專利名稱:一種用于高溫氣冷堆主氦風(fēng)機(jī)檢修的密封結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及反應(yīng)堆工程技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種用于高溫氣冷堆主氦風(fēng)機(jī)檢修的密封結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
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，是一種固有安全性好、發(fā)電效率高、用途極為廣泛的先進(jìn)核反應(yīng)堆。高溫氣冷堆核電站一回路總體結(jié)構(gòu)如圖1所示，其包括反應(yīng)堆壓力容器I’與蒸汽發(fā)生器壓力容器5’，其間采用熱氣導(dǎo)管3’連接。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)驅(qū)動，在反應(yīng)堆一回路內(nèi)部進(jìn)行強迫循環(huán)，從堆芯帶走熱量而升溫，流經(jīng)蒸汽發(fā)生器，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)4’為立式布置，安裝在蒸汽發(fā)生器壓力容器5’正上方。由于一回路氦氣冷卻劑具有放射性，在主氦風(fēng)機(jī)檢修時，防止一回路氦氣的外泄，減少對工作人員和環(huán)境的影響具有十分重要的意義。另外，若主氦風(fēng)機(jī)檢修時將雜質(zhì)引入一回路氦氣冷卻劑內(nèi)，破壞了氦氣純度時，則需要更換一回路氦氣冷卻劑。而更換一回路氦氣冷卻劑將耗費較長的時間和較多的人力、物力，這將延長核電站總的檢修時間，增加核電站檢修的工作成本。所以高溫氣冷堆核電站的主氦風(fēng)機(jī)檢修應(yīng)主要滿足如下要求:
(I)防止一回路氦氣冷卻劑外泄；
(2)防止外界空氣浸入一回路內(nèi)部，保持一回路氦氣冷卻劑純度。
而眾所周知，氦氣具有很強的滲透性，其在工業(yè)領(lǐng)域中的一個重要應(yīng)用方向是進(jìn)行密封檢漏；另外，一回路氦氣冷卻劑額定壓力7MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于大氣壓，在這種條件下做到防止一回路氦氣冷卻劑外泄是非常困難的。同時，當(dāng)主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)行檢修時，反應(yīng)堆一回路需要進(jìn)行卸壓，如何保證在反應(yīng)堆一回路卸壓狀態(tài)下進(jìn)行主氦風(fēng)機(jī)檢修，并確保外界空氣不進(jìn)入反應(yīng)堆一回路也是一個難題，所以滿足以上兩條要求是非常困難的。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術(shù)問題
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高溫氣冷堆主氦風(fēng)機(jī)檢修的密封結(jié)構(gòu)，可有效防止一回路氦氣冷卻劑外泄以及防止外界空氣浸入一回路內(nèi)部，保持一回路氦氣冷卻劑的純度。
( 二 )技術(shù)方案
為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種高溫氣冷堆主氦風(fēng)機(jī)檢修的密封結(jié)構(gòu)，包括:主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口、蝸殼和三個相同結(jié)構(gòu)的三偏心蝶閥；
所述蝸殼具有兩個對稱出氣口，其位于主氦風(fēng)機(jī)擴(kuò)壓器外圍；
其中一個三偏心蝶閥位于所述主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口的前方，另外兩個三偏心蝶閥分別位于所述蝸殼出氣口的后方。
進(jìn)一步地，所述蝸殼設(shè)有外法蘭，其與蒸汽發(fā)生器殼體內(nèi)法蘭連接，其連接處通過密封圈進(jìn)行密封。
進(jìn)一步地，三個三偏心蝶閥具體為:第一三偏心蝶閥、第二三偏心蝶閥和第三三偏心蝶閥；
所述第一三偏心蝶閥所在圓管段與主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口處通過法蘭連接；
所述第二三偏心蝶閥和第三三偏心蝶閥所在的圓管段分別通過法蘭與蝸殼的兩個出氣口處連接；所述第二三偏心蝶閥和第三三偏心蝶閥所在的圓管段出口分別通過法蘭外接蝸殼出口延長管。
進(jìn)一步地，蝸殼出口延長管的底部向外側(cè)具有偏轉(zhuǎn)弧度，且其斷面圓的直徑逐漸增大。
進(jìn)一步地，蝸殼內(nèi)圈與葉輪之間為空心結(jié)構(gòu)。
進(jìn)一步地，蝸殼內(nèi)對稱設(shè)置兩塊蝸殼隔板，兩塊蝸殼隔板之間形成的兩個流道各包含一個蝸殼出氣口。
當(dāng)主氦風(fēng)機(jī)處于正常運行工況時，所述三個三偏心蝶閥處于全開狀態(tài)，蝶板與其所在圓管段的中心線平行；
當(dāng)主氦風(fēng)機(jī)處于檢修狀態(tài)時，所述三個三偏心蝶閥處于全閉合狀態(tài)，蝶板與其所在圓管段的中心線垂直。
三個三偏心蝶閥的行程設(shè)置為90°，0°表示全關(guān)，90°表示全開。
三個三偏心蝶閥連接驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置安裝具有自鎖功能的蝸輪蝸桿減速器。
當(dāng)主氦風(fēng)機(jī)處于檢修狀態(tài)時，反應(yīng)堆一回路只通過三個三偏心蝶閥所在的圓管段對應(yīng)的三個開口與外部環(huán)境連通。
(三)有益效果
本發(fā)明提供的高溫氣冷堆主氦風(fēng)機(jī)檢修的密封結(jié)構(gòu)，具有以下優(yōu)點:
(I)采用三偏心蝶閥，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，能方便地與主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口和蝸殼的兩個出氣口相連接；
(2)由于三偏心蝶閥具有零泄漏量優(yōu)點，當(dāng)主氦風(fēng)機(jī)檢修時，通過關(guān)閉三個三偏心蝶閥，可封閉反應(yīng)堆一回路與環(huán)境連通的三個開口，從而防止了一回路氦氣的外泄；
(3)由于三偏心蝶閥蝶板能承受一定的壓差，主氦風(fēng)機(jī)檢修時，減小一回路氦氣冷卻劑壓力，將一回路氦氣冷卻劑壓力保持為IMPa，大于大氣壓，阻止空氣的浸入，保持了一回路氦氣冷卻劑純度，能減少核電站檢修的工作成本，縮短核電站總的檢修時間。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)高溫氣冷堆核電站一回路總體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明實施例一用于高溫氣冷堆主氦風(fēng)機(jī)檢修的密封結(jié)構(gòu)處于主氦風(fēng)機(jī)正常運行工況時的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明實施例一用于高溫氣冷堆主氦風(fēng)機(jī)檢修的密封結(jié)構(gòu)三偏心蝶閥與電動裝置的連接結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明實施例一用于高溫氣冷堆主氦風(fēng)機(jī)檢修的密封結(jié)構(gòu)蝸殼斷面結(jié)構(gòu)示意圖；[0033]圖5為本發(fā)明實施例一用于高溫氣冷堆主氦風(fēng)機(jī)檢修的密封結(jié)構(gòu)蝸殼外法蘭與蒸汽發(fā)生器殼體內(nèi)法蘭連接結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為本發(fā)明實施例二用于高溫氣冷堆主氦風(fēng)機(jī)檢修的密封結(jié)構(gòu)處于主氦風(fēng)機(jī)檢修時的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中:1、蝸殼出口延長管；2、第二三偏心蝶閥；3、蝸殼出氣口 ；4、蒸汽發(fā)生器殼體內(nèi)法蘭；5、蝸殼外法蘭；6、轉(zhuǎn)軸；7、擴(kuò)壓器；8、葉輪；9、蝸殼出氣口 ；10、主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口 ；
11、第三三偏心蝶閥；12、第一三偏心蝶閥；13、閥軸；14、蝸殼出口延長管；15、蝶板；16、閥體；17、筋板；18、電動裝置；19、蝸殼隔板；20、蝸殼空心區(qū)域；21、0型密封圈；22、螺栓。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
如圖2所示，本發(fā)明實施例提供的用于高溫氣冷堆主氦風(fēng)機(jī)檢修的密封結(jié)構(gòu)，包括:主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口 10、蝸殼和三個相同結(jié)構(gòu)的三偏心蝶閥。蝸殼具有兩個對稱出氣口 3、
9,其位于主氦風(fēng)機(jī)擴(kuò)壓器7外圍；其中一個三偏心蝶閥位于主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口 10的前方，另外兩個三偏心蝶閥分別位于蝸殼出氣口 3、9的后方。該蝸殼設(shè)有蝸殼外法蘭5,其與蒸汽發(fā)生器殼體內(nèi)法蘭4連接，其連接處通過O型密封圈21進(jìn)行密封，防止冷卻劑發(fā)生泄漏。
其中，三個三偏心蝶閥具體為:第一三偏心蝶閥12、第二三偏心蝶閥2和第三三偏心蝶閥11。該第一三偏心蝶閥12所在的圓管段與主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口 10處通過法蘭連接。第二三偏心蝶閥2和第三三偏心蝶閥11所在的圓管段分別通過法蘭與蝸殼的兩個出氣口 3、9連接。第二三偏心蝶閥2和第三三偏心蝶閥11的出口分別通過法蘭外接蝸殼出口延長管1、14。該蝸殼出口延長管1、14的底部向外側(cè)具有偏轉(zhuǎn)弧度，且其斷面圓的直徑逐漸增大，用來減小出口氣流的速度，即降低流動損失，同時也可減少對正下方蒸汽發(fā)生器傳熱管的流動沖擊。三個三偏心蝶閥的行程設(shè)置為90°，0°表示全關(guān)，90°表示全開。
實施例一
繼續(xù)參見圖2，為本發(fā)明實施例密封結(jié)構(gòu)處于主氦風(fēng)機(jī)正常運行工況時的結(jié)構(gòu)示意圖。
當(dāng)主氦風(fēng)機(jī)處于正常工況時，本發(fā)明的三個三偏心蝶閥處于全開狀態(tài)，蝶板15與其所在圓管段的中心線平行。
如圖3所示，為本發(fā)明實施例第一三偏心蝶閥12與電動裝置18的連接結(jié)構(gòu)示意圖。三個三偏心蝶閥分別連接驅(qū)動裝置，本發(fā)明實施例中驅(qū)動裝置采用電動驅(qū)動裝置，或者采用氣動等其他驅(qū)動方式驅(qū)動三個三偏心蝶閥。驅(qū)動裝置安裝具有自鎖功能的蝸輪蝸桿減速器，使蝶板可以停留在任意位置上。
同理，第二三偏心蝶閥2連接電動裝置和第三三偏心蝶閥11連接電動裝置的結(jié)構(gòu)同第一三偏心蝶閥12與電動裝置18的連接結(jié)構(gòu)。
閥軸13與電動裝置18的輸出軸之間通過蝸輪蝸桿減速器連接，實現(xiàn)蝶板15自鎖，使得蝶板15可以停留在任意位置，保證了主氦風(fēng)機(jī)正常運行工況下，蝶板15維持在全開位置，不會突然轉(zhuǎn)動，甚至轉(zhuǎn)動到關(guān)閉位置，從而影響反應(yīng)堆的運行。
由于第一三偏心蝶閥12與第二三偏心蝶閥2、第三三偏心蝶閥11處的介質(zhì)流動方向相反，為了保持三個三偏心蝶閥的開向和關(guān)向一致，因此設(shè)定從三偏心蝶閥的驅(qū)動裝置側(cè)判斷，蝶板順時針方向運動時為關(guān)向，蝶板逆時針方向運動時為開向。
如圖4所示，為本發(fā)明實施例蝸殼結(jié)構(gòu)示意圖。蝸殼外法蘭5與蒸汽發(fā)生器殼體內(nèi)法蘭4通過螺栓22連接，并且采取設(shè)置O型密封圈21實現(xiàn)密封，具體連接方式如圖5所
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蝸殼內(nèi)圈與葉輪8之間為空心結(jié)構(gòu)，形成蝸殼空心域20，既減輕重量，而又不降低蝸殼的剛度。
在蝸殼出氣口 3、9之間對稱設(shè)置兩塊蝸殼隔板19。該兩對稱蝸殼隔板19之間形成的兩個流道分別包含蝸殼出氣口 3和9，使得從擴(kuò)壓器7對稱流出的介質(zhì)在蝸殼內(nèi)的流動仍能保持對稱性，減少流動損失及不平衡的流體力。
實施例二
如圖6所示，本發(fā)明實施例密封結(jié)構(gòu)處于主氦風(fēng)機(jī)檢修時的結(jié)構(gòu)示意圖。主氦風(fēng)機(jī)檢修時，第二三偏心蝶閥2、第三三偏心蝶閥11和第一三偏心蝶閥12均旋轉(zhuǎn)90°，處于全關(guān)狀態(tài)，蝶板與蝶閥所在圓管段中心線垂直，起到密封作用。當(dāng)處于檢修狀態(tài)時，反應(yīng)堆一回路只通過三個三偏心蝶閥所在的圓管段對應(yīng)的三個開口與外部環(huán)境連通。
本發(fā)明實施例密封結(jié)構(gòu)在主氦風(fēng)機(jī)檢修時的具體實施原理為:主氦風(fēng)機(jī)檢修時，將葉輪8和轉(zhuǎn)軸6及其它軸系部件吊走，由于蝸殼外法蘭5與蒸汽發(fā)生器殼體內(nèi)法蘭4連接，反應(yīng)堆一回路只通過第二三偏心蝶閥2、第三三偏心蝶閥11和第一三偏心蝶閥12所在圓管段對應(yīng)的開口與環(huán)境相連通，此時，第二三偏心蝶閥2、第三三偏心蝶閥11和第一三偏心蝶閥12被驅(qū)動關(guān)閉，三個開口均被封住。三偏心蝶閥具有零泄漏優(yōu)點，使得一回路氦氣冷卻劑不外泄。此時，維持反應(yīng)堆一回路氦氣冷卻劑壓力IMPa，三偏心蝶閥蝶板能承受IMPa的壓差；而IMPa大于大氣壓，外界的空氣不能浸入反應(yīng)堆一回路，從而保持了一回路氦氣冷卻劑的純度。
本發(fā)明實施例密封結(jié)構(gòu)在主氦風(fēng)機(jī)檢修時的具體實施步驟為:發(fā)出停主氦風(fēng)機(jī)信號后，發(fā)出關(guān)閉蝶閥信號，第二三偏心蝶閥2、第三三偏心蝶閥11和第一三偏心蝶閥12被驅(qū)動，從全開狀態(tài)變?yōu)槿]合狀態(tài)，防止一回路氦氣冷卻劑發(fā)生自然對流。然后，將反應(yīng)堆一回路氦氣冷卻劑壓力降至IMPa并維持不變，吊走葉輪8和轉(zhuǎn)軸6及其它軸系部件，在指定場地進(jìn)行主氦風(fēng)機(jī)的檢修。
本發(fā)明提供的高溫氣冷堆主氦風(fēng)機(jī)檢修的密封結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單、操作起來安全方便，可有效防止一回路氦氣的外泄，并最大程度地確保一回路氦氣冷卻劑的純度，減少核電站檢修工作成本，縮短核電站總的檢修時間。
以上實施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求
限定。
權(quán)利要求
1.一種用于高溫氣冷堆主氦風(fēng)機(jī)檢修的密封結(jié)構(gòu)，所述密封結(jié)構(gòu)包括主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口、葉輪、位于葉輪外圍的主氦風(fēng)機(jī)擴(kuò)壓器和蝸殼，其特征在于，還包括:三個相同結(jié)構(gòu)的三偏心蝶閥； 所述蝸殼具有兩個對稱出氣口，其位于主氦風(fēng)機(jī)擴(kuò)壓器的外圍； 其中一個三偏心蝶閥位于所述主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口的前方，另外兩個三偏心蝶閥分別位于所述蝸殼出氣口的后方。
2.如權(quán)利要求
1所述的用于高溫氣冷堆主氦風(fēng)機(jī)檢修的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述蝸殼設(shè)有外法蘭，其與蒸汽發(fā)生器殼體內(nèi)法蘭連接，其連接處通過密封圈進(jìn)行密封。
3.如權(quán)利要求
1所述的用于高溫氣冷堆主氦風(fēng)機(jī)檢修的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，三個三偏心蝶閥具體為:第一三偏心蝶閥、第二三偏心蝶閥和第三三偏心蝶閥； 所述第一三偏心蝶閥所在圓管段與主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口處通過法蘭連接； 所述第二三偏心蝶閥和第三三偏心蝶閥所在的圓管段分別通過法蘭與蝸殼的兩個出氣口處連接；所述第二三偏心蝶閥和第三三偏心蝶閥所在的圓管段的出口分別通過法蘭外接蝸殼出口延長管。
4.如權(quán)利要求
3所述的用于高溫氣冷堆主氦風(fēng)機(jī)檢修的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述蝸殼出口延長管的底部向外側(cè)具有偏轉(zhuǎn)弧度，且其斷面圓的直徑逐漸增大。
5.如權(quán)利要求
2所述的用于高溫氣冷堆主氦風(fēng)機(jī)檢修的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述蝸殼內(nèi)圈與葉輪之間為空心結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求
1所述的用于高溫氣冷堆主氦風(fēng)機(jī)檢修的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，蝸殼內(nèi)對稱設(shè)置兩塊蝸殼隔板，兩塊蝸殼隔板之間形成的兩個流道各包含一個蝸殼出氣口。
7.如權(quán)利要求
1所述的用于高溫氣冷堆主氦風(fēng)機(jī)檢修的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，當(dāng)主氦風(fēng)機(jī)處于正常運行工況時，所述三個三偏心蝶閥處于全開狀態(tài)，蝶板與其所在圓管段的中心線平行； 當(dāng)主氦風(fēng)機(jī)處于檢修狀態(tài)時，所述三個三偏心蝶閥處于全閉合狀態(tài)，蝶板與其所在圓管段的中心線垂直。
8.如權(quán)利要求
1所述的用于高溫氣冷堆主氦風(fēng)機(jī)檢修的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述三個三偏心蝶閥的行程設(shè)置為90°，0°表示全關(guān)，90°表示全開。
9.如權(quán)利要求
1所述的用于高溫氣冷堆主氦風(fēng)機(jī)檢修的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述三個三偏心蝶閥連接驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置安裝具有自鎖功能的蝸輪蝸桿減速器。
10.如權(quán)利要求
7所述的用于高溫氣冷堆主氦風(fēng)機(jī)檢修的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，當(dāng)主氦風(fēng)機(jī)處于檢修狀態(tài)時，反應(yīng)堆一回路只通過三個三偏心蝶閥所在的圓管段對應(yīng)的三個開口與外部環(huán)境連通。
專利摘要
本發(fā)明涉及反應(yīng)堆工程技術(shù)領(lǐng)域：
，特別公開了一種用于高溫氣冷堆主氦風(fēng)機(jī)檢修的密封結(jié)構(gòu)。該密封結(jié)構(gòu)包括主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口、蝸殼和三個相同結(jié)構(gòu)的三偏心蝶閥；蝸殼具有兩個對稱出氣口，其位于主氦風(fēng)機(jī)擴(kuò)壓器外圍；其中一個三偏心蝶閥位于主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口的前方，另外兩個三偏心蝶閥分別位于所述蝸殼出氣口的后方。本發(fā)明提供的高溫氣冷堆主氦風(fēng)機(jī)檢修的密封結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單、操作起來安全方便，可有效防止一回路氦氣的外泄，并最大程度地確保一回路氦氣冷卻劑的純度，減少核電站檢修工作成本，縮短核電站總的檢修時間。
文檔編號G21C13/06GKCN102208217SQ201110131547
公開日2013年6月5日 申請日期2011年5月19日
發(fā)明者王宏, 周惠忠, 張勤昭, 吳宗鑫, 張作義 申請人:清華大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (6), 非專利引用 (4),