 組件。 如請求項11之夾具，其中該夾具柱在一末端具有一 「Τ」型。 一種用於可移動地固夾一喷射泵擴散器殼及一喷射泵感 測線之夾具，該夾具包括： 一夾具柱，其在一第一末端包含一Τ型以附接至該喷 射泵擴散器殼及一螺紋第二末端； 一滾珠子總成，該滾珠子總成界定經成形以固定該喷 射泵感測線於其内之一孔，該滾珠子總成界定一圓錐形 中央空腔’該夾具柱穿過該空腔； 該夾具柱上之一第一夾具钳夾及一第二夾具鉗夾，該 等夾具鉗夾具有固定抵靠該滾珠子總成且允許夾具鉗夾 内之該滾珠子總成之旋轉之至少一凹面； 該夾具柱上之一棘輪螺帽鎖； 一棘輪螺帽’其螺旋於該夾具柱之該第二末端上，該 147332.doc 201102526 棘輪螺帽經組態以偏壓該第一夾具鉗夹及第二夾具鉗夾 抵靠該滾珠子總成；及 該棘輪螺帽鎖與該等夹具鉗夾之一者之間的一偏壓 板。 14. 15 16 17 18 一種固定一喷射泵感測線至一核反應爐中之一喷射泵擴 散器殼之方法，該方法包括： 在該噴射泵擴散器殼中加工一狹槽； 在該狹槽中固定一夾具柱； 在該夾具柱上放置至少一第一夾具鉗夾、一滾珠子總 成、一第二夾具鉗夾及一偏壓元件以便組裝一夾具； 在該滾珠子總成内放置該喷射泵感測線；及 偏壓該夾具。 如請求項14之方法，其中該加工包含放電加工。 如請求項14之方法’其中該固定包含在該狹槽中***該 爽具柱且旋轉該夾具柱以便接合該夾具柱之一第一末端 與該噴射泵擴散器殼之一表面。 月求項14之方法，其中該偏壓元件包含一棘輪螺帽鎖 及棘輪螺帽，且其中該偏壓包含在該中央柱上螺旋該棘 輪螺帽。 如請求項14之方法，其進一步包括： 在該中央柱上之該偏壓元件與該等夾具鉗夹之一者之 間放置一偏壓板。 147332.doc