用于从压水式反应堆的堆芯中取出堆芯内仪表的方法

摘要

本发明涉及一种用于从核反应堆压力容器中移除上部堆内结构组件以补充燃料的方法，所述方法同时从信号电缆延伸所穿透的反应堆容器穿透部断开两个或更多个堆芯内仪表套管组件。信号电缆通过电连接器连接到穿透部，所述电连接器支撑两个或更多个堆芯内仪表套管组件的信号引线。在断开电连接器之前，使得容器中的水降低到连接部以下，以使得在干燥的环境下进行该过程。

权利要求

1.一种用于为压水式核反应堆补充燃料的方法，所述压水式核反应堆具有：压力容器(10)；上部可移除封头(12)，所述上部可移除封头用于能密封地接合所述压力容器的上部开口；堆芯(14)，所述堆芯具有被支撑在压力容器内的轴向部分；被支撑在堆芯内的多个核燃料组件(22)，所述核燃料组件中的至少两个具有轴向贯穿延伸的至少一个仪表套管；上部堆内结构组件(26)，所述上部堆内结构组件被支撑在堆芯上方并且具有被各个仪表套管贯穿地支撑的轴向延伸的仪表引导路径(84)，所述仪表套管中的每一个构造为通过与所述仪表引导路径之一对准的上部堆内结构组件来接收仪表；所述上部堆内结构组件包括仪表格栅组件板(53)，所述仪表格栅组件板被支撑在上部堆内结构的下部部分上方并且相对于上部堆内结构的下部部分能轴向移动；至少两个堆芯内仪表套管组件，所述至少两个堆芯内仪表套管组件分别延伸穿过仪表引导路径中的相应一个而进入仪表套管中的相应一个，并且当仪表格栅组件板被升高时能撤出到上部堆内结构组件中；堆芯内仪表套管组件中的每一个具有信号输出引线(80)，所述信号输出引线在仪表格栅组件板的附近内行进到并且通过穿透部凸缘(66)，所述穿透部凸缘装配在所述上部可移除封头与所述压力容器之间；

以及电连接器(78)，所述电连接器将来自所述至少两个堆芯内仪表套管组件的各信号输出引线连接到输出电缆(82)，所述输出电缆穿过穿透部凸缘延伸到压力容器的外部，所述方法包括下述步骤：将压力容器(10)中的水位(92)降低到穿透部凸缘(66)和电连接器(78)以下；

从所述穿透部凸缘(66)移除所述上部可移除封头(12)；

断开电连接器(78)，这同时从穿透部凸缘(66)断开与所述至少两个堆芯内仪表套管组件(52)相关联的各根信号输出引线(80)；

轴向升高仪表格栅组件板(53)，直到堆芯内仪表套管组件(52)位于堆芯(14)上方；

通过移除上部堆内结构组件(26)而露出堆芯(14)；以及

为堆芯(14)补充燃料。

2.如权利要求1所述的方法，其中，断开步骤通过断开电连接器(78)而从穿透部凸缘(66)同时断开所有堆芯内仪表套管组件(52)。

3.如权利要求1所述的方法，还包括下述步骤：当堆芯内仪表套管组件被升高到堆芯(14)之外时，屏蔽堆芯内仪表套管组件(52)。

4.如权利要求1所述的方法，包括下述步骤：密封电连接器(78)的敞开端部。

5.如权利要求1所述的方法，其中，将堆芯内仪表套管组件(52)附接到仪表格栅组件板(53)。

6.如权利要求1所述的方法，其中，所述仪表引导路径(84)包括伸缩套筒，所述伸缩套筒附接到仪表格栅组件板(53)；所述升高步骤使得伸缩套筒延伸。

7.如权利要求1所述的方法，其中，在水位(92)降低到穿透部凸缘(66)和电连接器(78)以下之前移除所述上部可移除封头(12)。

说明书

用于从压水式反应堆的堆芯中取出堆芯内仪表的方法

技术领域

[0001] 本发明总体涉及核反应堆系统，特别地涉及用于这类系统的堆芯内仪表，所述堆芯内仪表经过反应堆压力容器的上部堆内结构。

背景技术

[0002] 在用于发电的核反应堆(诸如压水式反应堆)中，热量通过核燃料(诸如浓缩铀)裂变而产生，并且被转移到流动通过反应堆堆芯的冷却剂。堆芯容纳彼此邻近地安装在燃料组件结构内的细长核燃料棒，冷却剂流动通过燃料组件结构且在燃料组件结构上方流过。燃料棒以共同延伸的平行阵列相互间隔开。在给定的燃料棒的燃料原子的核衰变过程中释放出的中子和其它原子粒子中的一些穿过燃料棒之间的空间并且撞击在相邻燃料棒的裂变材料上，有助于核反应和由堆芯产生的热量。

[0003] 可移动的控制杆穿过堆芯散布以通过吸收在燃料棒之间经过的中子的一部分而能够控制裂变反应的总速率，否则中子将有助于裂变反应。控制杆通常包括由中子吸收材料制成的细长杆，并且装配到在平行于燃料棒且在燃料棒之间延伸的燃料组件中的纵向开口或引导套管内。将控制杆进一步插入堆芯导致更多的中子被吸收；而撤出控制杆降低中子吸收程度且增大核反应速率和堆芯的功率输出。

[0004] 为了监控堆芯燃料组件内的中子活动性和冷却剂温度，过去已经利用了可移动的堆芯内仪表(诸如可移动的中子检测器)，其传统地从容器底部的穿透部进入堆芯。此外，已经使用了固定式堆芯内中子检测器，其在正常操作期间穿过反应堆容器的底部进入堆芯并且驻留在燃料组件中。除了穿过容器底部的穿透部进入的固定式堆芯内仪表之外，存在穿过容器顶部的穿透部进入的固定式堆芯内仪表。在过去的几个实例中，泄漏发生在容器底部的穿透部处，这存在大量修复问题。很快变得明显的是，可能期望使得所有堆芯内仪表从上方进出堆芯。在该后一种构造中，每个堆芯内仪表套管组件被完全封装在引导路径中，所述引导路径由轴向延伸通过上部堆内结构的管组成。该引导路径的下部部分向下延伸到燃料组件内的仪表套管中。然而，甚至固定式堆芯内中子检测器和用于监测堆芯内温度的热电偶组件必须在可进出反应堆堆芯以进行补充燃料操作之前从燃料组件中取出。因此，有必要提供一种结构，所述结构可以令人满意地引导和保证堆芯内仪表从容器顶部进入，减轻了潜在的泄漏，同时能够实现进出以用于补充燃料。

[0005] 这些目标对于一些小型模块化反应堆设计(诸如由Westinghouse Electric Company LLC,Cranberry Township,Pennsylvania提出的200兆瓦级的反应堆设计)而言变得甚至更具挑战性。小型模块化反应堆是具有位于反应堆容器内部的所有主回路部件的一体的压水式反应堆。反应堆容器由紧凑的高压包壳包围。由于包壳内的空间有限和为一体的轻加压水式反应堆的低成本要求，需要在不损害安全性或功能性的情况下最小化辅助系统的总体数量。例如，与小型模块化反应堆的设计相关联的结构紧凑的高压包壳不允许在反应堆容器上方集成有可被屏蔽被传送部件的大可浸腔。而且，在大多数传统的压水式反应堆中，在补充燃料之前从堆芯撤出堆芯内仪表。这通过破坏主压力边界密封件并且拉动仪表通过导管来完成。该过程直接在具有底部安装仪表的设备中进行，因为导管恰好从反应堆容器的底部延伸到位于与反应堆分隔开的室内的密封台。对于具带有顶部安装仪表的设备而言，该过程由于上部堆内结构而更具挑战性。当顶部安装仪表被认为是用在具有热交换器和一体地结合在反应堆封头中的加压器的小型模块化反应堆系统的一体压水式反应堆中时，这更复杂。顶部安装仪表在使用通常被称为在容器内滞留(in-vessel retention)的严重事故缓解策略的设备中是优选的。该策略需要有在反应堆容器的下部部分没有穿透部。

[0006] 2012年4月27日提交的美国专利申请No.13/457,683，标题为“用于压水式反应堆的仪表和控制穿透部凸缘”，转让为本申请的受让人，该专利申请在反应堆封头和压力容器凸缘之间引入可拆卸的环形密封环，所述压力容器凸缘用于为穿过反应堆容器压力屏障的控制杆驱动器和堆芯监测仪表布线。2013年1月16日提交的美国专利申请No.13/742,392，标题为“用于为具有仪表穿透部凸缘的核反应堆补充燃料的方法和装置”，转让给本申请的受让人，该专利申请教导了为这种反应堆补充燃料的一种方法。燃料补充通常是导致大多数停工的重要因素，补充燃料是停工的一部分，而且使得补充燃料的方法更有效的任何方式可为公用事业运营商显著降低这种操作的成本。因此，对于常规反应堆和一体模块化反应堆而言令人期望的是，必须进行进一步改进以减少从堆芯中移除仪表的步骤，使得仪表可以与上部堆内结构一起被移除并且露出燃料组件。

[0007] 在常规的反应堆中，堆芯内仪表被封装在长的不锈钢管(被称为外护套)内，典型地，该不锈钢管的长度为30英尺至40英尺(9.1米至12.2米)，直径约为3/8英寸(9.5毫米)。外护套容纳仪表和仪表引线。这些引线在仪表的整个长度上延伸并且在一个端部处终止电连接器。由仪表、仪表引线、外护套和电连接器构成的组件被称为堆芯内仪表套管组件。在反应堆中，内部具有检测器的堆芯内仪表套管组件的端部从燃料组件的顶部几乎延伸到底部，在常规组件中该距离典型地为10英尺至12英尺(3.05米-3.66米)。堆芯内仪表套管组件的非活性端部容纳引线，该引线将信号从检测器传送到电连接器。在现有的应用中，堆芯内仪表套管组件的外护套穿过容器的穿透部。在最近设计中，穿透部通常在反应堆容器的封头中，电连接器位于反应堆的外部。

[0008] 在反应堆补充燃料期间，必须从堆芯中移除堆芯内仪表套管组件以允许燃料重新定位。一些设备设计在反应堆内、在上部堆内结构的上部部分上具有仪表格栅组件板，所有的堆内仪表套管组件附接到所述上部堆内结构的上部部分。在补充燃料期间，提升仪表格栅组件板而且同时从反应堆堆芯取出所有的堆芯内仪表套管组件。其他不具有仪表格栅组件板的设备各自取出各堆芯内仪表套管组件一段足够的距离以允许燃料流动。堆芯内仪表套管组件的已取出部分必须由外部装置支撑。堆芯内仪表套管组件或上部堆内结构在结构方面的任何改变将减少从堆芯中取出堆芯内仪表套管组件所需的步骤数量，将减少用于补充燃料的关键路径所用的时间，最小化由于处理不当而损坏堆芯内仪表套管组件的可能性。这在小型一体模块化反应堆的拥挤环境尤其如此。

发明内容

[0009] 因此，本发明的一个目的是修改堆芯内仪表套管组件，以使得最小化从反应堆堆芯上方将堆芯内仪表套管组件取出到上部堆内结构中并且移除上部堆内结构所需步骤的数量。

[0010] 本发明的再一个目的是提供这样修改以最小化浸没的电连接器需要被拆卸的次数。

[0011] 这些和其它目的通过一种为压水式核反应堆补充燃料的方法来实现，所述压水式核反应堆具有压力容器以及上部可移除封头，所述上部可移除封头用于能密封地接合所述压力容器中的上部开口。具有轴向部分的堆芯被支撑在压力容器内。多个核燃料组件被支撑在堆芯内，所述核燃料组件中的至少一些具有轴向贯穿延伸的至少一个仪表套管。上部堆内结构组件被支撑在堆芯上方并且具有被各个仪表套管贯穿地支撑的轴向延伸的仪表引导路径，所述仪表套管中的每一个构造为通过与所述仪表引导路径之一对准的上部堆内结构组件来接收仪表。所述上部堆内结构组件还包括仪表格栅组件板，所述仪表格栅组件板被支撑在仪表引导路径上方并且相对于上部堆内结构的下部部分可轴向移动。至少两个堆芯内仪表套管组件被设置成当升高仪表格栅组件板时分别延伸穿过仪表引导路径中的相应一个而进入仪表套管组件中的相应一个并且撤出到上部堆内结构组件中。堆芯内仪表套管组件中的每一个具有信号输出引线，所述信号输出引线在仪表格栅组件板的附近内行进到并且通过穿透部凸缘，所述穿透部凸缘装配在上部可移除封头与压力容器之间。电连接器将来自所述至少两个堆芯内仪表套管组件的各条信号输出引线连接到输出电缆，所述输出电缆穿过穿透部凸缘延伸到压力容器的外部。所述方法包括下述步骤：移除压力容器的上部可移除封头；将压力容器中的水位降低到穿透部凸缘和电连接器以下，之后断开电连接器，这同时从穿透部凸缘断开与所述至少两个堆芯内仪表套管组件相关联的信号输出引线。然后升高仪表格栅组件板，直到仪表套管组件位于堆芯上方。然后移除上部堆内结构组件，以及露出堆芯以补充燃料。

[0012] 在一个实施例中，断开电连接器同时从穿透部凸缘断开所有的仪表套管组件。优选地，该方法包括下述步骤：当仪表套管组件被升高到堆芯之外时，屏蔽仪表套管组件。对于该方法而言还优选的是包括下述步骤：当断开电连接器时密封电连接器的敞开端部，以防止电引线暴露于水中。

[0013] 在另一个实施例中，堆芯仪表套管组件附接到仪表格栅组件板，优选地，仪表引导路径包括伸缩套筒，所述伸缩套筒附接到仪表格栅组件板，并且伸缩套筒在升高仪表格栅组件板时伸展。

附图说明

[0014] 在结合附图阅读优选实施例的以下描述时，可实现对本发明的进一步理解，附图中：

[0015] 图1是可应用本发明的核反应堆的简化示意图；

[0016] 图2是可应用本发明的常规压水式反应堆容器及内部部件的局部剖正视图；

[0017] 图3是常规压水式反应堆的一个实施例的上部堆内结构的封装件的局部剖正视图，其示出了可与本发明一起应用的伸缩式堆芯内仪表导管处于降低位置；

[0018] 图4是图3所示的上部堆内结构的封装件的局部剖正视图，其中伸缩式堆芯内仪表导管处于升高位置；

[0019] 图5是示出了可从本发明受益的小型模块化反应堆系统的部分切除的透视图；

[0020] 图6是图5所示的反应堆的放大图；

[0021] 图7是图5和6所示的反应堆容器及其内部部件的透视图，其中一部分被切除以显示出堆内结构；

[0022] 图8是示意图，其图解了反应堆容器的一部分和上部堆内结构，其中堆芯内仪表套管组件完全插入堆芯内并且信号输出引线连接到延伸通过穿透部凸缘的布线；

[0023] 图9示出了图8所示的示意图的右边部分，其中移除了反应堆封头并且将水降低成电连接器高度以下；

[0024] 图10示出了图9所示的示意图，其中堆芯内仪表套管组件电连接器已被移除；

[0025] 图11示出了图10所示的示意图，其中仪表格栅组件板被升高以从堆芯中移除堆芯内仪表套管组件；

[0026] 图12是图11所示的示意图，其中上部堆内结构组件与堆芯内仪表从堆芯中一起被移除。

[0027] 图13是图12所示的示意图，上部堆内结构组件从反应堆容器中完全移除。

具体实施方式

[0028] 现在参照附图，图1示出了简化的核反应堆初级系统，其包括大致圆筒形压力容器10，所述容器具有封装核堆芯14的封头12。液体反应堆冷却剂(诸如水)由泵16泵送到容器
10中并且通过堆芯14，在堆芯处热能被吸收，并且热能通过热交换器18(通常被称为蒸汽发生器)排出，在热交换器中，热量被传递到应用回路(未示出)，该应用回路诸如为蒸汽驱动的涡轮发电机。反应堆冷却剂然后通过泵16返回，完成初级回路。典型地，多个上述回路通过反应堆冷却剂管道20连接到密封的反应堆容器10。

[0029] 在图2中更详细地示出了常规反应堆设计。如之前所提到的，虽然在图2中未示出，在较早的常规压水式反应堆设计中，可移动的或固定不动的堆芯内中子检测器通过管从反应堆的底部进入堆芯，所述管从容器底部的穿透部延伸到下部堆芯板36，它们在下部堆芯板处与燃料组件内的仪表套管匹配。此外，在这种传统的反应堆设计中，诸如在美国专利No.3,827,935中所示的，测量堆芯温度的热电偶通过单个穿透部进入上封头12，并且通过轭架或电缆管道分布至各自支撑柱48，并由此分布至各燃料组件。

[0030] 除了由多个平行的、竖直共同延伸的燃料组件22构成的堆芯14之外，为了进行本说明，将其他容器内结构分成下部堆内结构24和上部堆内结构26。在传统的设计中，下部堆内结构用来支撑、对准和引导堆芯部件和仪表，以及导引容器内的冷却剂流。上部堆内结构限制或提供用于燃料组件22(为了简单起见，仅示出其中的两个燃料组件)的辅助约束，以及支撑和引导仪表和诸如控制杆28的部件。

[0031] 在图2所示的示例性反应堆中，冷却剂通过一个或多个入口喷嘴30进入反应堆容器10，围绕堆芯筒32向下流动，在下部腔34中转向180°，向上通过放置有燃料组件22的下部堆芯支撑板36，通过且围绕所述燃料组件。通过堆芯和周边地区38的冷却剂流通常很大。所产生的压降和摩擦力趋于导致燃料组件上升，该运动由包括圆形上堆芯板40的上部堆内结构限制。离开堆芯14的冷却剂沿着上堆芯板40的下侧流动并且向上通过多个穿孔42。冷却剂然后向上流动并且径向流动通过一个或多个出口喷嘴44。

[0032] 上部堆内结构26可由反应堆容器10或容器封头12支撑，并且包括也被称为上支撑板的上支撑组件46。载荷主要通过多个支撑柱48在上支撑板46和上堆芯板40之间传递。支撑柱在选定的燃料组件22与上堆芯板40中的穿孔42上方对准，以提供通往中心定位于每个燃料组件内的细长轴向仪表套管的通路，其中仪表套管与燃料组件的控制杆引导套管共同延伸。

[0033] 可线性移动的控制杆28通常包括驱动轴50和星形组件，中子吸收棒附接到星形组件，该控制杆由控制杆导管54被引导成穿过上部堆内结构26并且进入对准的燃料组件22。导管固定地连接到上支撑组件46并且通过强塞到上堆芯板40顶部的开口销进行连接。

[0034] 图3提供了上部堆内结构封装件的放大图，从其中可以清楚地看出，控制杆从封头12延伸穿过上部堆内结构封装件进入上堆芯板40下方的堆芯中，基本上在整个距离上被控制杆导管54和控制杆导管延伸部88引导。然而，通过支撑柱48引导的堆芯内仪表只在反应堆堆芯高度上方、在上堆芯板40和上支撑组件46之间受到支撑。在上支撑组件46和封头12之间仍有很大一段距离，堆芯内仪表一旦从堆芯取出，就会暴露在该段距离上。

[0035] 在图3所示的传统实施例中，一些或所有的仪表行进通过反应堆封头12中的一个或多个穿透部。该现有技术的实施例对较早的反应堆模型提供了一种结构变型，以提供对处于取出位置的堆芯内仪表套管组件52的支撑，在该取出位置中，堆芯内仪表套管组件延伸到上支撑板46上方。在该现有技术的实施例中，支撑柱48设置有可滑动或伸缩的套筒60，在将堆芯内仪表套管组件52从燃料组件22取出以便能触及堆芯时，套筒从支撑柱48的上部部分62延伸到上支撑板46上方的区域以支撑堆芯内仪表套管组件52。在诸如由Westinghouse Electric Company LLC，Cranberry Township，Pennsylvania提供的的反应堆中，将堆芯内仪表套管组件52升高到上堆芯板40的中间平面所需的取出长度通常大于支撑柱48的高度，这使得离开堆芯内仪表套管组件52的受到高度辐射的上部部分从上支撑板46上方露出、未被引导且潜在地会遭受损害。通常，在 设计中，堆芯内仪器套管组件52需要被升高。可滑动套筒60设计成延伸以支撑堆芯内仪表套管组件52在上支撑板46上方的露出区域。仪表格栅组件板53附接到可滑动套筒60的上端部，由销58引导，并且由摆动钳90固定在上部位置中。图3示出了仪表格栅组件53处于其下部位置，图4示出了仪表格栅组件53处于其上部位置，以将堆芯内仪表套管组件从堆芯升高出来。该现有技术的实施例在2010年6月17日公布的美国专利公开No.2010/0150294中有更全面的描述。

[0036] 图5和图6图释了一种小型模块化反应堆的示意图，其在2012年4月27日提交的标题为“用于压水式反应堆的仪表和控制穿透部凸缘”的美国专利申请No.13/457,683中有更全面的描述。图5示出了用来显示压力容器及其内部部件的局部切除的透视图。图6是图5所示的压力容器的放大图。尽管在图1中未示出，通常在每个压水式核反应堆系统中包括一个加压器56以用于维持系统中的压力，而与环路的数量无关，该加压器被集成到图5和图6所示的一体模块化反应堆的反应堆容器封头的上部部分中，并消除了对单独部件的需要。应意识到的是，对于几个图中的相应部件采用相同的附图标记。热段举升器(hot leg riser)64将主冷却剂从堆芯14导引到包围热段举升器64的蒸汽发生器18。多个冷却剂泵16在靠近上部堆内结构26的上端部的高度处围绕反应堆10周向间隔开。反应堆冷却剂泵16是水平安装的轴流密封式电动泵。反应堆堆芯14和上部堆内结构26，除了它们的尺寸，与如先前关于图1和2中描述的相应部件是基本上相同的。从前述内容应当显而易见的是，不能很容易地采用用于从上部内部部件到反应堆外部进行布线的传统装置。一些小型模块化反应堆设计还要求将电力供给到内部部件，诸如控制杆驱动机构、反应堆冷却剂泵和加压加热器。2012年4月27日提交的标题为“用于压水式反应堆仪表和控制穿透部凸缘”的美国专利申请No.13/457,683描述了分别穿过环66的所有反应堆穿透部(包括电源)的可替代位置，环66被夹持在上部和下部反应堆容器封盖凸缘68和70(图5和图6)之间。插置在反应堆盖凸缘68和反应堆容器凸缘70之间的穿透部凸缘66提供了在设备补充燃料操作期间拆卸和重新组装反应堆容器的便利方式，并且允许检查和维修容器内部件。在以下的说明中，此后所提出的本发明的优选实施例将在一个特定的小型一体化反应堆设计的情境下进行描述，但是应当认识到的是，本发明的新颖元素可应用到包括常规的加压水式反应堆在内的其它反应堆，而不管它们是否有类似的设计约束条件。

[0037] 图7示出了反应堆容器10及其内部部件，包括：下部堆内结构24，其包括堆芯14；和上部堆内结构26，其包括控制杆引导管54、驱动杆壳体和控制杆驱动机构(CRDM)。环形的穿透部凸缘密封件66具有径向延伸端口72，多用途管道74通过该径向延伸端口将电力、仪表信号、控制信号或液压流体从压力容器内部输送到其外部或者从压力容器外部输送到其内部。在本发明的优选实施例中来自从堆芯内仪表的信号布线将通过这些多用途管道传送。虽然穿过凸缘66的轴向和径向穿透部的布置将依据特定的反应堆设计要求，但是在之前引用的专利申请No.13/457,683中所描述的小型模块化反应堆堆芯内结构设计中，轴向通道定位成朝向穿透部密封环66的内直径，以允许来自蒸汽发生器18的返回冷却剂流经过所述穿透部66。在此所描述的小型一体模块化反应堆的操作可通过参考2012年6月13日提交的标题为“压水式反应堆紧凑蒸汽发生器”的共同待决的美国专利申请No.13/495,050而得到更好的理解。

[0038] 本发明提供了一种对堆芯内仪表套管组件的变型，该堆芯内仪表套管组件通常监测堆芯功率和堆芯冷却剂出口温度。该变型减少在补充燃料操作过程中所需的水下电布线断开和重新连接的次数；这是一个困难且耗时的过程。本发明的一个实施例在图8中示出，并且利用将来自两个或更多个堆芯内仪表套管组件52(在图8中示出了两个)的电信号输出引线80与由套管管子保护的永久安装电缆82联接起来的电连接器78，该套管管子附接到穿透部凸缘66。每个堆芯内仪表套管组件52在它们的上端部处连接到仪表套管组件格栅板53，被支撑在上支撑板46上方，在上支撑板与杆传送壳体支撑板86之间穿过支撑柱延伸部
84，并且在上堆芯板40和上支撑板46之间穿过支撑柱48。在上堆芯板40下方，堆芯内仪表套管组件52进入燃料组件22内的仪表套管。图8示出了反应堆封头12和用封盖螺栓76固定到反应堆容器凸缘70的仪表凸缘66，其象征反应堆已被关闭之后补充燃料的起点。仪表套管组件格栅板53在下部位置中搁置在穿透部凸缘66上，堆芯仪表套管组件52完全插入堆芯
14。在本实施例中，穿透部凸缘66是上部堆内结构组件26的一体部分。

[0039] 图9-13示出了根据本发明反应堆的上部堆内结构被拆卸以触及到燃料组件来补充燃料的拆卸顺序的一个实施例。在图9中，封盖螺栓76已随同容纳蒸汽发生器18的封盖12一起被移除，从而露出上部堆内结构26。在该位置处，反应堆容器10内的水位92被降低到电连接器78以下，优选地被降低到穿透部凸缘66以下。在图10中，断开电连接器78，从而将来自几个堆芯内仪表套管组件52的信号引线80和与连接到穿透部凸缘66的电缆82分离开。两个或更多个，优选基本上所有的堆芯内仪表套管组件与电缆82同时断开连接，从而大大简化了操作。图11示出了仪表套管组件格栅板53正被升高，从堆芯14撤出堆芯内仪表套管组件52。然后，如图12所示，整个上堆内结构组件26与仪表凸缘66一起被移除，如图13所示地露出堆芯以补充燃料。

[0040] 当设备工作时，堆芯内仪表受到非常高的辐射场而且被高度激活。如果需要的话，支撑柱可被加厚以提供屏蔽，屏蔽可引入到上部堆内结构的其他结构。另外，提升装置，诸如在2013年1月15日提交的标题为“用于从核反应堆压力容器移除上部堆内结构的设备和方法”的美国专利申请No.13/741,737中描述的提升装置，可用来以最小露出量提升上部堆内结构。

[0041] 如前面提到的，几个堆芯内仪表套管组件52的信号电缆80通过电连接器78一起被接入一个较大的带套筒的电缆82中，以最小化所必需的穿透部凸缘/堆芯内仪表套管组件的连接器和穿透部的数量。堆芯内仪表套管组件在上部堆内结构通过堆芯内仪表套管组件引导柱60降低到反应堆容器内期间抵抗屈曲，所述堆芯内仪表套管组件引导柱附接到仪表套管组件格栅板53并在支撑柱延伸部84内伸缩。堆芯内仪表套管组件格栅板的提升和降低也提升和降低了堆芯内仪表套管组件和围绕它的引导柱。因此，堆芯内仪表套管组件引导柱在支撑柱延伸部84内行进，该支撑柱延伸部被上支撑板46和杆行进壳体支撑板86支撑。断开连接的电连接器78应该使得其露出的端部用临时帽盖密封，以避免在移除和重新插入上部堆内结构的过程中受损。

[0042] 虽然已经详细描述了本发明的具体实施例，但是可意识到的是，本领域技术人员可鉴于本公开的整体教导对这些细节可进行各种修改和改变。因此，所公开的具体实施例旨在仅仅是说明性的而不限制本发明的范围，本发明的范围被给定为所附的权利要求及其所有等效方案的整体广度。