本發(fā)明涉及核電領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種核反應(yīng)堆及其雙層套管結(jié)構(gòu)和回路管道的密封結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

核電作為清潔能源，已經(jīng)被廣泛的建設(shè)應(yīng)用。在傳統(tǒng)的核電站中，如壓水堆核電站，通常包括壓力容器、蒸汽發(fā)生器、主泵、穩(wěn)壓器等主設(shè)備。在現(xiàn)有技術(shù)中，由于核電站的建設(shè)場(chǎng)地充足、規(guī)模較大，壓力容器、蒸汽發(fā)生器、主泵之間通常都是通過(guò)長(zhǎng)管道進(jìn)行連接，設(shè)備進(jìn)、出口均需設(shè)置連接管嘴。整個(gè)設(shè)備布置的間距較大，管道較長(zhǎng)，所以設(shè)備占用空間較大。

然而，隨著用電的分散需求的增加，大型核電站的建設(shè)逐漸的被限制，慢慢的需要更多的小型化核電站。在小型化核電站中，由于小型化的限制，各主設(shè)備之間如果仍使用主管道、連接管嘴的結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，勢(shì)必造成尺寸過(guò)大，無(wú)法適用需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種改進(jìn)的核反應(yīng)堆及其雙層套管結(jié)構(gòu)和回路管道的密封結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種用于核反應(yīng)堆回路管道的密封結(jié)構(gòu)，所述管道包括第一管段、第二管段，；

所述密封結(jié)構(gòu)包括在所述第一管段與所述第二管段相對(duì)的一端設(shè)置的第一密封頭，以及在所述第二管段上向所述第一管段伸出設(shè)置的第二密封頭；

所述第一密封頭與所述第二管段相對(duì)的端面沿周向設(shè)有第一密封部；

所述第二密封頭包括第一端密封固定在所述第二管段上、可軸向彈性伸縮的彈性預(yù)緊件，以及設(shè)置在所述彈性預(yù)緊件的第二端、與所述第一密封部相對(duì)的第三密封部；

所述彈性預(yù)緊件提供軸向預(yù)緊力將所述第三密封部向所述第一密封部抵壓形成端面密封或線密封。

優(yōu)選地，所述第一密封部包括在所述第一密封頭的端面沿周圈設(shè)置的內(nèi)凹結(jié)構(gòu)，所述第三密封部包括沿周圈設(shè)置、并與所述內(nèi)凹結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)插接配合的凸起結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)凹結(jié)構(gòu)與所述凸起結(jié)構(gòu)外形對(duì)應(yīng)；或

所述第一密封部包括在所述第一密封頭的端面沿周圈設(shè)置的凸起結(jié)構(gòu)，所述第三密封部包括沿周圈設(shè)置、并與所述凸起結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)插接配合的內(nèi)凹結(jié)構(gòu)，所述凸起結(jié)構(gòu)與所述內(nèi)凹結(jié)構(gòu)外形對(duì)應(yīng)；或，

所述第一密封部包括在所述第一密封頭的端面沿周圈設(shè)置的凹凸結(jié)構(gòu)，所述第三密封部包括沿周圈設(shè)置、并與所述凹凸結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)插接配合的凸凹結(jié)構(gòu)，所述凹凸結(jié)構(gòu)與所述凸凹結(jié)構(gòu)外形對(duì)應(yīng)。

優(yōu)選地，所述第一密封部包括相對(duì)軸向傾斜的第一密封面，所述第三密封部包括相對(duì)軸向傾斜的第二密封面，所述第一密封面、第二密封面均沿周圈設(shè)置，且位置對(duì)應(yīng)，以相互抵靠密封。

優(yōu)選地，所述第一密封部包括在所述第一密封頭的端面沿周圈設(shè)置的密封槽，所述密封槽的斷面為V形；

所述第三密封部為沿周圈設(shè)置的密封圈，所述密封圈包括沿周圈設(shè)置并與所述密封槽對(duì)應(yīng)配合的凸起，所述凸起的斷面外形為與所述密封槽外形對(duì)應(yīng)的錐形或球面。

優(yōu)選地，所述彈性預(yù)緊件為管狀，且側(cè)壁的斷面外形為波紋形、C形、U形中的一種或組合。

優(yōu)選地，所述第一管段、第二管段的端面相對(duì)，且所述第一管段、第二管段兩相對(duì)的端面之間留有間隙。

優(yōu)選地，所述第一管段、第二管段兩相對(duì)的端面上分別設(shè)有相互定位的定位臺(tái)階。

優(yōu)選地，所述第二密封頭還包括安裝在所述第二管段上的第四密封部，所述第四密封部沿周圈設(shè)置，所述第三密封部、第四密封部分別位于所述彈性預(yù)緊件的軸向兩端；

所述第三密封部上設(shè)有向所述彈性預(yù)緊件的第一端延伸設(shè)置的套筒，所述套筒伸出的一端的周圈與所述第四密封部的周圈密封配合。

優(yōu)選地，所述第一密封頭、第二密封頭分別位于所述第一管段、第二管段的外側(cè)面，所述彈性預(yù)緊件位于所述套筒內(nèi)側(cè)，所述第四密封部的外圈與所述套筒的內(nèi)壁面配合；或，

所述第一密封頭、第二密封頭分別位于所述第一管段、第二管段的內(nèi)側(cè)面，所述彈性預(yù)緊件位于所述套筒外側(cè)，所述第四密封部的內(nèi)圈與所述套筒的外壁面配合。

本發(fā)明還構(gòu)造一種用于核反應(yīng)堆的雙層套管結(jié)構(gòu)，所述雙層套管結(jié)構(gòu)包括內(nèi)管和套設(shè)在所述內(nèi)管外的外管，所述內(nèi)管包括相插接的第一管段、第二管段，所述第一管段、第二管段之間采用所述的管道密封結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明還構(gòu)造一種核反應(yīng)堆，包括至少兩個(gè)腔室，還包括連接在所述兩個(gè)腔室之間的所述的雙層套管結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)管內(nèi)形成第一通道、所述內(nèi)管外壁面和所述外管內(nèi)壁面間形成第二通道；所述第一通道與所述第二通道相互隔絕。

實(shí)施本發(fā)明的核反應(yīng)堆及其雙層套管結(jié)構(gòu)和回路管道的密封結(jié)構(gòu)，具有以下有益效果：本發(fā)明的密封結(jié)構(gòu)在第一管段與第二管段插裝到指定位置后，通過(guò)彈性預(yù)緊件自身變形提供的預(yù)緊力實(shí)現(xiàn)第一密封部、第三密封部相抵壓靠緊形成端面密封，對(duì)第一管段、第二管段固定，即可完成第一管段與第二管段的連接，安裝方便，拆除時(shí)將第一管段與第二管段左右分開(kāi)，使第一密封頭、第二密封頭分離即可進(jìn)行相關(guān)檢查和維修工作，既保證了密封性能，又提升了拆裝效率。

附圖說(shuō)明

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中：

圖1是本發(fā)明實(shí)施例中的雙層套管結(jié)構(gòu)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中的局部視圖C的放大示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例中的核反應(yīng)堆的主泵、蒸汽發(fā)生器、壓力容器之間的連接有雙層套管結(jié)構(gòu)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

如圖1所示，本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中的用于核反應(yīng)堆回路管道的密封結(jié)構(gòu)的管道包括第一管段411、第二管段412，第一管段411、第二管段412對(duì)接的位置采用管道密封結(jié)構(gòu)保證密封性和安裝的便捷性。

進(jìn)一步地，密封結(jié)構(gòu)采用以下結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)密封，密封結(jié)構(gòu)包括在第一管段411與第二管段412相對(duì)的一端設(shè)置的第一密封頭413，以及在第二管段412上向第一管段411伸出設(shè)置的第二密封頭414。第一密封頭413與第二管段412相對(duì)的端面沿周向設(shè)有第一密封部4131。第二密封頭414包括第一端密封固定在第二管段412上、可軸向彈性伸縮的彈性預(yù)緊件4141，以及設(shè)置在彈性預(yù)緊件4141的第二端、與第一密封部4131相對(duì)的第三密封部4142。第一密封部4131、第三密封部4142相抵靠，彈性預(yù)緊件4141提供軸向預(yù)緊力將第三密封部4142向第一密封部4131抵壓形成端面密封或線密封。

在第一管段411與第二管段412插裝到指定位置后，通過(guò)彈性預(yù)緊件4141自身變形提供的預(yù)緊力實(shí)現(xiàn)第一密封部4131、第三密封部4142相抵壓靠緊形成端面密封。進(jìn)一步的對(duì)第一管段411與第二管段412固定，即可完成第一管段411與第二管段412的連接，安裝連接非常方便。拆除的時(shí)候只需要將連接的第一管段411與第二管段412左右分開(kāi)，使第一密封頭413、第二密封頭414分離后抽出第一管段411與第二管段412，即可進(jìn)行相關(guān)檢查和維修工作。

第一密封部4131包括在第一密封頭413的端面沿周圈設(shè)置的密封槽4132，密封槽4132的斷面為V形。進(jìn)一步地，第三密封部4142為沿周圈設(shè)置的密封圈4143，密封圈4143包括沿周圈設(shè)置并與密封槽4132對(duì)應(yīng)配合的凸起，凸起的斷面外形為與密封槽4132外形對(duì)應(yīng)的錐形或球面。在第一管段411、第二管段412組裝時(shí)，凸起插入到密封槽4132內(nèi)，密封槽4132的兩個(gè)面與凸起的面抵靠實(shí)現(xiàn)密封。

進(jìn)一步地，在前述實(shí)施例中，V形密封槽4132為第一密封部4131在第一密封頭413的端面沿周圈設(shè)置的內(nèi)凹結(jié)構(gòu)，斷面呈錐形的凸起為第三密封部4142沿周圈設(shè)置、并與內(nèi)凹結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)插接配合的凸起結(jié)構(gòu)，內(nèi)凹結(jié)構(gòu)與凸起結(jié)構(gòu)外形對(duì)應(yīng)。當(dāng)然，內(nèi)凹結(jié)構(gòu)和凸起結(jié)構(gòu)也可為其他形狀。

在其他實(shí)施例中，第一密封部4131的V形密封槽4132的兩個(gè)密封面中可以只包括一個(gè)相對(duì)軸向傾斜的第一密封面4133，第三密封部4142的凸起的兩個(gè)密封面中也可只包括一個(gè)相對(duì)軸向傾斜的第二密封面4144，第一密封面4133、第二密封面4144均沿周圈設(shè)置，且位置對(duì)應(yīng)，以相互抵靠實(shí)現(xiàn)密封。

進(jìn)一步地，在其他實(shí)施例中，也可為第一密封部4131包括在第一密封頭413的端面沿周圈設(shè)置的凸起結(jié)構(gòu)，第三密封部4142包括沿周圈設(shè)置、并與凸起結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)插接配合的內(nèi)凹結(jié)構(gòu)，凸起結(jié)構(gòu)與內(nèi)凹結(jié)構(gòu)外形對(duì)應(yīng)，插接后靠密封面相抵實(shí)現(xiàn)密封。

當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，也可為第一密封部4131包括在第一密封頭413的端面沿周圈設(shè)置的凹凸結(jié)構(gòu)，第三密封部4142包括沿周圈設(shè)置、并與凹凸結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)插接配合的凸凹結(jié)構(gòu)，凹凸結(jié)構(gòu)與凸凹結(jié)構(gòu)外形對(duì)應(yīng)，插接后靠密封面相抵實(shí)現(xiàn)密封。在能保證密封效果的前提下，第一密封部4131、第三密封部4142對(duì)應(yīng)的密封面的外形可不做限定。

彈性預(yù)緊件4141為管狀，且側(cè)壁的斷面外形為波紋形，波紋形的管狀結(jié)構(gòu)既可以在周向?qū)崿F(xiàn)密封，還可以在第一密封部4131、第三密封部4142相抵壓靠緊過(guò)程中，彈性預(yù)緊件4141受壓，提供軸向彈力保持第一密封部4131、第三密封部4142相抵壓緊，保證密封性能。在其他實(shí)施例中，管狀的彈性預(yù)緊件4141的斷面外形可為C形、U形，或者為波紋形、C形、U形多種外形中的組合，以能提供軸向彈力即可。

在一些實(shí)施例中，第二密封頭414還包括安裝在第二管段412上的第四密封部4145，第四密封部4145沿周圈設(shè)置，第三密封部4142、第四密封部4145分別位于彈性預(yù)緊件4141的軸向兩端。優(yōu)選地，彈性預(yù)緊件4141的端部焊接在第四密封部4145上，第四密封部4145焊接在第二管段412上。

進(jìn)一步地，第三密封部4142上設(shè)有向彈性預(yù)緊件4141的第一端延伸設(shè)置的套筒4146，套筒4146伸出的一端的周圈與第四密封部4145的周圈密封配合。套筒4146可以對(duì)彈性預(yù)緊件4141保護(hù)，避免流體介質(zhì)對(duì)彈性預(yù)緊件4141的沖蝕和流致振動(dòng)。

優(yōu)選地，第一密封頭413、第二密封頭414分別位于第一管段411、第二管段412的外側(cè)面，彈性預(yù)緊件4141位于套筒4146內(nèi)側(cè)，第四密封部4145的外圈與套筒4146的內(nèi)壁面配合，該結(jié)構(gòu)從第一管段411、第二管段412安裝，安裝方便。

在其他實(shí)施例中，也可為第一密封頭413、第二密封頭414分別位于第一管段411、第二管段412的內(nèi)側(cè)面，彈性預(yù)緊件4141位于套筒4146外側(cè)，第四密封部4145的內(nèi)圈與套筒4146的外壁面配合。

在一些實(shí)施例中，第一管段411、第二管段412的端面相對(duì)，且第一管段411、第二管段412兩相對(duì)的端面之間留有間隙。

可以滿足管道一定溫度下內(nèi)管相對(duì)于外管42產(chǎn)生額外的軸向膨脹，間隙的大小可根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合任意調(diào)節(jié)，不會(huì)對(duì)裝配影響，仍能保持密封效果。管道的密封結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用于單獨(dú)的管道的密封，也可應(yīng)用于雙層套管結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，第一管段411、第二管段412兩相對(duì)的端面上分別設(shè)有相互定位的定位臺(tái)階，可以在安裝時(shí)相互定位。

本發(fā)明管道的材質(zhì)為耐腐蝕金屬，如不銹鋼或者鎳基合金，該種材質(zhì)在堆內(nèi)使用有較多的成熟經(jīng)驗(yàn)，適用溫度壓力范圍較廣，且具有較好抗輻照和耐腐蝕能力，能夠廣泛適用于核電站一回路、二回路以及輔助系統(tǒng)中類(lèi)似雙層套管結(jié)構(gòu)中。

再結(jié)合圖1、圖2所示，雙層套管結(jié)構(gòu)4包括內(nèi)管41和套設(shè)在內(nèi)管41外的外管42，內(nèi)管41內(nèi)形成第一通道A、內(nèi)管41外壁面和外管42內(nèi)壁面間形成第二通道B，第一通道A與所述第二通道B相互隔絕，以供冷卻劑向不同方向的流通。

本發(fā)明中管道的第一管段411、第二管段412組成內(nèi)管41，第一管段411、第二管段412一般材質(zhì)為耐腐蝕金屬材質(zhì)，如不銹鋼或者鎳基合金，分別從外管42兩端對(duì)應(yīng)的腔室安裝插入到外管42內(nèi)，對(duì)接后連通形成第一通道A，置于外管42之中。

第一通道A、第二通道B隔離開(kāi)，在第一通道A、第二通道B流道中充滿了一回路高放射性介質(zhì)。第一通道A、第二通道B之間會(huì)存在一定的壓差，由于彈性預(yù)緊件4141提供預(yù)緊力使第一密封部4131、第三密封部4142之間的密封面實(shí)現(xiàn)密封，兩個(gè)通道相互獨(dú)立不會(huì)相互泄露，具有一定的承壓能力。

第一管段411、第二管段412兩相對(duì)的端面之間留有間隙，當(dāng)外管42材質(zhì)的熱線膨脹率比第一管段411、第二管段412的小時(shí)，在第一管段411、第二管段412安裝完畢后，端面接頭處存在一個(gè)安裝間隙，可以滿足管道一定溫度下內(nèi)管相對(duì)于外管42產(chǎn)生額外的軸向膨脹，間隙的大小可根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合任意調(diào)節(jié)。

同理，當(dāng)外管42材質(zhì)的熱線膨脹率比第一管段411、第二管段412的大時(shí)，還可以在安裝完畢后完全壓緊，讓端面接頭處的間隙為零。在一定溫度下，第一管段411、第二管段412之間可以產(chǎn)生間隙，滿足內(nèi)管相對(duì)于外管42產(chǎn)生額外的軸向收縮。以上兩種情況下消除管道熱應(yīng)力，有效消除了端部連接法蘭應(yīng)力過(guò)大的問(wèn)題，保證密封結(jié)構(gòu)功能性。

在將第一管段411、第二管段412從外管42拔出時(shí)，直接向外拔出即可實(shí)現(xiàn)第一管段411、第二管段412的分離，保證第一管段411、第二管段412之間的拆裝便捷，便于檢查和維修等工作。本發(fā)明適用溫度壓力范圍較廣，且具有較好抗輻照和耐腐蝕能力，能夠廣泛適用于核電站一回路、二回路以及輔助系統(tǒng)中類(lèi)似雙層套管結(jié)構(gòu)中。

如圖3所示，本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中的核反應(yīng)堆包括主泵1、蒸汽發(fā)生器2、壓力容器3，蒸汽發(fā)生器2和壓力容器3的腔室之間連接有雙層套管結(jié)構(gòu)4，主泵1可以通過(guò)雙層套管結(jié)構(gòu)4與蒸汽發(fā)生器2連接，也可以通過(guò)雙層套管結(jié)構(gòu)4與壓力容器3連接，在主泵1提供冷卻劑循環(huán)動(dòng)力時(shí)，在壓力容器3、蒸汽發(fā)生器2內(nèi)的各腔體之間形成相應(yīng)的循環(huán)回流，雙層套管結(jié)構(gòu)4可以減短主泵1、蒸汽發(fā)生器2、壓力容器3之間的連接長(zhǎng)度。

可以理解地，上述各技術(shù)特征可以任意組合使用而不受限制。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專(zhuān)利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。