高溫氣冷堆主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口連接結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】高溫氣冷堆主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口連接結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)總體由主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口密封結(jié)構(gòu)和進(jìn)氣聯(lián)箱通過(guò)法蘭連接組成，主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口密封結(jié)構(gòu)的主體由上隔板、中間隔板和下隔板組成，三者通過(guò)螺栓連接。上隔板與中間隔板、中間隔板與下隔板各形成一個(gè)凹槽，分別布置上密封環(huán)和彈簧圈的裝配體及下密封環(huán)和彈簧圈的裝配體；利用兩個(gè)裝配體的伸縮作用，實(shí)現(xiàn)了主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口處的密封，且便于主氦風(fēng)機(jī)的安裝與拆卸；通過(guò)進(jìn)氣聯(lián)箱上的筋板與蒸汽發(fā)生器殼體內(nèi)壁的固定，實(shí)現(xiàn)了連接結(jié)構(gòu)的對(duì)中，以及在地震、熱脹冷縮等惡劣工況下仍能保證主氦風(fēng)機(jī)和蒸汽發(fā)生器正常工作，滿足了高溫氣冷堆的設(shè)計(jì)要求。
【專利說(shuō)明】高溫氣冷堆主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口連接結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高溫氣冷堆工程【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高溫氣冷堆主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口連 接結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]高溫氣冷堆是以石墨為慢化劑、氦氣為冷卻劑的高溫反應(yīng)堆，是一種具有固有安 全性、發(fā)電效率高、用途極為廣泛的先進(jìn)核反應(yīng)堆。2006年I月，國(guó)務(wù)院正式發(fā)布的《國(guó)家 中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》中“大型先進(jìn)壓水堆及高溫氣冷堆核電 站”被列入國(guó)家重大專項(xiàng)。在該專項(xiàng)的支持下，目前正在建設(shè)一座電功率為20萬(wàn)千瓦級(jí)的 高溫氣冷堆核電站示范工程。
[0003]高溫氣冷堆核電站一回路總體結(jié)構(gòu)如圖1所示，反應(yīng)堆001與蒸汽發(fā)生器002分 別設(shè)置在兩個(gè)壓力容器內(nèi)，其間用熱氣導(dǎo)管004相連接，構(gòu)成“肩并肩”的布置方式。反應(yīng) 堆堆芯由氦氣冷卻。氦氣冷卻劑額定壓力7MPa，依靠主氦風(fēng)機(jī)003驅(qū)動(dòng)，在反應(yīng)堆一回路內(nèi) 部進(jìn)行強(qiáng)迫循環(huán)，從堆芯帶走熱量而升溫，流經(jīng)蒸汽發(fā)生器002，將熱量傳給二回路的水而 降溫，形成閉式循環(huán)。主氦風(fēng)機(jī)003立式布置，安裝在蒸汽發(fā)生器002的正上方，主氦風(fēng)機(jī) 003與蒸汽發(fā)生器002安裝在蒸汽發(fā)生器殼體005內(nèi)。
[0004]主氦風(fēng)機(jī)003與蒸汽發(fā)生器002是高溫氣冷堆核島內(nèi)的兩大關(guān)鍵設(shè)備。在以上所 述的高溫氣冷堆氦氣冷卻劑流程中，主氦風(fēng)機(jī)003的進(jìn)口與蒸汽發(fā)生器002的出口相連接， 其對(duì)應(yīng)的連接結(jié)構(gòu)非常重要。首先，連接結(jié)構(gòu)應(yīng)方便主氦風(fēng)機(jī)003的安裝和拆卸。其次，連 接結(jié)構(gòu)應(yīng)保證主氦風(fēng)機(jī)003與蒸汽發(fā)生器002安裝時(shí)的對(duì)中，尤其是主氦風(fēng)機(jī)003尺寸大、 重量重。第三，該連接結(jié)構(gòu)處于7.2MPa主氦風(fēng)機(jī)出口氦氣的壓力下，而主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口氦氣 為7MPa，所以連接結(jié)構(gòu)承受軸向向上的壓差，受力面積為主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口管過(guò)流面積。由于主 氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口管管徑大，該壓力較大。第四，該連接結(jié)構(gòu)需保證主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口、出口之間的密 封，防止出口氣流流入進(jìn)口，保證較高的主氦風(fēng)機(jī)氣動(dòng)效率。第五，連接結(jié)構(gòu)在地震、熱脹冷 縮等惡劣工況下仍能正常工作，不影響主氦風(fēng)機(jī)和蒸汽發(fā)生器的運(yùn)行。
[0005]目前的公開文獻(xiàn)中未發(fā)現(xiàn)關(guān)于主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口連接結(jié)構(gòu)的具體內(nèi)容。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種高溫氣冷堆主氦 風(fēng)機(jī)進(jìn)口連接結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口處的密封，且便于主氦風(fēng)機(jī)的安裝與拆卸，實(shí)現(xiàn)了 主氦風(fēng)機(jī)與蒸汽發(fā)生器相連接，保障主氦風(fēng)機(jī)和蒸汽發(fā)生器安全可靠工作，滿足高溫氣冷 堆的設(shè)計(jì)要求。
[0007]為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0008]高溫氣冷堆主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口連接結(jié)構(gòu)，由主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口密封結(jié)構(gòu)200和進(jìn)氣聯(lián)箱 300組成，所述主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口密封結(jié)構(gòu)200置于進(jìn)氣聯(lián)箱300的上部并和其通過(guò)法蘭連接；
[0009]所述主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口密封結(jié)構(gòu)200的主體由通過(guò)螺栓連接的整體均呈圓環(huán)狀的上隔板21、中間隔板22和下隔板23組成，所述上隔板21的外徑處帶第一法蘭24，下隔板23 的軸下端呈喇叭口 28 ;所述上隔板21與中間隔板22的連接處形成的凹槽內(nèi)布置上密封環(huán) 25和彈簧圈27，所述中間隔板22和下隔板23的連接處形成的凹槽內(nèi)布置下密封環(huán)26和 彈黃圈27 ；
[0010]所述上密封環(huán)25整體呈圓環(huán)狀，沿周向被均分為三塊；在上密封環(huán)25的外徑圓周 面軸向高度的中間處朝其內(nèi)徑圓周面開有凹槽，凹槽的徑向?qū)挾刃∮谏厦芊猸h(huán)25的徑向 寬度，兩個(gè)彈簧圈27沿軸向并列嵌入該凹槽內(nèi)；所述下密封環(huán)26的尺寸和結(jié)構(gòu)與上密封環(huán) 的尺寸和結(jié)構(gòu)完全相同，其與彈簧圈的裝配也與上密封環(huán)與彈簧圈的裝配完全相同；
[0011 ] 所述進(jìn)氣聯(lián)箱300包括進(jìn)氣聯(lián)箱殼體31，在所述進(jìn)氣聯(lián)箱殼體31軸上方帶有第二 法蘭32，用于和主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口密封結(jié)構(gòu)200的第一法蘭24連接；在進(jìn)氣聯(lián)箱殼體31上開 有多個(gè)進(jìn)氣口 33，用于進(jìn)氣聯(lián)箱300通過(guò)管道與蒸汽發(fā)生器出口連接；在進(jìn)氣聯(lián)箱殼體31 的圓周均勻焊接多個(gè)筋板34，所述筋板34的另一端與蒸汽發(fā)生器殼體的內(nèi)壁固定。
[0012]所述上密封環(huán)25和下密封環(huán)26的內(nèi)徑與主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口管100的外圓周面直徑相 同。
[0013]所述上密封環(huán)25和下密封環(huán)26所處的凹槽外徑大于上密封環(huán)25和下密封環(huán)26 的外徑，所述上密封環(huán)25和下密封環(huán)26沿軸向的兩個(gè)端面與所處凹槽的兩個(gè)軸向表面間 為間隙配合。
[0014]與所述主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口密封結(jié)構(gòu)200相配合的主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口管100的軸向進(jìn)口端為 錐形進(jìn)口端11。
[0015]所述上密封環(huán)25和下密封環(huán)26采用不銹鋼石墨復(fù)合墊片。
[0016]本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0017](I)、連接結(jié)構(gòu)各部件形狀規(guī)則，易于加工和實(shí)施。
[0018](2)、能滿足高溫氣冷堆的設(shè)計(jì)要求，在地震、熱脹冷縮等惡劣工況下仍能保證主 氦風(fēng)機(jī)和蒸汽發(fā)生器可靠運(yùn)行。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是高溫氣冷堆核電站一回路總體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2是本發(fā)明實(shí)施例整體結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖3是本發(fā)明實(shí)施例中主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口密封結(jié)構(gòu)放大圖。
[0022]圖4是本發(fā)明實(shí)施例中上密封環(huán)與彈簧的裝配圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0024]本發(fā)明實(shí)施例提供的高溫氣冷堆主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口連接結(jié)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)圖如圖2所示， 由主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口密封結(jié)構(gòu)200和進(jìn)氣聯(lián)箱300組成，沿主氦風(fēng)機(jī)軸，主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口密封結(jié)構(gòu) 200置于進(jìn)氣聯(lián)箱300的上部并和其通過(guò)法蘭連接。
[0025]如圖3所示，主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口密封結(jié)構(gòu)200的主體由通過(guò)螺栓連接的整體均呈圓環(huán) 狀的上隔板21、中間隔板22和下隔板23組成，所述上隔板21的外徑處帶第一法蘭24，用 于與進(jìn)氣聯(lián)箱300相連接；下隔板23的軸下端呈喇叭口 28，用于氣流導(dǎo)流；所述上隔板21與中間隔板22的連接處形成的凹槽內(nèi)布置上密封環(huán)25和彈簧圈27，所述中間隔板22和下 隔板23的連接處形成的凹槽內(nèi)布置下密封環(huán)26和彈簧圈27。
[0026]如圖4所示，所述上密封環(huán)25整體呈圓環(huán)狀，沿周向被均分為三塊；在上密封環(huán) 25的外徑圓周面軸向高度的中間處朝其內(nèi)徑圓周面開有凹槽，凹槽的徑向?qū)挾刃∮谏厦芊?環(huán)25的徑向?qū)挾?，兩個(gè)彈簧圈27沿軸向并列嵌入該凹槽內(nèi)；所述下密封環(huán)26的尺寸和結(jié) 構(gòu)與上密封環(huán)的尺寸和結(jié)構(gòu)完全相同，其與彈簧圈的裝配也與上密封環(huán)與彈簧圈的裝配完 全相同。
[0027]進(jìn)氣聯(lián)箱300用于匯集蒸汽發(fā)生器002出口處的氣體，然后導(dǎo)流進(jìn)入主氦風(fēng)機(jī)
003。其內(nèi)部形狀可以有多種選擇，例如發(fā)明《一種高溫氣冷堆主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)氣聯(lián)箱》(專利 號(hào):ZL201110132336.X)所提出的結(jié)構(gòu)。這兒重點(diǎn)不在進(jìn)氣聯(lián)箱300的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而在于與 主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口密封結(jié)構(gòu)200組成主氦風(fēng)機(jī)與蒸汽發(fā)生器連接結(jié)構(gòu)的必需的外部結(jié)構(gòu)特征， 所以這兒不介紹進(jìn)氣聯(lián)箱300的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，認(rèn)為它內(nèi)部就是一個(gè)圓柱形空腔。如圖2所示， 所述進(jìn)氣聯(lián)箱300包括進(jìn)氣聯(lián)箱殼體31，進(jìn)氣聯(lián)箱殼體31為一帶底板的圓柱殼，在進(jìn)氣聯(lián) 箱殼體31軸上方帶有第二法蘭32，用于和主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口密封結(jié)構(gòu)200的第一法蘭24連接； 在進(jìn)氣聯(lián)箱殼體31上開有多個(gè)進(jìn)氣口 33，進(jìn)氣口 33貫穿進(jìn)氣聯(lián)箱殼體31，用于進(jìn)氣聯(lián)箱 300通過(guò)管道與蒸汽發(fā)生器出口連接；在進(jìn)氣聯(lián)箱殼體31的周圈均勻焊接有多個(gè)筋板34， 所述筋板34的另一端與蒸汽發(fā)生器殼體的內(nèi)壁固定。
[0028]所述上密封環(huán)25和下密封環(huán)26的內(nèi)徑與主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口管100的外圓周面直徑相 同，保證密封效果。
[0029]作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，為了實(shí)現(xiàn)彈簧圈27和上密封環(huán)25、下密封環(huán)26的伸 縮運(yùn)動(dòng)，必須保證其運(yùn)動(dòng)空間，因此，所述上密封環(huán)25和下密封環(huán)26所處的凹槽外徑大于 上密封環(huán)25和下密封環(huán)26的外徑，使得上密封環(huán)25和彈簧圈27在徑向上有活動(dòng)空間；所 述上密封環(huán)25和下密封環(huán)26沿軸向的兩個(gè)端面與所處凹槽的兩個(gè)軸向表面間應(yīng)為間隙配 合。避免上密封環(huán)25沿徑向運(yùn)動(dòng)時(shí)與上隔板21和中間隔板22的表面之間的摩擦，減小上 密封環(huán)25沿軸向的兩個(gè)端面的磨損。下密封環(huán)26的布置與上密封環(huán)25完全相同。
[0030]作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，為了主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口管100方便插入和拔出主氦風(fēng)機(jī) 進(jìn)口密封結(jié)構(gòu)200的內(nèi)孔，主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口管100的軸下端外圓處削出一個(gè)錐形，設(shè)計(jì)成錐形 進(jìn)口端11，錐角處于主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口管100的軸下端。
[0031]所述上密封環(huán)25和下密封環(huán)26采用不銹鋼石墨復(fù)合墊片，減小摩擦的同時(shí)保證 足夠的強(qiáng)度。
[0032]本發(fā)明的工作原理為:通過(guò)將主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口管100插入主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口密封結(jié)構(gòu) 200的內(nèi)孔內(nèi)，實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例與主氦風(fēng)機(jī)003進(jìn)口的連接；通過(guò)焊接在進(jìn)氣聯(lián)箱300的進(jìn)氣 口 33的管道，實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例與蒸汽發(fā)生器002出口的連接。當(dāng)主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口管100插入主 氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口密封結(jié)構(gòu)200的內(nèi)孔后，上密封環(huán)25和下密封環(huán)26在彈簧圈27的收縮作用 下，能與主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口管100的外圓周面緊密貼合，沿徑向和軸向進(jìn)行密封，防止主氦風(fēng)機(jī) 出口處的氣體流入主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口處。
[0033]本發(fā)明的安裝和拆卸過(guò)程為:安裝主氦風(fēng)機(jī)時(shí)，只需要將主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口管100插 入主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口連接結(jié)構(gòu)200的內(nèi)孔即可；拆卸時(shí)，只需要將主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口管100拔出即 可。在安裝和拆卸的過(guò)程中，利用彈簧圈27的伸縮作用，同時(shí)上密封環(huán)25和下密封環(huán)26又沿圓周均勻分為三塊，能隨著彈簧圈27的伸縮沿徑向移動(dòng)，保證了主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口管100可 順利地安裝和拆卸。
[0034]本發(fā)明進(jìn)氣聯(lián)箱300通過(guò)法蘭32與主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口密封結(jié)構(gòu)200的法蘭24進(jìn)行螺 栓連接，兩個(gè)法蘭連接處懸空。通過(guò)進(jìn)氣聯(lián)箱300沿圓周均勻分布的若干個(gè)筋板34與蒸 汽發(fā)生器殼體005的內(nèi)壁固定來(lái)保證本發(fā)明實(shí)施例的對(duì)中，同時(shí)固定了本發(fā)明實(shí)施例的位 置，解決了兩個(gè)法蘭連接處懸空的問(wèn)題。在地震、熱脹冷縮等情況下，本發(fā)明實(shí)施例能隨蒸 汽發(fā)生器殼體005 —起移動(dòng)，不會(huì)影響主氦風(fēng)機(jī)003和蒸汽發(fā)生器002的運(yùn)行。另外，本發(fā) 明實(shí)施例處于主氦風(fēng)機(jī)出口 7.2MPa的氦氣氛圍內(nèi)，而進(jìn)氣聯(lián)箱內(nèi)為7MPa氦氣，所以本發(fā)明 實(shí)施例承受一向上的軸向力，力的大小為0.2MPa壓差與主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口管100的過(guò)流面積。 這個(gè)力通過(guò)筋板34與蒸汽發(fā)生器殼體005內(nèi)壁固定來(lái)吸收。由此可見(jiàn),筋板34的個(gè)數(shù)和厚 度應(yīng)滿足一定的強(qiáng)度和剛度要求，保證本發(fā)明實(shí)施例能承受壓差力，且能保證主氦風(fēng)機(jī)003 和蒸汽發(fā)生器002在地震、熱脹冷縮等惡劣工況下仍然能可靠工作。
【權(quán)利要求】
1.高溫氣冷堆主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口連接結(jié)構(gòu)，由主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口密封結(jié)構(gòu)(200)和進(jìn)氣聯(lián)箱 (300)組成，其特征在于:所述主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口密封結(jié)構(gòu)(200)置于進(jìn)氣聯(lián)箱(300)的上部并 和其通過(guò)法蘭連接；所述主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口密封結(jié)構(gòu)(200)的主體由通過(guò)螺栓連接的整體均呈圓環(huán)狀的上隔板(21)、中間隔板(22)和下隔板(23)組成，所述上隔板(21)的外徑處帶第一法蘭(24)，下隔 板(23)的軸下端呈喇叭口(28);所述上隔板(21)與中間隔板(22)的連接處形成的凹槽內(nèi) 布置上密封環(huán)(25)和彈簧圈(27)，所述中間隔板(22)和下隔板(23)的連接處形成的凹槽 內(nèi)布置下密封環(huán)(26)和彈簧圈(27)；所述上密封環(huán)(25)整體呈圓環(huán)狀，沿周向被均分為三塊；在上密封環(huán)(25)的外徑圓周 面軸向高度的中間處朝其內(nèi)徑圓周面開有凹槽，凹槽的徑向?qū)挾刃∮谏厦芊猸h(huán)(25)的徑向 寬度，兩個(gè)彈簧圈(27)沿軸向并列嵌入該凹槽內(nèi)；所述下密封環(huán)(26)的尺寸和結(jié)構(gòu)與上密 封環(huán)的尺寸和結(jié)構(gòu)完全相同，其與彈簧圈的裝配也與上密封環(huán)與彈簧圈的裝配完全相同；所述進(jìn)氣聯(lián)箱(300 )包括進(jìn)氣聯(lián)箱殼體(31)，在所述進(jìn)氣聯(lián)箱殼體(31)軸上方帶有第 二法蘭(32)，用于和主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口密封結(jié)構(gòu)(200)的第一法蘭(24)連接；在進(jìn)氣聯(lián)箱殼體(31)上開有多個(gè)進(jìn)氣口(33)，用于進(jìn)氣聯(lián)箱(300)通過(guò)管道與蒸汽發(fā)生器出口連接；在進(jìn) 氣聯(lián)箱殼體(31)的圓周均勻焊接多個(gè)筋板(34)，所述筋板(34)的另一端與蒸汽發(fā)生器殼 體內(nèi)壁固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫氣冷堆主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口連接結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述上密 封環(huán)(25)和下密封環(huán)(26)的內(nèi)徑與主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口管(100)的外圓周面直徑相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫氣冷堆主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口連接結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述上密 封環(huán)(25 )和下密封環(huán)(26)所處的凹槽外徑大于上密封環(huán)(25)和下密封環(huán)(26)的外徑，所 述上密封環(huán)(25)和下密封環(huán)(26)沿軸向的兩個(gè)端面與所處凹槽的兩個(gè)軸向表面間為間隙 配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫氣冷堆主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口連接結(jié)構(gòu)，其特征在于:與所述主 氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口密封結(jié)構(gòu)(200)相配合的主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口管(100)的軸向進(jìn)口端為錐形進(jìn)口端 (11)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫氣冷堆主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口連接結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述上密 封環(huán)(25)和下密封環(huán)(26)采用不銹鋼石墨復(fù)合墊片。
【文檔編號(hào)】F16L37/05GK103500590SQ201310461147
【公開日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】王宏, 張勤昭, 周惠忠, 吳宗鑫, 張作義 申請(qǐng)人:清華大學(xué)