本發(fā)明涉及反應(yīng)堆的內(nèi)部參數(shù)采集結(jié)構(gòu)，具體涉及一種可補(bǔ)償反應(yīng)堆內(nèi)熱膨脹差的堆芯儀表用導(dǎo)向柱。

背景技術(shù)：

堆芯儀表在插入核反應(yīng)堆內(nèi)時(shí)，需要在堆內(nèi)構(gòu)件上設(shè)置導(dǎo)向柱結(jié)構(gòu)，導(dǎo)向柱穿出壓力容器頂蓋的管座，用于將堆芯儀表從反應(yīng)堆外引入至反應(yīng)堆內(nèi)，并在壓力容器頂蓋的管座上設(shè)置密封結(jié)構(gòu)，用于實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向柱和管座之間的密封。堆內(nèi)構(gòu)件和導(dǎo)向柱的材料為奧氏體不銹鋼、壓力容器材料為低合金鋼，奧氏體不銹鋼的熱膨脹系數(shù)比低合金鋼大，導(dǎo)致了在反應(yīng)堆運(yùn)行時(shí)，導(dǎo)向柱會(huì)相對(duì)于壓力容器頂蓋的管座有一定的位移，該位移會(huì)使密封元件進(jìn)一步被壓縮而被壓潰，導(dǎo)致密封失效。為避免密封失效，一般采用密封結(jié)構(gòu)將導(dǎo)向柱從壓力容器頂蓋的管座處提起至離開堆內(nèi)構(gòu)件，使反應(yīng)堆運(yùn)行時(shí)，導(dǎo)向柱相對(duì)于管座向下位移，不會(huì)破壞密封元件，但能實(shí)現(xiàn)該功能的密封結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，零部件多且拆裝麻煩。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種可補(bǔ)償反應(yīng)堆內(nèi)熱膨脹差的堆芯儀表用導(dǎo)向柱，解決目前的導(dǎo)向柱熱膨脹差對(duì)密封結(jié)構(gòu)造成損壞、密封結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難以拆卸的問題。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種可補(bǔ)償反應(yīng)堆內(nèi)熱膨脹差的堆芯儀表用導(dǎo)向柱，包括安裝在壓力容器頂蓋上的管座，導(dǎo)向柱穿過管座，管座與導(dǎo)向柱之間通過密封結(jié)構(gòu)密封連接，所述導(dǎo)向柱分成導(dǎo)向柱上段和導(dǎo)向柱下段，導(dǎo)向柱上段和導(dǎo)向柱下段之間通過多個(gè)螺栓連接，并在螺栓外套裝處于壓縮狀態(tài)的彈簧。本發(fā)明的導(dǎo)向柱安裝在堆內(nèi)構(gòu)件上，并穿出壓力容器頂蓋上的管座，并通過密封結(jié)構(gòu)安裝在管座上，對(duì)導(dǎo)向柱進(jìn)行密封，在反應(yīng)堆運(yùn)行時(shí)，由于受熱膨脹伸長(zhǎng)量不同，引起導(dǎo)向柱相對(duì)于管座向上運(yùn)動(dòng)，會(huì)破壞密封結(jié)構(gòu)，為了解決這個(gè)問題，本申請(qǐng)技術(shù)方案通過將導(dǎo)向柱設(shè)置成兩段式結(jié)構(gòu)：即導(dǎo)向柱上段、導(dǎo)向柱下段，兩段式結(jié)構(gòu)通過螺栓連接，然后在螺栓上套裝處于壓縮狀態(tài)的彈簧，在反應(yīng)堆運(yùn)行時(shí)，由于導(dǎo)向柱上段較短，受熱膨脹伸長(zhǎng)量很小，導(dǎo)向柱下段受熱膨脹伸長(zhǎng)量較多，會(huì)相對(duì)于管座向上運(yùn)動(dòng)，但只會(huì)壓縮螺旋彈簧，不會(huì)對(duì)安裝在導(dǎo)向柱上段上的密封元件造成影響，實(shí)現(xiàn)了對(duì)受熱膨脹伸長(zhǎng)量差值的補(bǔ)償。

申請(qǐng)人在本發(fā)明方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行了進(jìn)一步的研究，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)向柱上段與導(dǎo)向柱下段的長(zhǎng)度之比應(yīng)該在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，才能夠完全實(shí)現(xiàn)對(duì)膨脹差的補(bǔ)償，經(jīng)過多年的研究確定了導(dǎo)向柱上段與導(dǎo)向柱下段之間的長(zhǎng)度比例范圍，當(dāng)導(dǎo)向柱上段的比例增加到大于比例范圍上限值的時(shí)候，導(dǎo)向柱上段受到的熱膨脹較大，上段產(chǎn)生的膨脹差就會(huì)直接破壞密封結(jié)構(gòu)，當(dāng)小于這個(gè)比例范圍下限值時(shí)，導(dǎo)向柱的導(dǎo)向作用降低，難以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向作用。根據(jù)反應(yīng)堆的不同設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)向柱長(zhǎng)度一般為2000mm~4000mm之間，考慮導(dǎo)向柱上段長(zhǎng)度的熱膨脹量對(duì)密封元件的影響程度，該導(dǎo)向柱上段與導(dǎo)向柱下段的長(zhǎng)度比例應(yīng)設(shè)計(jì)為1：10~1：20之間。

在導(dǎo)向柱上段內(nèi)安裝有若干根外套管，導(dǎo)向柱下段對(duì)應(yīng)安裝有若干根內(nèi)套管，內(nèi)套管插入外套管，作為堆芯儀表的導(dǎo)向通道。導(dǎo)向柱的作用是為堆芯的參數(shù)進(jìn)行引出至堆芯儀表，因此堆芯儀表的引出也需要獨(dú)立引導(dǎo)，通過導(dǎo)向柱上段內(nèi)安裝有若干根外套管，導(dǎo)向柱下段對(duì)應(yīng)安裝有若干根內(nèi)套管，內(nèi)套管插入外套管，為堆芯儀表提供全程導(dǎo)向，反應(yīng)堆運(yùn)行時(shí)，導(dǎo)向柱下段受熱膨脹后相對(duì)于管座向上運(yùn)動(dòng)，內(nèi)套管在外套管內(nèi)滑動(dòng)，繼續(xù)為堆芯儀表提供全程的導(dǎo)向。

所述的螺栓為四個(gè)，且均勻分布在導(dǎo)向柱的端面，用于將導(dǎo)向柱上段和導(dǎo)向柱下段連接為一個(gè)整體，而導(dǎo)向柱上段又能通過螺栓光桿的導(dǎo)向，沿軸向上下運(yùn)動(dòng)，該螺栓還用于為螺旋彈簧提供徑向限位。

所述的密封結(jié)構(gòu)包括安裝在管座頂端且與管座螺紋配合的預(yù)緊螺母、以及位于管座與導(dǎo)向柱上段之間的密封元件。具體地講，密封結(jié)構(gòu)的預(yù)緊螺母與管座通過螺紋配合壓緊密封元件，對(duì)導(dǎo)向柱上段和管座進(jìn)行密封。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

1、本發(fā)明一種可補(bǔ)償反應(yīng)堆內(nèi)熱膨脹差的堆芯儀表用導(dǎo)向柱，通過將導(dǎo)向柱設(shè)置成兩段式結(jié)構(gòu)：即導(dǎo)向柱上段、導(dǎo)向柱下段，兩段式結(jié)構(gòu)通過螺栓連接，然后在螺栓上套裝處于壓縮狀態(tài)的彈簧，在反應(yīng)堆運(yùn)行時(shí)，由于導(dǎo)向柱上段較短，受熱膨脹伸長(zhǎng)量很小，導(dǎo)向柱下段受熱膨脹伸長(zhǎng)量較多，會(huì)相對(duì)于管座向上運(yùn)動(dòng)，但只會(huì)壓縮螺旋彈簧，不會(huì)對(duì)安裝在導(dǎo)向柱上段上的密封元件造成影響，實(shí)現(xiàn)了對(duì)受熱膨脹伸長(zhǎng)量差值的補(bǔ)償；

2、本發(fā)明一種可補(bǔ)償反應(yīng)堆內(nèi)熱膨脹差的堆芯儀表用導(dǎo)向柱，通過導(dǎo)向柱上段內(nèi)安裝有若干根外套管，導(dǎo)向柱下段對(duì)應(yīng)安裝有若干根內(nèi)套管，內(nèi)套管插入外套管，為堆芯儀表提供全程導(dǎo)向，反應(yīng)堆運(yùn)行時(shí)，導(dǎo)向柱下段受熱膨脹后相對(duì)于管座向上運(yùn)動(dòng)，內(nèi)套管在外套管內(nèi)滑動(dòng)，繼續(xù)為堆芯儀表提供全程的導(dǎo)向；

3、本發(fā)明一種可補(bǔ)償反應(yīng)堆內(nèi)熱膨脹差的堆芯儀表用導(dǎo)向柱，導(dǎo)向柱上段與導(dǎo)向柱下段的長(zhǎng)度比例為1：10~1：20之間，當(dāng)導(dǎo)向柱上段的比例增加到大于這個(gè)值的時(shí)候，導(dǎo)向柱上段受到的熱膨脹較大，上段產(chǎn)生的膨脹差就會(huì)直接破壞密封結(jié)構(gòu)，當(dāng)小于這個(gè)比例時(shí)，導(dǎo)向柱的導(dǎo)向作用降低，難以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向作用。

附圖說(shuō)明

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的限定。在附圖中：

圖1是本發(fā)明導(dǎo)向柱在反應(yīng)堆內(nèi)的安裝示意圖；

圖2是本發(fā)明導(dǎo)向柱頂部與壓力容器頂蓋管座和密封結(jié)構(gòu)的安裝示意圖；

圖3是本發(fā)明導(dǎo)向柱上段和下段內(nèi)分別安裝的內(nèi)外套管結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明反應(yīng)堆運(yùn)行時(shí)的內(nèi)外套管隨導(dǎo)向柱下段在移動(dòng)示意圖；

圖5是本發(fā)明導(dǎo)向柱上段和下段之間的結(jié)構(gòu)安裝示意圖；

圖6是本發(fā)明反應(yīng)堆運(yùn)行時(shí)的螺旋彈簧被導(dǎo)向柱下段壓縮示意圖。

附圖中標(biāo)記及對(duì)應(yīng)的零部件名稱：

1—壓力容器頂蓋，2—密封結(jié)構(gòu)，3—管座，4—導(dǎo)向柱，5—堆內(nèi)構(gòu)件，6—堆芯儀表，7—外套管，8—預(yù)緊螺母，9—密封元件，10—內(nèi)套管，11—導(dǎo)向柱上段，12—螺旋彈簧，13—螺栓，14—導(dǎo)向柱下段。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說(shuō)明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

實(shí)施例

如圖1至6所示，本發(fā)明一種可補(bǔ)償反應(yīng)堆內(nèi)熱膨脹差的堆芯儀表用導(dǎo)向柱，堆芯儀表用導(dǎo)向柱4安裝在堆內(nèi)構(gòu)件5上，并穿出壓力容器頂蓋1上的管座3，并通過密封結(jié)構(gòu)2安裝在管座3上，密封結(jié)構(gòu)2對(duì)導(dǎo)向柱4進(jìn)行密封，密封結(jié)構(gòu)2包括預(yù)緊螺母8和密封元件9，預(yù)緊螺母8與管座3通過螺紋配合壓緊密封元件9，對(duì)導(dǎo)向柱上段11和管座3進(jìn)行密封；在反應(yīng)堆運(yùn)行時(shí)，由于受熱膨脹伸長(zhǎng)量不同，引起導(dǎo)向柱4相對(duì)于管座3向上運(yùn)動(dòng)，會(huì)破壞密封結(jié)構(gòu)2，所以如圖2所示，將導(dǎo)向柱,4分為導(dǎo)向柱上段11和導(dǎo)向柱下段14兩部分，在反應(yīng)堆運(yùn)行時(shí)，由于導(dǎo)向柱上段11較短，受熱膨脹伸長(zhǎng)量很小，導(dǎo)向柱下段14受熱膨脹伸長(zhǎng)量較多，會(huì)相對(duì)于管座3向上運(yùn)動(dòng)，但只會(huì)壓縮螺旋彈簧12，不會(huì)對(duì)安裝在導(dǎo)向柱上段11上的密封元件9造成影響，實(shí)現(xiàn)了對(duì)受熱膨脹伸長(zhǎng)量差值的補(bǔ)償，具體實(shí)施方法如下：導(dǎo)向柱4分為導(dǎo)向柱上段11和導(dǎo)向柱下段14，之間使用4個(gè)螺栓13進(jìn)行連接，每個(gè)螺栓外套有1個(gè)螺旋彈簧12，擰緊螺栓13時(shí)，螺旋彈簧12被預(yù)緊并支撐導(dǎo)向柱上段11，反應(yīng)堆運(yùn)行時(shí)，導(dǎo)向柱下段14受熱膨脹后相對(duì)于管座3向上運(yùn)動(dòng)，壓縮螺旋彈簧12，螺旋彈簧12的剛度較小，對(duì)密封元件9增大的壓緊力很小，避免了壓潰密封元件9，實(shí)現(xiàn)了補(bǔ)償熱膨脹差值的功能；導(dǎo)向柱上段11內(nèi)安裝有若干根外套管7，導(dǎo)向柱下段14對(duì)應(yīng)安裝有若干根內(nèi)套管10，內(nèi)套管10插入外套管7，為堆芯儀表6提供全程導(dǎo)向，反應(yīng)堆運(yùn)行時(shí)，導(dǎo)向柱下段14受熱膨脹后相對(duì)于管座3向上運(yùn)動(dòng)，內(nèi)套管10在外套管7內(nèi)滑動(dòng)，繼續(xù)為堆芯儀表6提供全程的導(dǎo)向。

以上所述的具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。