特表2024-540507蒸気発生器システム、管板アセンブリ及び原子炉システム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-10-31
(54)【発明の名称】蒸気発生器システム、管板アセンブリ及び原子炉システム
(51)【国際特許分類】
G21C 1/32 20060101AFI20241024BHJP
G21D 1/00 20060101ALI20241024BHJP
【ＦＩ】
G21C1/32
G21D1/00 S
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024529440
(86)(22)【出願日】2022-11-21
(85)【翻訳文提出日】2024-05-16
(86)【国際出願番号】 US2022050649
(87)【国際公開番号】W WO2023091773
(87)【国際公開日】2023-05-25
(31)【優先権主張番号】63/282,053
(32)【優先日】2021-11-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】511117093
【氏名又は名称】ニュースケール パワー エルエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】100083806
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 秀和
(74)【代理人】
【識別番号】100111235
【弁理士】
【氏名又は名称】原 裕子
(74)【代理人】
【識別番号】100195257
【弁理士】
【氏名又は名称】大渕 一志
(72)【発明者】
【氏名】ソレンセン、 トッド
(72)【発明者】
【氏名】リズカイ、 タマス アール．
(57)【要約】
原子炉システムにおける使用等のための管板アセンブリを含む蒸気発生器システム並びに関連するデバイス及び方法が開示される。代表的な蒸気発生器システムが、一次冷却材を収容するように配置される原子炉容器に設置され得る。蒸気発生器システムは、プレナムを画定する管板アセンブリを含み得る。管板アセンブリは、管板と、当該管板を炉容器に結合する可撓性接続部分とを含む。管板は、プレナムに流体的に結合される複数の穿孔を含み得る。蒸気発生器システムはさらに、穿孔に流体的に結合されて二次冷却材の流れを受容するように構成される複数の伝熱管を含み得る。接続部分は、原子炉システムの動作中の管板における、及び伝熱管と管板との間の接続箇所（例えば管対管板（ＴＴＳ）溶接部）における、応力を低減するように管板及び炉容器よりも可撓性としてよい。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
一次冷却材を収容するように配置される炉容器を含む原子炉システムにおいて使用される蒸気発生器システムであって、前記炉容器に結合されてプレナムの少なくとも一部分を形成する管板アセンブリと、
二次冷却材の流れを受容するように構成される複数の伝熱管と
を含み、
前記管板アセンブリは、
前記プレナムに流体的に結合される複数の穿孔を含む管板と、
前記管板と前記炉容器との少なくとも部分的な接続部分であって、前記管板及び前記炉容器よりも可撓性の接続部分と
を含み、
前記伝熱管のうちの個別のものが、前記複数の穿孔のうちの対応するものに結合される、蒸気発生器システム。
【請求項2】
前記管板は平坦なプレートであり、前記管板アセンブリは、前記管板まわりに円周方向に延びて前記接続部分を画定する溝を含む、請求項１の蒸気発生器システム。
【請求項3】
前記管板は、前記炉容器の内部に面するように配置される内面と、前記プレナムに面するように配置される外面とを含み、前記溝は前記外面から前記内面に向かって部分的に延びる、請求項２の蒸気発生器システム。
【請求項4】
前記平坦なプレートは円形状を有し、前記溝は、一般に一定の幅及び深さを備える円形状を有する、請求項２の蒸気発生器システム。
【請求項5】
前記溝は、円周方向に変化する幅を有する、請求項２の蒸気発生器システム。
【請求項6】
前記管板アセンブリは前記炉容器に一体に形成される、請求項１の蒸気発生器システム。
【請求項7】
前記炉容器は縦軸に沿って延び、前記管板は前記縦軸に対して一般に平行に配置される、請求項１の蒸気発生器システム。
【請求項8】
前記炉容器は縦軸に沿って延び、前記管板は、前記縦軸に対して約１５°から４５°の角度だけ傾斜する、請求項１の蒸気発生器システム。
【請求項9】
前記炉容器は縦軸に沿って延び、前記管板は前記縦軸に対して一般に直交して配置される、請求項１の蒸気発生器。
【請求項10】
前記管板は、前記炉容器の内部に面するように配置される内面と、前記プレナムに面するように配置される外面とを含む平坦なプレートであり、前記管板アセンブリは、前記管板まわりに円周方向に前記内面から部分的に前記外面に向かって延びる第１溝と、前記管板まわりに円周方向に前記外面から部分的に前記内面に向かって延びる第２溝とを含み、前記第１溝及び前記第２溝が前記接続部分を画定する、請求項１の蒸気発生器システム。
【請求項11】
前記管板は第１厚さを有し、前記接続部分は、前記第１厚さよりも小さい第２厚さを有する、請求項１の蒸気発生器システム。
【請求項12】
前記第１厚さが前記第２厚さの半分よりも小さい、請求項１１の蒸気発生器システム。
【請求項13】
前記管板アセンブリはさらに、前記プレナムに流体的に結合される入口ポートを含み、前記管板アセンブリは液体の態様の前記二次冷却材を、前記入口ポートを介して受容し、液体の態様の前記二次冷却材を、前記プレナムを通して前記穿孔の中へ及び前記伝熱管の中へ引き回すように配置される、請求項１の蒸気発生器システム。
【請求項14】
前記管板アセンブリはさらに、前記プレナムに流体的に結合される出口ポートを含み、前記管板アセンブリは蒸気の態様の前記二次冷却材を前記伝熱管から受容し、蒸気の態様の前記二次冷却材を、前記穿孔を通して前記プレナムの中へ及び前記出口ポートの中へ引き回すように配置される、請求項１の蒸気発生器システム。
【請求項15】
炉容器を含む原子炉システムにおいて使用される管板アセンブリであって、プレナムの少なくとも一部分を境界付ける本体と、
前記プレナムに流体的に結合される複数の穿孔を含む管板であって、前記管板アセンブリは前記本体及び前記炉容器に結合される、管板と、
前記管板と前記炉容器との少なくとも部分的な接続部分であって、前記管板及び前記炉容器よりも可撓性の接続部分と
を含む、管板アセンブリ。
【請求項16】
前記管板は、前記炉容器の内部に面するように配置される内面と、前記プレナムに面するように配置される外面とを有する円形の平坦なプレートであり、前記管板アセンブリは、前記管板まわりに円周方向に延びて前記接続部分を画定する円形溝を含み、前記円形溝は、前記外面から部分的に前記内面に向かって延びる、請求項１５の管板アセンブリ。
【請求項17】
前記管板は、前記炉容器の内部に面するように配置される内面と、前記プレナムに面するように配置される外面とを有する円形の平坦なプレートであり、前記管板は、前記内面と前記外面との間の一方向に第１厚さを有し、前記接続部分は、前記内面と前記外面との間の前記一方向に前記第１厚さよりも小さい第２厚さを有する、請求項１５の管板アセンブリ。
【請求項18】
前記炉容器は縦軸に沿って延び、前記管板は前記縦軸に対して約３０°の角度だけ傾斜する、請求項１５の管板アセンブリ。
【請求項19】
原子炉システムであって、炉心及び一次冷却材を収容するように配置される炉容器であって、前記一次冷却材は前記炉心の中の核反応からの熱を吸収するように配置される、炉容器と、
蒸気発生器アセンブリと
を含み、
前記蒸気発生器アセンブリは、
第１管板を含む第１管板アセンブリであって、前記第１管板は、前記炉容器に結合されて複数の第１穿孔を含み、前記第１管板アセンブリは、前記第１管板と前記炉容器との間に配置される可撓性接続部分を含み、前記可撓性接続部分は、前記第１管板の厚さより小さい厚さを有する前記第１管板まわりの環状リングを含む、第１管板アセンブリと、
第２管板を含む第２管板アセンブリであって、前記第２管板は、前記炉容器に結合されて複数の第２穿孔を含む、第２管板アセンブリと、
二次冷却材を受容するように構成される複数の伝熱管と
を含み、
前記二次冷却材は、前記一次冷却材からの熱を、前記伝熱管を通して吸収するように構成され、
前記伝熱管のうちの個別のものは、前記第１管板の前記第１穿孔のうちの対応するものに流体的に結合される第１部分と、前記第２管板の前記第２穿孔のうちの対応するものに流体的に結合される第２部分とを有する、原子炉システム。
【請求項20】
前記第１管板アセンブリは、液体の態様の前記二次冷却材を受容し、液体の態様の前記二次冷却材を、前記第１穿孔を介して前記伝熱管へ引き回すように配置され、前記炉容器は縦軸に沿って延び、前記第１管板は、前記縦軸に対して約１５°から４５°の角度だけ傾斜する、請求項１９の原子炉システム。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本願は、「原子炉発電システムの圧力容器シェルにおける管板への管の応力緩和取り付け」との名称の２０２１年１１月２２日に出願された米国仮特許出願第６３／２８２，０５３号の利益を主張する。これは、その全体が参照によりここに組み入れられる。
本願は、「原子炉発電システムの圧力容器シェルにおける管板への管の応力緩和取り付け」との名称の２０２１年１１月２２日に出願された米国仮特許出願第６３／２８２，０５３号の利益を主張する。これは、その全体が参照によりここに組み入れられる。
【0002】
連邦支援の研究開発
この発明は、エネルギー省によって授与された契約番号第ＤＥ－ＮＥ－０００－８９２８号に基づく政府支援によってなされた。政府は、本発明に一定の権利を有する。
この発明は、エネルギー省によって授与された契約番号第ＤＥ－ＮＥ－０００－８９２８号に基づく政府支援によってなされた。政府は、本発明に一定の権利を有する。
【0003】
本技術は、例えば、原子炉電力システムにおいて使用される管板アセンブリを含む蒸気発生器システムに関する。詳しくは、本技術は、管板を炉容器に取り付けるための応力緩和取り付けに関する。
【背景技術】
【0004】
原子炉システムは、原子炉容器の中に配置される一以上の蒸気発生器を含むことが多い。炉容器は、炉心と、炉心の中の核反応（例えば核分裂反応）から生成される熱を吸収する一次冷却材とを収容する。かかる蒸気発生器は、給水ヘッダと蒸気ヘッダとの間に延びる炉容器内の複数の管（例えばヘリカル管）を含み得る。二次冷却材（例えば水）が、給水ヘッダにおいて管に入り、管を通って上昇し、二次冷却材が一次冷却材からの熱を吸収するときに蒸気（例えば水蒸気）へと変換され、電力変換システムにおける使用を目的として蒸気ヘッダにおいて管から出る。複数の管が、給水ヘッダ及び／又は蒸気ヘッダにおいて及び／又はこれらに近接して（例えば管対管板（ｔｕｂｅ－ｔｏ－ｔｕｂｅｓｈｅｅｔ（ＴＴＳ））溶接部を介して）有孔プレートのような管板に接続され得る。管板は、炉容器と一体にしてもよく、炉容器に取り付けてもよい。
【0005】
管板及び／又は管対管板（ＴＴＳ）溶接部において、管板と炉容器との異なる幾何学形状によって引き起こされる管板及び炉容器の、圧力及び熱負荷のもとでの不適合な動きに起因して、大きな応力が局所的に進展し得る。原子炉システムが起動及び停止を含む過渡状態を経ると、管板の応力が周期的になって、蒸気発生器の疲労及び早すぎる廃棄につながり得る。
【図面の簡単な説明】
【0006】
以下の図面を参照して本技術の多くの側面が良好に理解される。図面におけるコンポーネントは、必ずしも尺度どおりというわけではない。その代わり、本技術の原理を明確に示すことに重点が置かれる。
【0007】
【発明を実施するための形態】
【0008】
本開示の側面は一般に、原子炉電力システム並びに関連するデバイス及び方法における使用等のための、管板アセンブリを含む蒸気発生器システムに向けられる。詳しくは、本開示のいくつかの側面が、原子炉電力システム内の炉容器に管板を取り付けるための応力緩和取り付け部に向けられる。以下に記載の実施形態のうちいくつかにおいて、例えば、代表的な蒸気発生器システムが、一次冷却材を収容するように位置決めされた原子炉容器（例えば炉圧力容器シェル）に設置される。蒸気発生器システムは、プレナムを画定する管板アセンブリを含み得る。管板アセンブリは、管板と、当該管板を炉容器に結合する可撓性接続部分とを含む。管板は、プレナムに流体的に結合される複数の穿孔を含み得る。蒸気発生器システムはさらに、穿孔に流体的に結合されて二次冷却材の流れを受容する複数の伝熱管を含み得る。接続部分は、原子炉システムの動作中の管板における、及び伝熱管と管板との間の接続箇所（例えば管対管板（ＴＴＳ）溶接部）における、応力を低減するように管板及び炉容器よりも可撓性としてよい。例えば、接続部分は、管板及び隣接する炉容器の双方よりも薄くてよい。
【0009】
したがって、本技術のいくつかの側面において、接続部分は、管板における、及び／又は管板と対応伝熱管との間の関連接続箇所（例えば管対管板（ＴＴＳ）溶接部）における、応力（例えば不連続応力及び／又は疲労）を、炉容器と管板との間の可撓性接続箇所のように機能することによって緩和又は低減し得る。かかる可撓性接続箇所は、繰り返し負荷の間に、管板（例えば有孔平板）と炉容器（例えば円筒容器）との異なる幾何学的形状間の不適合な変形を分離することができる。いくつかの実施形態において、管板及び関連ＴＴＳ溶接部の繰り返し疲労寿命を一桁、二桁、又はそれ以上増加させることができ、蒸気発生器システムの寿命を増加させ得る。
【0010】
本技術の様々な実施形態を完全に理解するべく、以下の説明及び図１から図７Ｃに所定の詳細が記載される。他例において、管板アセンブリ、管板、原子炉電力変換システム、伝熱管、蒸気発生器等にしばしば関連付けられる周知の構造物、材料、動作、及び／又はシステムは、本技術の様々な実施形態の説明を不必要に不明瞭にすることを避けるべく、以下の開示において詳細に示されず、又は説明されない。しかしながら、当業者は、本技術が、ここに記載される詳細のうち一以上がなくても、及び／又は他の構造物、方法、コンポーネント等により、実施できることを認識するであろう。
【0011】
以下に使用される用語は、本技術の実施形態の所定例の詳細な説明とともに使用されている場合であっても、最も広い合理的な態様で解釈されるべきである。実際のところ、以下で所定の用語が強調されることさえあるが、任意の制限された態様で解釈されるように意図される用語はいずれも、この詳細な説明のセクションにおいてそのように明示的かつ具体的に定義される。
【0012】
添付図面は、本技術の複数の実施形態を描いており、明示的に示されない限り、その範囲を制限することを意図しない。描かれた様々な要素のサイズは、必ずしも縮尺どおりに描かれているわけではなく、これらの様々な要素は、読みやすさを向上させるために拡大され得る。コンポーネントの詳細は、かかる詳細が、本技術の製造方法及び使用方法の完全な理解に不必要である場合は、コンポーネントの位置、及び当該コンポーネント間の所定の正確な接続のような詳細を除くべく、図面において抽象化され得る。図面に示される詳細、寸法、角度、及び他の特徴の多くは、本開示の特定の実施形態の単なる例示である。したがって、他実施形態が、本技術から逸脱することなく、他の詳細、寸法、角度及び特徴を有し得る。加えて、当業者は、本技術のさらなる実施形態も、以下に記載される詳細のうちのいくつかがなくとも実施できることがわかる。
【0013】
参照によりここに組み入れられる任意の文献が本開示と矛盾する範囲において、本開示が優先する。ここに与えられる見出しは、便宜上に過ぎず、記載される主題を限定するものと解釈すべきではない。
【0014】
Ｉ．原子炉電力変換システムの選択された実施形態
【0015】
図１は、本技術の実施形態に従って構成される原子炉システム１００の部分的に模式的な部分断面図である。システム１００は電力モジュール１０２を含み、電力モジュール１２０は、制御された核反応が生じる炉心１０４を有する。したがって、炉心１０４は一以上の燃料集合体１０１を含み得る。燃料集合体１０１は、核分裂性の及び／又は他の適切な材料を含み得る。反応による熱が、一以上の蒸気発生器システム１３０において水蒸気を発生させ、蒸気発生器システム１３０は、その水蒸気を電力変換システム１４０へと向ける。電力変換システム１４０は、電力を生成し、及び／又は他の有用な出力を与える。電力モジュール１０２及び／又は他のシステムコンポーネントの動作をモニタリングするべくセンサシステム１５０が使用される。センサシステム１５０から取得されたデータは、電力モジュール１０２を制御するべくリアルタイムで使用することができ、並びに／又は、電力モジュール１０２及び／若しくは他のシステムコンポーネントの設計を更新するべく使用することもできる。
【0016】
電力モジュール１０２は、炉容器１２０（例えば、炉圧力容器、炉圧力シェル、炉圧力格納器等）を収納／封入する格納容器１１０（例えば、放射線遮蔽容器、放射線遮蔽格納器等）を含む。炉容器１２０は炉心１０４を収容する。格納容器１１０は、電力モジュールベイ１５６に収容され得る。電力モジュールベイ１５６は、水及び／又は他の適切な冷却液体が充填された冷却プール１０３を格納する。電力モジュール１０２の大部分は、冷却プール１０３の表面１０５よりも下に配置される。したがって、冷却プール１０３は、例えばシステム誤動作の事象において、熱シンクとして動作し得る。
【0017】
炉容器１２０と格納容器１１０との間の容積は、炉容器１２０から周囲環境への（例えば冷却プール１０３への）熱伝達を低減するべく部分的に又は完全に排気され得る。しかしながら、他実施形態において、炉容器１２０と格納容器１１０との間の容積は、炉容器１２０と格納容器１１０との間の熱伝達を増加させるべく、気体及び／又は液体を少なくとも部分的に充填してよい。
【0018】
炉容器１２０の中では、一次冷却材１０７が、炉心１０４からの熱を蒸気発生器システム１３０に送る。例えば、炉容器１２０の中に配置される矢印により示されるように、一次冷却材１０７が炉心１０４において加熱されて炉容器１２０の底へ向かう。加熱された一次冷却材１０７（例えば添加物あり又はなしの水）が、炉心１０４から炉心シュラウド１０６を通ってライザー管１０８へと上昇する。高温で浮力のある一次冷却材１０７はライザー管１０８を通って上昇し続け、その後ライザー管１０８を出て蒸気発生器１３０を通り抜けて下降する。蒸気発生器システム１３０は、図１に模式的に示されるように、例えば、らせんパターンで、ライザー管１０８まわりに円周方向に配列された複数の導管１３２（例えば、管、伝熱管）を含む。下降する一次冷却材１０７は、コンジット１３２内の二次冷却材（例えば水）に熱を伝達し、炉容器１２０の底まで下降し、そこで再びサイクルが開始される。サイクルは一次冷却材１０７の浮力の変化によって駆動することができるため、一次冷却材１０７を移動させるポンプの必要性を低減又は排除することができる。
【0019】
蒸気発生器システム１３０は、入来する二次冷却材が蒸気発生器導管１３２に入る下側ヘッダアセンブリ１３１（例えば、下側プレナムアセンブリ、下側管板アセンブリ、給水ヘッダアセンブリ、第１ヘッダアセンブリ、第１管板アセンブリ等）を含み得る。二次冷却材は、導管１３２を通って上昇し、蒸気（例えば水蒸気）に変換され、上側ヘッダアセンブリ１３３（例えば、上側プレナムアセンブリ、上側管板アセンブリ、蒸気ヘッダアセンブリ、第２ヘッダアセンブリ、第２管板アセンブリ等）において収集される。蒸気は、上側ヘッダアセンブリ１３３から出て電力変換システム１４０へと向けられる。
【0020】
電力変換システム１４０は、蒸気発生器システム１３０から蒸気タービン１４３への高圧かつ高温の水蒸気の通過を調節する一以上の蒸気バルブ１４２を含み得る。蒸気タービン１４３は、発電機１４４を介して水蒸気の熱エネルギーを電気に変換する。蒸気タービン１４３から出る低圧の水蒸気は凝縮器１４５において凝縮され、その後、（例えばポンプ１４６を介して）一以上の給水バルブ１４１へと向けられる。給水バルブ１４１は、給水が下側ヘッダアセンブリ１３１を介して蒸気発生器システム１３０に再び入る速度を制御する。
【0021】
電力モジュール１０２は、複数の制御システム及び関連センサを含む。例えば、電力モジュール１０２は中空円筒反射体１０９を含み得る。中空円筒反射体１０９は、中性子を炉心１０４へ戻して炉心１０１における核反応を促進する。制御棒１１３が、その核反応を調節するべく使用され、燃料棒駆動器１１５を介して駆動される。炉容器１２０の中の圧力は、加圧器プレート１１３（これはまた一次冷却材１０７を、蒸気発生器システム１３０を通して下方へと向ける役割も果たし得る）を介して、加圧器プレート１１７の上方に配置される加圧容積１１９における圧力を制御することによって制御され得る。いくつかの実施形態において、上側ヘッダアセンブリ１３３は、少なくとも部分的に加圧器プレート１１７に統合されてよい。
【0022】
センサシステム１５０は、例えば、動作パラメータ値、及び／又はパラメータ値の変化、を特定するべく、電力モジュール１０２の中及び／又は他の場所の様々な箇所に位置決めされる一以上のセンサ１５１を含み得る。センサシステム１５０が収集したデータはその後、システム１００の動作を制御するべく、及び／又はシステム１００のための設計変更をもたらすべく、使用され得る。格納容器１１０の中に位置決めされるセンサのために、センサリンク１５２が、当該センサからのデータを（センサリンク１５２が格納容器１１０から出る箇所の）フランジ１５３へと向け、そしてデータをセンサ接続箱１５４へと向ける。そこから、センサデータは、データバス１５５を介して一以上のコントローラ及び／又は他のデータシステムへと引き回される。
【0023】
ＩＩ．蒸気発生器システム及び管板アセンブリの選択された実施形態
【0024】
図２Ａから図５は、原子炉システム１００及び／又は他の原子炉システムの中で使用され得る本技術の実施形態に従って構成される様々な蒸気発生器システム又はその部分を示す。例えば、図１を参照して上で詳述された蒸気発生器システム１３０に加えて又はその代わりに、様々な蒸気発生器システムが使用されてよく、同様の又は同一の態様で機能してよい。いくつかの実施形態において、蒸気発生器システムは、それぞれの全体が参照によりここに組み入れられる（ｉ）「一体炉圧力容器管板」との名称で２０１４年４月２４日に出願された米国特許第９，９９７，２６２号、及び／又は（ｉｉ）「傾斜管板を有する蒸気発生器」との名称で２０１５年２月１０日に出願された米国特許第１０，６８５，７５２号、に開示された蒸気発生器システムと構造及び機能が少なくとも一般に同様の、又は構造及び機能が同一の、いくつかの特徴を含み得る。
【0025】
図２Ａは、本技術の実施形態に従って構成される蒸気発生器システム２３０を含む原子炉システム２００（例えば、原子力発電システム、原子力電力変換システム、原子炉水蒸気生成システム等）の断面側面図である。原子炉システム２００は、（ｉ）熱を生成する炉心（図２Ａに示さない）、（ｉｉ）原子炉からの熱を吸収する一次冷却材、及び（ｉｉｉ）ライザー管２０８を収容するように構成される炉容器２２０を含み得る。炉容器２２０は円筒形状を有し得る。図示される実施形態において、蒸気発生器システム２３０は、炉容器２２０内に配置されてライザー管２０８まわりに円周方向に配列された複数の伝熱管２３２（例えば導管）を含む。管２３２は、ライザー管２０８まわりにらせん状に延びる。管２３２のうちの個別の管が、下側管板アセンブリ２３１（例えば下側ヘッダアセンブリ）に流体的に結合される下側部分と、上側管板アセンブリ２３３（例えば上側ヘッダアセンブリ）に流体的に結合される上側部分とを有する。下側管板アセンブリ２３１及び上側管板アセンブリ２３３は、図１を参照して上述された下側ヘッダアセンブリ１３１及び上側ヘッダアセンブリそれぞれと構造及び／又は機能が同様又は同一となり得る。
【0026】
いくつかの実施形態において、蒸気発生器システム２３０は、炉容器２２０まわりに円周方向に配置される下側管板アセンブリ２３１のうちの複数のもの（例えば４つ）及び／又は上側管板アセンブリ２３３のうちの複数のもの（例えば４つ）を含む。下側及び上側管板アセンブリ２３１、２３３の複数対を、個別の蒸気発生器回路を画定するように管２３２の一セットに流体結合してよい。下側及び上側管板アセンブリ２３１、２３３は、炉容器２２０に結合され又は一体にされてよく、管２３２から炉容器２２０まで／から外部電力変換システム（例えば図１の電力変換システム１４０）まで／からの流体流路を与えるように配置される。いくつかの実施形態において、下側及び上側管板アセンブリ２３１、２３３は、炉容器２２０を取り囲む格納容器（例えば図１の格納容器１１０）の中に完全に格納される。
【0027】
動作時、炉容器２２０内の一次冷却材が加熱され、ライザー管２０８を通って上昇し、管２３２を通過した後に下降して、ライザー管２０８の外側で管２３２を通過する。管２３２は、下側管板アセンブリ２３１を介して二次冷却材（例えば水）を受容する。二次冷却材は管２３２を通って上昇し、熱が一次冷却材から二次冷却材へと熱伝達され、二次冷却材は過熱状態の蒸気（例えば水蒸気）となる。蒸気発生器システム２３０における二次冷却材は、炉容器２２０における一次冷却材から分離されてよく、これらは、混合したり又は互いに直接接触したりすることが許容されない。気化した二次冷却材が管２３２から出て、上側管板アセンブリ２３３の中に入り、電力変換システムへ移送される。二次冷却材からの熱が電力変換システムによって利用された後、二次冷却材は、下側管板アセンブリ２３１を介して蒸気発生器システム２３０に戻されてよい。
【0028】
複数の下側管板アセンブリ２３１は同一であってよく、それぞれが、炉容器２２０と一体に形成されて又はそれに取り付けられてプレナム２３５を画定する本体２３４（例えば、壁、本体部分、壁部分等）を含んでよい。本体２３４は、管板２３６（例えば有孔プレート）を含んでよく、及び／又は管板２３６が、本体２３４に取り付けられる別個のコンポーネントでもよい。管２３２の下側部分を、二次冷却材をプレナム２３５から管２３２まで引き回すように配置された管板２３６に結合（例えば、溶接、固定）してよい。図示される実施形態において、管板２３６は、炉容器２２０とライザー管２０８との間の環状領域内に配置され、水平方向又は径方向の位置に配向される。すなわち、管板２３６は、炉容器２２０の縦軸Ｙに直交する軸Ｘに沿って延びてよい。本体２３４はさらに、二次冷却材を受容する供給管に接続され得る入口ポート２３７（例えば供給ノズル）を含んでよく／画定してよい。入口ポート２３７は、供給管からプレナム２３５の中へ二次冷却材を導くように配置される。いくつかの実施形態において、下側管板アセンブリ２３１はさらに、プレナム２３５を封入するように本体２３４に結合（例えばボルト締め）され得る取り外し可能なカバープレート２３８を含む。取り外し可能なカバープレート２３８は、保守、検査及び／又は設置のような一以上の作業中に本体２３４から取り外し及び／又は本体２３４に設置してよい。
【0029】
図２Ｂは、本技術の実施形態に従って構成される上側管板アセンブリ２３３のうちの一つの拡大側断面図である。図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、複数の上側管板アセンブリ２３３は同一であってよく、下側管板アセンブリ２３１の特徴と一般に同様の又は同一のいくつかの特徴を含んでよい。例えば、上側管板アセンブリ２３３はそれぞれが、炉容器２２０と一体的に形成され又は炉容器２２０に取り付けられてプレナム２４５を画定又は境界付けする本体２４４を含んでよい。本体２４４は、管板２４６（例えば有孔プレート）を画定し若しくは含んでよく、及び／又は管板２４６が、本体２４４に取り付けられる別個のコンポーネントでもよい。いくつかの実施態様において、管板２４６は、原子炉システム２００の加圧器プレート２１７の一部分を含む。管２３２の上側部分を、二次冷却材を管２３２からプレナム２４５へ引き回すように配置される管板２４６に結合（例えば、溶接、固定）してよい。図示される実施態様において、管板２４６は、水平方向又は径方向の位置に配向される。すなわち、管板２４６は、炉容器２２０の縦軸Ｙに直交するＸ軸に沿って延びてよい。本体２４４はさらに、二次冷却材を受容する蒸気管２４１（図２Ｂ）に接続され得る出口ポート２４７（例えば蒸気ノズル）を含んでよく／画定してよい。出口ポート２４７は、二次冷却材をプレナム２４５から蒸気管に向けるように配置される。いくつかの実施態様において、上側管板アセンブリ２３３はさらに、プレナム２４５を封入するように本体２４４に結合（例えばボルト締め）され得る取り外し可能なカバープレート２４８を含む。取り外し可能なカバープレート２４８は、保守、検査及び／又は設置のような一以上の作業中に、本体２４４から取り外し及び／又は本体２４４に設置することができる。図２Ｂを参照すると、管板２３６は、列状に配置された複数の穿孔２３９（例えばスルーホール）を含む一般に平坦なプレートとしてよい。穿孔２３９は、管板２３６を貫通し、軸Ｙに平行に配向され得る（図２Ａ）。穿孔２３９は、管２３２の対応するものに（例えば溶接を介して）結合され得る。
【0030】
いくつかの実施形態において、下側管板アセンブリ２３１及び／又は上側管板アセンブリ２３３は、異なる構成を有してよい。例えば、図３Ａは、本技術の追加実施態様に従って構成される原子炉システム２００及び蒸気発生器システム２３０の拡大断面側面図である。図示される実施態様において、本体２３４は、炉容器２２０に取り付けられ又は炉容器２２０と一体的に形成され、炉容器２２０の一般に径方向外側に配置される。管板２３６は、炉容器２２０の壁に及び／又は当該壁に近接して（例えば、炉容器２２０とライザー管２０８との間の環状領域の実質的に外側に）配置され、垂直位置に配向される。すなわち、管板２３６は、炉容器２２０の縦軸Ｙに一般に平行に延びてよい。
【0031】
図３Ｂは、本技術の実施態様に係る図３Ａの下側管板アセンブリ２３１の一つを示す原子炉システム２００の拡大等角図である。図示される実施態様において、管板２３６は、列状に配置された複数の穿孔３３９（例えばスルーホール）を含む一般に円形の平坦なプレートである。穿孔４３９は、管板２３６を貫通し、軸Ｘに平行に配向され得る。複数の列のうちの個別のものにおける穿孔３３９が、管２３２の垂直グループにおける管２３２のうちの対応するものに結合され得る。明確性を目的として、複数の管２３２の一部のみが図３Ｂに示される。
【0032】
図４Ａは、本技術の追加実施形態に従って構成される原子炉システム２００及び蒸気発生器システム２３０の拡大断面側面図である。図４Ｂは、本技術の実施形態に係る図４Ａの下側管板アセンブリ２３１の一つを示す原子炉システム２００の拡大断面側面図である。図４Ａ及び図４Ｂを参照すると、図示される実施形態において、本体２３４は、炉容器２２０に取り付けられ又は炉容器２２０に一体的に形成され、部分的に炉容器２２０の中に、かつ、部分的に炉容器２２０の外側に配置される。管板２３６も同様に、炉容器２２０の中から炉容器２２０の外側まで延び、炉容器２２０の壁に対して角度が付けられる（例えば傾斜される）。すなわち、管板２３６は、炉容器２２０の縦軸Ｙ及び直交軸Ｘに対して非ゼロ角度で延び得る。いくつかの実施形態において、管板２３６は、炉容器６０の壁の縦軸Ｙに対し、約６０°未満、約１０°から５０°、約１５°から４５°、約２０°から４０°、約２５°から３５°、及び／又は約３０°の角度が付けられてよい。図３Ｂに最もよく見られるように、管板２３６は、複数の穿孔４３９（例えばスルーホール）を含む一般に円形の平坦なプレートとしてよい。穿孔４３９は、管板２３６を貫通し、軸Ｘ、Ｙに対して角度が付けられる（例えば傾いている）。穿孔３３９は、複数の管２３２のうちの対応するものに結合され得る。
【0033】
図２Ａから図４Ｂを参照すると、下側管板アセンブリ２３１の管板２３６及び上側管板アセンブリ２３３の管板２４６が、円筒形状を有し得る炉容器２２０に一体に取り付けられた又は直接貼り付けられた有孔平坦プレートとなり得る。管板２３６、２４６、及び／又は管２３２と管板２３６、２４６管板との間の接続箇所（例えば管対管板（ＴＴＳ）溶接部）において、蒸気発生器システム２３０と炉容器２２０との異なる幾何学形状によって引き起こされる蒸気発生器システム２３０及び炉容器２２０の、圧力及び熱負荷のもとでの不適合な動きに起因して、大きな応力が局所的に進展し得る。すなわち、炉容器２２０は、これらのコンポーネントの異なる幾何学形状に起因して、熱負荷及び圧力負荷のもとで管板２３６、２４６とは異なる速度で膨張／収縮し得る。これは、管板２３６、２４６と炉容器２２０とのインタフェイスにおける不適合な変形につながり得る。これは、周期的な負荷の間に、管板２３６、２４６、及び／又は管２３２と管板２３６、２４６との間の接続箇所（例えば管対管板（ＴＴＳ）溶接部）において不連続な応力及び疲労を引き起こし得る。例えば、原子炉システム２００が起動及び停止を含む過渡状態を経ると、管板２３６、２４６における応力は周期的となり得るので、蒸気発生器システム２３０の疲労及び早すぎる廃棄につながり得る。
【0034】
本技術のいくつかの側面において、本技術に従って構成される管板アセンブリ（例えばヘッダアセンブリ）が、炉容器と管板との可撓性接続箇所を導入することによって、管板及び関連ＴＴＳ溶接部における応力を緩和又は低減し得る。かかる可撓性接続箇所は、管板と炉容器との異なる幾何形状間の不適合な変形を分離することができる。例えば、いくつかの実施形態において、管板アセンブリは、炉容器及び管板の双方よりも薄い、炉容器と管板との間の可撓性セクション又は可撓性部分を含み得る。これは、管板が接続する部品（例えば管板及び炉容器）よりも可撓性であることによって、管板に応力緩和を与え得る。
【0035】
例えば、図５Ａから図５Ｄはそれぞれが、本技術の実施形態に従って構成される原子炉システムの一部分の、正面図、背面図、断面側面図、及び断面等角図を示す。原子炉システム５００は、図１から図４Ｂを参照して上述した原子炉システム１００及び／又は２００の特徴と一般に同様の又は同一のいくつかの特徴を含んでよい。例えば、図５Ａから図５Ｄを参照すると、原子炉システム５００は、炉容器５２０と一体に形成された管板アセンブリ５５０を有する蒸気発生器システムを含む。詳しくは、図５Ａは、炉容器５２０内からの（例えば、一般に炉容器５２０の外部に向かう方向に面する）管板アセンブリ５５０の正面図であり、図５Ｂは、炉容器５２０の外側からの（例えば、一般に炉容器５２０の内部に向かう方向に面する）管板アセンブリ５５０の背面図である。炉容器５２０は円筒形状を有し得る。他実施形態において、管板アセンブリ５５０は、炉容器に（例えば、溶接ボルト、締結具等を介して）結合される別個のコンポーネントとしてよい。
【0036】
図示される実施形態において、管板アセンブリ５５０は、プレナム５３５（図５Ａ及び図５Ｂでは隠されている）を（少なくとも部分的に）画定又は境界付けする本体５３４を含む。本体５３４はさらに、管板５３６（例えば有孔プレート）を画定することができ、及び／又は管板５３６が、本体５３４及び炉容器５２０に取り付けられる別個のコンポーネントでもよい。図示される実施形態において、管板５３６は、炉容器５２０の縦軸Ｙ（図５Ｃ）に対して角度Ａ（図５Ｃ）だけ角度付けされている（例えば傾いている）。角度Ａは、約６０°未満、約１０°から５０°、約１５°から４５°、約２０°から４０°、約２５°から３５°、及び／又は約３０°としてよい。図５Ａ及び図５Ｂに最もよく見られるように、管板５３６は、複数の穿孔５３９（例えばスルーホール）を含む一般に円形の平坦なプレートとしてよい。穿孔５３９は、管板２３６を貫通し、軸Ｘ、Ｙに対して角度が付けられている（例えば傾いている）。いくつかの実施形態において、穿孔５３９は、縦軸Ｙに沿って下方向に数を減らし得る複数の列に配列される。穿孔５３９は、蒸気発生器システムの複数の伝熱管のうちの対応するものに結合されてよい（例えば溶接されてよい）。
【0037】
本体５３４はさらに、プレナム５３５に流体的に結合されたポート５３７（例えばノズル）を含む／画定することができる。いくつかの実施形態において、管板アセンブリ５５０は下側管板アセンブリ（例えば供給アセンブリ）である。これは、（ｉ）ポート５３７を通して二次冷却材を受容し、（ｉｉ）二次冷却材を、プレナム５３５を通して穿孔５３９から出して、管板５３６に結合された対応する伝熱管の中に（例えば、伝熱管の下側部分から）導くように構成される。他実施形態において、管板アセンブリ５５０は上側管板アセンブリ（例えば蒸気アセンブリ）である。これは、（ｉ）管板５３６に結合された伝熱管から（例えば、伝熱管の上部から）穿孔５３９を通して蒸気形態の二次冷却材を受容し、（ｉｉ）蒸気形態の二次冷却材を、プレナム５３５を通して電力変換システムへの出口のためのポート５３７に導くように構成される。
【0038】
図５Ｃを参照すると、管板アセンブリ５５０はさらに、例えばボルト５５９を介して本体５３４に結合され得る取り外し可能なカバープレート５３８を含み得る。本体５３４に取り付けられると、カバープレート５３８はプレナム５３５を封入し得る。カバープレート５３８は、保守、検査及び／又は設置のような一以上の作業中に、本体５３４から取り外し及び／又本体５３４に設置することができる。明確性を目的として、カバープレート５３８は図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｄにおいて取り外した状態で示される。
【0039】
図５Ａから図５Ｄを参照すると、管板５３６は、炉容器５２０の内部に面するように配置された内面５５１（図５Ｂでは隠されている）と、内面５５１の反対側で、プレナム５３５及びカバープレート５３８に面するように配置された外面５５２（図５Ａでは隠されている）とを含む。穿孔５３９は、内面５５１から外面５５２まで管板５３６を完全に貫通し得る。図５Ｂから図５Ｄを参照すると、管板アセンブリ５５０はさらに、管板５３６まわりに円周方向に延びる溝５５３を含む。溝５５３は、管板５３６と、炉容器５２０及び／又は本体５３４の隣接部分との間の接続部分５５４（接続領域、可撓性部分、応力緩和部分、薄肉部分、脆弱部分等と称してよい）を画定する。したがって、接続部分５５４は、管板５３６の厚さＴ２（図５Ｃ）よりも小さい厚さＴ１（図５Ｃ）を有し得る。いくつかの実施形態において、厚さＴ２は、厚さＴ１よりも約２から６倍、約２倍、約３倍、及び／又は約４倍大きくてよい。管板５３６は、接続部分５５４、本体５３４及び／又は炉容器５２０と一体としてよい。
【0040】
図示される実施形態において、溝５５３及び接続部分５５４は、管板５３６まわりに全周に延び、それぞれが一定の幅Ｗ（図５Ｃ）を備える円形状を有する。すなわち、接続部分５５４は、管板５３６まわりの薄い環状リングとなり得る。さらに、溝５５３は、接続部分５５４が管板５３６の内面５５１に隣接して配置されるように、管板５３６の外面５５２から管板５３６の内面５５１に向かって延びる。詳しくは、図５Ｃ及び図５Ｄを参照すると、接続部分５５４が、炉容器５２０の内部に面するように配置される内面５５５と、内面５５５の反対側で、溝５５３内に配置されてプレナム５３５に面する外面５５６とを含み得る。接続部分５５４の内面５５５は、管板５３６の内面５５１と同一平面であってよい一方、接続部分５５４の外面５５６は、管板５３６の外面５５２からオフセットされてもよい。他実施形態において、溝５５３は、管板５３６まわりに部分的にのみ延びてよく、（例えば、図７Ａから図７Ｃに示されて図７Ａから図７Ｃを参照して詳細に説明されるように）他の形状を有してよく、及び／又は代替的若しくは追加的に（例えば図７Ａから図７Ｃに示されて図７Ａから図７Ｃを参照して詳細に説明されるように）内面５５１から延びてよい。
【0041】
図示される実施形態において、接続部分５５４の内面及び外面５５５、５５６はそれぞれが平面／平坦である。他実施形態において、内面及び／又は外面５５５、５５６は、異なる外形を有してよい。例えば、図６Ａから図６Ｃは、本技術の実施形態に係る外面５５６のための異なる外形を示す接続部分５５４の断面側面図である。図６Ａから図６Ｃそれぞれに示されるように、外面５５６は、湾曲した球形状、湾曲した円筒形状、及び／又はオメガ形状を有してよい。他実施形態において、内面５５５も同様の形状を有してよく、並びに／又は、内面５５５及び／若しくは外面５５６が、他の形状（例えば、多角形、不規則等）を有してよい。
【0042】
図５Ａから図５Ｄを参照すると、接続部分５５４は、接続対象の隣接コンポーネント（例えば、管板５３６、本体５３４及び炉容器５２０）よりも薄いので、これらの隣接コンポーネントよりも可撓性となり得る（例えば、あまり硬くない）。いくつかの実施形態において、接続部分５５４は、代替的又は追加的に、炉容器５２０及び管板５３６よりも可撓性の材料から形成され得る。したがって、本技術のいくつかの側面において、接続部分５５４は、炉容器５２０と管板５３６との間の可撓性接続箇所として機能することにより、管板５３６において、及び／又は、管板５３６と対応する伝熱管との間の関連接続箇所（例えば管対管板（ＴＴＳ）溶接部）において、応力（例えば不連続応力及び／又は疲労）を緩和又は低減し得る。かかる可撓性接続箇所は、繰り返し負荷の間に、管板５３６（例えば有孔平坦プレート）と炉容器５２０（例えば円筒容器）との異なる幾何学的形状間の不適合な変形を分離し得る。いくつかの実施形態において、管板５３６及び関連ＴＴＳ溶接部の繰り返し疲労寿命を一桁、二桁、又はそれ以上増加させることができ、蒸気発生器システム５３０の寿命を増加させ得る。
【0043】
いくつかの実施形態において、複数の穿孔５３９のうちの個別の穿孔が、対応する伝熱管を中に受容することができ、伝熱管は、管板５３６の外面５５２において及び／又は外面５５２の近傍で管板５３６に（例えばＴＴＳ溶接を介して）溶接され、又は他の方法で接続され得る。したがって、伝熱管と管板５３６との接続箇所は、管板５３６の内面５５１の近傍から延びる接続部分５５４の反対側の溝５５３に隣接して配置してよい。接続部分５５４は、管板５３６の外面５５６に又は外面５５６の近傍に延びないので、管板５３６は、外面５５２の近くで容易に撓み得る。したがって、本技術のいくつかの側面において、伝熱管と管板５３６との間の接続をこのように接続部分５５４から離れるように離間させることにより、原子炉システム５００の動作中の接続箇所における応力をさらに低減することができる。
【0044】
いくつかの実施態様において、接続部分５５４は、カバープレート５３８が取り外された状態でプレナム５３５に挿入されるツールを介して溝５５３をフライス加工することによって製造することができる。本技術のいくつかの側面において、溝５５３を円形に形成し、一定の幅及び深さを有するようにすることにより、溝５５３を形成するために使用される製造プロセスの複雑性を低減することができる。
【0045】
上述のように、本技術に係る管板アセンブリは、管板と隣接炉容器との間に可撓性の結合を与える管板まわりに延びる溝の他の構成を有し得る。図７Ａから図７Ｃはそれぞれが、例えば、本技術のさらなる実施態様に係る接続部分７５４を含む原子炉システム５００の断面正面図、断面背面図及び断面側面図である。図７Ａから図７Ｃを参照すると、接続部分７５４を除いて、原子炉システム５００のコンポーネントは、図５Ａから図５Ｄを参照して詳細に示され及び説明されたコンポーネントと同様又は同一としてよく、同じ参照番号で参照される。
【0046】
図示される実施態様において、管板アセンブリ５５０は、管板５３６まわりに円周方向に延びる内側溝７５７及び外側溝７５８を含み、管板５３６と炉容器５２０及び／又は本体５３４の隣接部分との間に接続部分７５４を画定する。したがって、接続部分７５４は、管板５３６の厚さＴ２（図７Ｃ）よりも小さい厚さＴ１（図７Ｃ）を有し得る。いくつかの実施態様において、厚さＴ２は、厚さＴ１の約２から６倍、約２倍、約３倍、及び／又は約４倍大きくてよい。管板５３６は、接続部分７５４、本体５３４及び／又は炉容器５２０と一体としてよい。
【0047】
図示される実施態様において、内側及び外側溝７５７、７５８と接続部分７５４とが、管板５３６まわりに全周に延び、それぞれが、管板５３６まわりに可変幅Ｗ（図７Ｃ）を有する菱形のような又はシールドのような形状を有する。いくつかの実施形態において、幅Ｗは、接続部分７５４と穿孔５３９との間の最小クリアランスを維持するように選択され得る。さらに、内側溝７５７が管板５３６の内面５５１から管板の外面５５２に向かって延び、外側溝７５８が管板５３６の外面５５２から管板５３６の内面５５１に向かって延びることにより、接続部分７５４が管板５３６の中間部分に隣接して配置されるようになる。詳しくは、接続部分７５４は、（ｉ）炉容器５２０の内部に面するように内側溝７５７内に配置された内面７５５と、（ｉｉ）外側溝７５８内にプレナム５３５に面するように配置されて内面７５５とは反対側の外側表面７５６とを含み得る。接続部分７５４の内面７５５は、管板５３６の外面５５２からオフセットされてよく（例えば離間されてよく）、接続部分７５４の外面７５６も同様に、管板５３６の外面５５２からオフセットされてよい。
【0048】
したがって、本技術のいくつかの側面において、接続部分７５４は、接続対象の隣接コンポーネント（例えば、管板５３６、本体５３４及び炉容器５２０）よりも薄いので、これらの隣接コンポーネントよりも可撓性となり得る（例えば、あまり硬くない）。したがって、本技術のいくつかの側面において、接続部分７５４は、炉容器５２０と管板５３６との間の可撓性接続箇所として機能することにより、管板５３６において、及び／又は、管板５３６と対応する伝熱管との間の関連接続箇所（例えば管対管板（ＴＴＳ）溶接部）において、応力（例えば不連続応力及び／又は疲労）を緩和又は低減し得る。
【0049】
図５Ａから図７Ｃが、炉容器５２０の縦軸Ｌに対して角度を付けた（例えば傾いた）管板５３６を有する管板アセンブリを示すにもかかわらず、本技術の可撓性接続部分（例えば接続部分５５４及び／又は接続部分７５４）は、ここに記載される任意の配向／構成を有する管板とともに使用してよく、及び／又は管板が炉容器に一体に取り付けられる任意の構成において使用してよい。例えば、図２Ａを参照すると、可撓性接続部分を、下側管板アセンブリ２３１の水平配向管板２３６のいずれか又はすべてと炉容器２２０との間に、及び／又は水平配向管板２３６と管板２３６の本体２３４との間に、形成してよい。同様に、図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、可撓性接続部分を、上側管板アセンブリ２３３の管板２４６のいずれか又はすべての間において、管板２４６と炉容器２２０との間において、及び／又は管板２４６と管板２４６の本体２４４との間において、加圧器プレート２１７に形成してよい。同様に、図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、可撓性接続部分を、下側管板アセンブリ２３１の垂直配向管板２３６のいずれか又はすべてと炉容器２２０との間に、及び／又は垂直配向管板２３６と管板２３６の本体２３４との間に、形成してよい。
【0050】
ＩＩＩ．追加の例
【0051】
以下の例は、本技術のいくつかの実施形態を例示する。
［例１］一次冷却材を収容するように配置される炉容器を含む原子炉システムにおいて使用される蒸気発生器システムであって、
炉容器に結合されてプレナムの少なくとも一部分を形成する管板アセンブリと、
二次冷却材の流れを受容するように構成される複数の伝熱管と
を含み、
管板アセンブリは、
プレナムに流体的に結合される複数の穿孔を含む管板と、
管板と炉容器との少なくとも部分的な接続部分であって、管板及び炉容器よりも可撓性の接続部分と、
を含み、
伝熱管のうちの個別のものが、複数の穿孔のうちの対応するものに結合される、蒸気発生器システム。
［例２］管板は平坦なプレートであり、管板アセンブリは、管板まわりに円周方向に延びて接続部分を画定する溝を含む、例１の蒸気発生器システム。
［例３］管板は、炉容器の内部に面するように配置される内面と、プレナムに面するように配置される外面とを含み、溝は外面から内面に向かって部分的に延びる、例２の蒸気発生器システム。
［例４］平坦なプレートは円形状を有し、溝は、一般に一定の幅及び深さを備える円形状を有する、例２又は例３の蒸気発生器システム。
［例５］溝は、円周方向に変化する幅を有する、例２又は例３の蒸気発生器システム。
［例６］管板アセンブリは炉容器に一体に形成される、例１から例５のいずれか一つの蒸気発生器システム。
［例７］炉容器は縦軸に沿って延び、管板は、縦軸に一般に平行に配置される、例１から例６のいずれか一つの蒸気発生器システム。
［例８］炉容器は縦軸に沿って延び、管板は縦軸に対して約１５°から４５°の角度だけ傾斜する、例１から例６のいずれか一つの蒸気発生器システム。
［例９］炉容器は縦軸に沿って延び、管板は、縦軸に一般に直交して配置される、例１から例６のいずれか一つの蒸気発生器。
［例１０］管板は、炉容器の内部に面するように配置される内面と、プレナムに面するように配置される外面とを含む平坦なプレートであり、管板アセンブリは、管板まわりに円周方向に内面から部分的に外面に向かって延びる第１溝と、管板まわりに円周方向に外面から部分的に内面に向かって延びる第２溝とを含み、第１溝及び第２溝が接続部分を画定する、例１から例９のいずれか一つの蒸気発生器システム。
［例１１］管板は第１厚さを有し、接続部分は、第１厚さよりも小さい第２厚さを有する、例１から例１０のいずれか一つの蒸気発生器システム。
［例１２］第１厚さが第２厚さの半分よりも小さい、例１１の蒸気発生器システム。
［例１３］管板アセンブリはさらに、プレナムに流体的に結合される入口ポートを含み、管板アセンブリは液体の態様の二次冷却材を、入口ポートを介して受容し、液体の態様の二次冷却材を、プレナムを通して穿孔の中へ及び伝熱管の中へ引き回すように配置される、例１から例１２のいずれか一つの蒸気発生器システム。
［例１４］管板アセンブリはさらに、プレナムに流体的に結合される出口ポートを含み、管板アセンブリは蒸気の態様の二次冷却材を伝熱管から受容し、蒸気の態様の二次冷却材を、穿孔を通してプレナムの中へ及び出口ポートの中へ引き回すように配置される、例１から例１２のいずれか一つの蒸気発生器システム。
［例１５］炉容器を含む原子炉システムにおいて使用される管板アセンブリであって、
プレナムの少なくとも一部分を境界付ける本体と、
プレナムに流体的に結合される複数の穿孔を含む管板であって、管板アセンブリは本体及び炉容器に結合される、管板と、
管板と炉容器との少なくとも部分的な接続部分であって、管板及び炉容器よりも可撓性の接続部分と
を含む、管板アセンブリ。
［例１６］管板は、炉容器の内部に面するように配置される内面と、プレナムに面するように配置される外面とを有する円形の平坦なプレートであり、管板アセンブリは、管板まわりに円周方向に延びて接続部分を画定する円形溝を含み、円形溝は、外面から部分的に内面に向かって延びる、例１５の管板アセンブリ。
［例１７］管板は、炉容器の内部に面するように配置される内面と、プレナムに面するように配置される外面とを有する円形の平坦なプレートであり、管板は、内面と外面との間の一方向に第１厚さを有し、接続部分は、内面と外面との間の当該一方向に第１厚さよりも小さい第２厚さを有する、例１５又は例１６の管板アセンブリ。
［例１８］炉容器は縦軸に沿って延び、管板は縦軸に対して約３０°の角度だけ傾斜する、例１５から例１７のいずれか一つの管板アセンブリ。
［例１９］原子炉システムであって、
炉心及び一次冷却材を収容するように配置される炉容器であって、一次冷却材は炉心の中の核反応からの熱を吸収するように配置される、炉容器と、
蒸気発生器アセンブリと
を含み、
蒸気発生器アセンブリは、
第１管板を含む第１管板アセンブリであって、第１管板は、炉容器に結合されて複数の第１穿孔を含み、第１管板アセンブリは、第１管板と炉容器との間に配置される可撓性接続部分を含み、可撓性接続部分は、第１管板の厚さより小さい厚さを有する第１管板まわりの環状リングを含む、第１管板アセンブリと、
第２管板を含む第２管板アセンブリであって、第２管板は、炉容器に結合されて複数の第２穿孔を含む、第２管板アセンブリと、
二次冷却材を受容するように構成される複数の伝熱管と
を含み、
二次冷却材は、一次冷却材からの熱を、伝熱管を通して吸収するように構成され、伝熱管のうちの個別のものは、第１管板の第１穿孔のうちの対応するものに流体的に結合される第１部分と、第２管板の第２穿孔のうちの対応するものに流体的に結合される第２部分とを有する、原子炉システム。
［例２０］第１管板アセンブリは、液体の態様の二次冷却材を受容し、液体の態様の二次冷却材を、第１穿孔を介して伝熱管へ引き回すように配置され、炉容器は縦軸に沿って延び、第１管板は、縦軸に対して約１５°から４５°の角度だけ傾斜する、例１９の原子炉システム。
［例１］一次冷却材を収容するように配置される炉容器を含む原子炉システムにおいて使用される蒸気発生器システムであって、
炉容器に結合されてプレナムの少なくとも一部分を形成する管板アセンブリと、
二次冷却材の流れを受容するように構成される複数の伝熱管と
を含み、
管板アセンブリは、
プレナムに流体的に結合される複数の穿孔を含む管板と、
管板と炉容器との少なくとも部分的な接続部分であって、管板及び炉容器よりも可撓性の接続部分と、
を含み、
伝熱管のうちの個別のものが、複数の穿孔のうちの対応するものに結合される、蒸気発生器システム。
［例２］管板は平坦なプレートであり、管板アセンブリは、管板まわりに円周方向に延びて接続部分を画定する溝を含む、例１の蒸気発生器システム。
［例３］管板は、炉容器の内部に面するように配置される内面と、プレナムに面するように配置される外面とを含み、溝は外面から内面に向かって部分的に延びる、例２の蒸気発生器システム。
［例４］平坦なプレートは円形状を有し、溝は、一般に一定の幅及び深さを備える円形状を有する、例２又は例３の蒸気発生器システム。
［例５］溝は、円周方向に変化する幅を有する、例２又は例３の蒸気発生器システム。
［例６］管板アセンブリは炉容器に一体に形成される、例１から例５のいずれか一つの蒸気発生器システム。
［例７］炉容器は縦軸に沿って延び、管板は、縦軸に一般に平行に配置される、例１から例６のいずれか一つの蒸気発生器システム。
［例８］炉容器は縦軸に沿って延び、管板は縦軸に対して約１５°から４５°の角度だけ傾斜する、例１から例６のいずれか一つの蒸気発生器システム。
［例９］炉容器は縦軸に沿って延び、管板は、縦軸に一般に直交して配置される、例１から例６のいずれか一つの蒸気発生器。
［例１０］管板は、炉容器の内部に面するように配置される内面と、プレナムに面するように配置される外面とを含む平坦なプレートであり、管板アセンブリは、管板まわりに円周方向に内面から部分的に外面に向かって延びる第１溝と、管板まわりに円周方向に外面から部分的に内面に向かって延びる第２溝とを含み、第１溝及び第２溝が接続部分を画定する、例１から例９のいずれか一つの蒸気発生器システム。
［例１１］管板は第１厚さを有し、接続部分は、第１厚さよりも小さい第２厚さを有する、例１から例１０のいずれか一つの蒸気発生器システム。
［例１２］第１厚さが第２厚さの半分よりも小さい、例１１の蒸気発生器システム。
［例１３］管板アセンブリはさらに、プレナムに流体的に結合される入口ポートを含み、管板アセンブリは液体の態様の二次冷却材を、入口ポートを介して受容し、液体の態様の二次冷却材を、プレナムを通して穿孔の中へ及び伝熱管の中へ引き回すように配置される、例１から例１２のいずれか一つの蒸気発生器システム。
［例１４］管板アセンブリはさらに、プレナムに流体的に結合される出口ポートを含み、管板アセンブリは蒸気の態様の二次冷却材を伝熱管から受容し、蒸気の態様の二次冷却材を、穿孔を通してプレナムの中へ及び出口ポートの中へ引き回すように配置される、例１から例１２のいずれか一つの蒸気発生器システム。
［例１５］炉容器を含む原子炉システムにおいて使用される管板アセンブリであって、
プレナムの少なくとも一部分を境界付ける本体と、
プレナムに流体的に結合される複数の穿孔を含む管板であって、管板アセンブリは本体及び炉容器に結合される、管板と、
管板と炉容器との少なくとも部分的な接続部分であって、管板及び炉容器よりも可撓性の接続部分と
を含む、管板アセンブリ。
［例１６］管板は、炉容器の内部に面するように配置される内面と、プレナムに面するように配置される外面とを有する円形の平坦なプレートであり、管板アセンブリは、管板まわりに円周方向に延びて接続部分を画定する円形溝を含み、円形溝は、外面から部分的に内面に向かって延びる、例１５の管板アセンブリ。
［例１７］管板は、炉容器の内部に面するように配置される内面と、プレナムに面するように配置される外面とを有する円形の平坦なプレートであり、管板は、内面と外面との間の一方向に第１厚さを有し、接続部分は、内面と外面との間の当該一方向に第１厚さよりも小さい第２厚さを有する、例１５又は例１６の管板アセンブリ。
［例１８］炉容器は縦軸に沿って延び、管板は縦軸に対して約３０°の角度だけ傾斜する、例１５から例１７のいずれか一つの管板アセンブリ。
［例１９］原子炉システムであって、
炉心及び一次冷却材を収容するように配置される炉容器であって、一次冷却材は炉心の中の核反応からの熱を吸収するように配置される、炉容器と、
蒸気発生器アセンブリと
を含み、
蒸気発生器アセンブリは、
第１管板を含む第１管板アセンブリであって、第１管板は、炉容器に結合されて複数の第１穿孔を含み、第１管板アセンブリは、第１管板と炉容器との間に配置される可撓性接続部分を含み、可撓性接続部分は、第１管板の厚さより小さい厚さを有する第１管板まわりの環状リングを含む、第１管板アセンブリと、
第２管板を含む第２管板アセンブリであって、第２管板は、炉容器に結合されて複数の第２穿孔を含む、第２管板アセンブリと、
二次冷却材を受容するように構成される複数の伝熱管と
を含み、
二次冷却材は、一次冷却材からの熱を、伝熱管を通して吸収するように構成され、伝熱管のうちの個別のものは、第１管板の第１穿孔のうちの対応するものに流体的に結合される第１部分と、第２管板の第２穿孔のうちの対応するものに流体的に結合される第２部分とを有する、原子炉システム。
［例２０］第１管板アセンブリは、液体の態様の二次冷却材を受容し、液体の態様の二次冷却材を、第１穿孔を介して伝熱管へ引き回すように配置され、炉容器は縦軸に沿って延び、第１管板は、縦軸に対して約１５°から４５°の角度だけ傾斜する、例１９の原子炉システム。
【0052】
ＩＶ．まとめ
【0053】
すべての数値は、ここでは、明示的に示されているか否かにかかわらず、約という用語によって修正されると想定される。約という用語は、数値の文脈において一般に、記載された値に等しい（例えば、同じ機能及び／又は結果を有する）と当業者がみなすであろう数の範囲を言及する。例えば、約という用語は、記載された値プラス又はマイナス１０パーセントを言及し得る。例えば、約１００という用語の使用は、９０から１１０までの範囲を言及し得る。文脈がそうでないことを必要とする場合、及び／又は、相対的な用語が、数値を含まない若しくは数値に関連しないものを参照して使用される場合、用語には当業者にとっての通常の意味が与えられる。
【0054】
本技術の実施形態の上記詳細な説明は、網羅的であることを意図したものではなく、又は上記開示の正確な形態に本技術を限定することを意図したものでもない。本技術の特定の実施形態及び例は、説明目的のために上述されているが、当業者が認識するように、本技術の範囲内で様々な等価な修正例が可能である。例えば、ステップが所与の順序で提示され得るが、他実施形態において、当該ステップは異なる順序で行われてよい。ここに記載される様々な実施形態は、さらなる実施形態を与えるべく組み合わせてよい。
【0055】
前述のことからわかることだが、本技術の特定の実施形態が例示目的でここに記載されてきたにもかかわらず、周知の構造及び機能は、本技術の実施形態の説明を不必要に不明瞭にすることを避けるべく、詳細に図示又は記載されていない。文脈が許す場合、単数又は複数の用語はそれぞれ、複数又は単数の用語を含んでよい。
【0056】
ここで使用されるように、「Ａ及び／又はＢ」における「及び／又は」は、Ａ単独と、Ｂ単独と、Ａ及びＢとを言及する。加えて、用語「含む」及び「備える」は、少なくとも記載された特徴を含むことを意味するように全体を通して使用され、同じ特徴及び／又は他の特徴の付加的タイプの任意の多数が排除されるわけではない。またもわかることだが、特定の実施形態が例示目的でここに記載されてきたにもかかわらず、本技術から逸脱することなく様々な修正がなされ得る。さらに、本技術のいくつかの実施形態に関連付けられる利点が、これらの実施形態の文脈で説明されてきたが、他実施形態もまた、かかる利点を示すことができ、かかる利点が本技術の範囲に当てはまることをすべての実施形態が必ずしも示すわけではない。したがって、本開示及び関連する技術は、ここに明示的には図示又は記載されていない他実施形態を包括し得る。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【手続補正書】
【提出日】2024-05-16
【手続補正2】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
一次冷却材を収容するように配置される炉容器を含む原子炉システムにおいて使用される蒸気発生器システムであって、前記炉容器に結合されてプレナムの少なくとも一部分を形成する管板アセンブリと、
二次冷却材の流れを受容するように構成される複数の伝熱管と
を含み、
前記管板アセンブリは、
前記プレナムに流体的に結合される複数の穿孔を含む管板と、
前記管板と前記炉容器との少なくとも部分的な接続部分であって、前記管板及び前記炉容器よりも可撓性の接続部分と
を含み、
前記伝熱管のうちの個別のものが、前記複数の穿孔のうちの対応するものに結合される、蒸気発生器システム。
【請求項2】
前記管板は平坦なプレートであり、前記管板アセンブリは、前記管板まわりに円周方向に延びて前記接続部分を画定する溝を含む、請求項１の蒸気発生器システム。
【請求項3】
前記管板は、前記炉容器の内部に面するように配置される内面と、前記プレナムに面するように配置される外面とを含み、前記溝は前記外面から前記内面に向かって部分的に延びる、請求項２の蒸気発生器システム。
【請求項4】
前記平坦なプレートは円形状を有し、前記溝は、一定の幅及び深さを備える円形状を有する、請求項２の蒸気発生器システム。
【請求項5】
前記溝は、円周方向に変化する幅を有する、請求項２の蒸気発生器システム。
【請求項6】
前記管板アセンブリは前記炉容器に一体に形成される、請求項１から５のいずれか一項の蒸気発生器システム。
【請求項7】
前記炉容器は縦軸に沿って延び、前記管板は前記縦軸に対して平行に配置される、請求項１から５のいずれか一項の蒸気発生器システム。
【請求項8】
前記炉容器は縦軸に沿って延び、前記管板は、前記縦軸に対して１５°から４５°の角度だけ傾斜する、請求項１から５のいずれか一項の蒸気発生器システム。
【請求項9】
前記炉容器は縦軸に沿って延び、前記管板は前記縦軸に対して直交して配置される、請求項１から５のいずれか一項の蒸気発生器システム。
【請求項10】
前記管板は、前記炉容器の内部に面するように配置される内面と、前記プレナムに面するように配置される外面とを含む平坦なプレートであり、前記管板アセンブリは、前記管板まわりに円周方向に前記内面から部分的に前記外面に向かって延びる第１溝と、前記管板まわりに円周方向に前記外面から部分的に前記内面に向かって延びる第２溝とを含み、前記第１溝及び前記第２溝が前記接続部分を画定する、請求項１から５のいずれか一項の蒸気発生器システム。
【請求項11】
前記管板は第１厚さを有し、前記接続部分は、前記第１厚さよりも小さい第２厚さを有する、請求項１から５のいずれか一項の蒸気発生器システム。
【請求項12】
前記第２厚さが前記第１厚さの半分よりも小さい、請求項１１の蒸気発生器システム。
【請求項13】
前記管板アセンブリはさらに、前記プレナムに流体的に結合される入口ポートを含み、前記管板アセンブリは液体の態様の前記二次冷却材を、前記入口ポートを介して受容し、液体の態様の前記二次冷却材を、前記プレナムを通して前記穿孔の中へ及び前記伝熱管の中へ引き回すように配置される、請求項１から５のいずれか一項の蒸気発生器システム。
【請求項14】
前記管板アセンブリはさらに、前記プレナムに流体的に結合される出口ポートを含み、前記管板アセンブリは蒸気の態様の前記二次冷却材を前記伝熱管から受容し、蒸気の態様の前記二次冷却材を、前記穿孔を通して前記プレナムの中へ及び前記出口ポートの中へ引き回すように配置される、請求項１から５のいずれか一項の蒸気発生器システム。
【請求項15】
炉容器を含む原子炉システムにおいて使用される管板アセンブリであって、プレナムの少なくとも一部分を境界付ける本体と、
前記プレナムに流体的に結合される複数の穿孔を含む管板であって、前記管板アセンブリは前記本体及び前記炉容器に結合される、管板と、
前記管板と前記炉容器との少なくとも部分的な接続部分であって、前記管板及び前記炉容器よりも可撓性の接続部分と
を含む、管板アセンブリ。
【請求項16】
前記管板は、前記炉容器の内部に面するように配置される内面と、前記プレナムに面するように配置される外面とを有する円形の平坦なプレートであり、前記管板アセンブリは、前記管板まわりに円周方向に延びて前記接続部分を画定する円形溝を含み、前記円形溝は、前記外面から部分的に前記内面に向かって延びる、請求項１５の管板アセンブリ。
【請求項17】
前記管板は、前記炉容器の内部に面するように配置される内面と、前記プレナムに面するように配置される外面とを有する円形の平坦なプレートであり、前記管板は、前記内面と前記外面との間の一方向に第１厚さを有し、前記接続部分は、前記内面と前記外面との間の前記一方向に前記第１厚さよりも小さい第２厚さを有する、請求項１５の管板アセンブリ。
【請求項18】
前記炉容器は縦軸に沿って延び、前記管板は前記縦軸に対して３０°の角度だけ傾斜する、請求項１５から１７のいずれか一項の管板アセンブリ。
【請求項19】
原子炉システムであって、炉心及び一次冷却材を収容するように配置される炉容器であって、前記一次冷却材は前記炉心の中の核反応からの熱を吸収するように配置される、炉容器と、
蒸気発生器アセンブリと
を含み、
前記蒸気発生器アセンブリは、
第１管板を含む第１管板アセンブリであって、前記第１管板は、前記炉容器に結合されて複数の第１穿孔を含み、前記第１管板アセンブリは、前記第１管板と前記炉容器との間に配置される可撓性接続部分を含み、前記可撓性接続部分は、前記第１管板の厚さより小さい厚さを有する前記第１管板まわりの環状リングを含む、第１管板アセンブリと、
第２管板を含む第２管板アセンブリであって、前記第２管板は、前記炉容器に結合されて複数の第２穿孔を含む、第２管板アセンブリと、
二次冷却材を受容するように構成される複数の伝熱管と
を含み、
前記二次冷却材は、前記一次冷却材からの熱を、前記伝熱管を通して吸収するように構成され、
前記伝熱管のうちの個別のものは、前記第１管板の前記第１穿孔のうちの対応するものに流体的に結合される第１部分と、前記第２管板の前記第２穿孔のうちの対応するものに流体的に結合される第２部分とを有する、原子炉システム。
【請求項20】
前記第１管板アセンブリは、液体の態様の前記二次冷却材を受容し、液体の態様の前記二次冷却材を、前記第１穿孔を介して前記伝熱管へ引き回すように配置され、前記炉容器は縦軸に沿って延び、前記第１管板は、前記縦軸に対して１５°から４５°の角度だけ傾斜する、請求項１９の原子炉システム。
【国際調査報告】