專利名稱:反應(yīng)堆自緊密封式換料水位控制結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種核反應(yīng)堆換料水位控制結(jié)構(gòu)，具體是一種核反應(yīng)堆自緊密封式換料水位控制結(jié)構(gòu)，尤其適用于需移開(kāi)出口通道才能實(shí)現(xiàn)吊籃吊出的堆型，如超臨界水冷堆。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有壓水型反應(yīng)堆工作溫度和工作壓力較低(溫度一般小于300°C、壓力一般小于20MPa)，在堆芯流體出口接管材料的性能要求上，成熟的國(guó)產(chǎn)材料508-1II鋼已能滿足，無(wú)需在出口接管內(nèi)設(shè)置隔熱內(nèi)襯套管。因此，現(xiàn)有壓水型反應(yīng)堆一般采用簡(jiǎn)單出口接管，即在出口接管內(nèi)部無(wú)隔熱內(nèi)襯套管等裝置，吊籃的軸向位移不會(huì)受到隔熱內(nèi)襯套管限制，可方便地吊出吊籃和完成換料。
但是在運(yùn)行條件苛刻的其他類型反應(yīng)堆，例如超臨界水冷堆中，由于運(yùn)行條件十分苛刻(工作壓力為25MPa、溫度為50(T650°C)，如采取同現(xiàn)有的壓水型反應(yīng)堆同樣的簡(jiǎn)單出口接管，則對(duì)直接承受該工作壓力和工作溫度的出口接管材料有非常高的性能要求，目前，尚無(wú)能夠滿足該性能要求的成熟材料。故簡(jiǎn)單出口接管已不能滿足超臨界水冷堆的功能要求，而需要在出口接管內(nèi)設(shè)置隔熱內(nèi)襯套管。由于隔熱內(nèi)襯套管徑向插入吊籃，限制了吊籃的軸向位移，因此需要設(shè)置換料水位控制結(jié)構(gòu)，能夠在堆芯換料時(shí)，在維持換料水位不變的情況下，徑向拔出隔熱內(nèi)襯套管，進(jìn)而吊出吊籃、完成換料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，針對(duì)需移開(kāi)出口通道才能實(shí)現(xiàn)吊籃吊出的堆型，如超臨界水冷堆，提供了一種能夠在堆芯換料時(shí)，在維持換料水位不變的情況下，可以實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)開(kāi)口通道插入或拔出吊籃以及壓緊筒體，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)反應(yīng)堆的換料和水位控制的自緊密封式換料水位控制結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
反應(yīng)堆自緊密封式換料水位控制結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在作為堆芯流體出口的出口接管內(nèi)的隔熱內(nèi)襯套管，所述的反應(yīng)堆自緊密封式換料水位控制結(jié)構(gòu)還包括傳動(dòng)連桿、連桿端蓋，以及安裝在出口接管遠(yuǎn)離堆芯吊籃一端的接管端蓋，所述的傳動(dòng)連桿的一端與隔熱內(nèi)襯套管遠(yuǎn)離堆芯吊籃的一端連接構(gòu)成一個(gè)剛性整體，傳動(dòng)連桿另一端貫穿接管端蓋，連桿端蓋安裝在傳動(dòng)連桿貫穿接管端蓋一端上，且與接管端蓋通過(guò)密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行密封連接。
所述的連接接管端蓋和連桿端蓋的密封結(jié)構(gòu)為密封卡箍。所述的傳動(dòng)連桿靠近連桿端蓋的一端套有螺紋套筒，螺紋套筒外側(cè)與接管端蓋為螺紋連接，形成驅(qū)動(dòng)副。
所述的傳動(dòng)連桿和螺紋套筒之間還設(shè)置有密封墊片。
所述的連桿端蓋與傳動(dòng)連桿之間設(shè)置有減震彈簧。
所述的接管端蓋與出口接管之間通過(guò)螺栓連接。
基于以上的技術(shù)方案，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了在需移開(kāi)出口通道才能實(shí)現(xiàn)吊籃吊出的堆型，如超臨界水冷堆中，在堆堆芯換料時(shí)，能夠在保持堆芯水位不變的情況下，將設(shè)置在出口接管內(nèi)的隔熱內(nèi)襯套管插入、拔出吊籃，從而使得吊籃能夠順利地吊出，完成堆芯換料；進(jìn)一步地，在反應(yīng)堆堆正常運(yùn)行時(shí)，本發(fā)明的技術(shù)方案還實(shí)現(xiàn)了為反應(yīng)堆一回路流體提供自緊式密封、保護(hù)內(nèi)部機(jī)構(gòu)的技術(shù)效果，并能夠降低部件的振動(dòng)、壓力疲勞腐蝕，提高部件的可靠性與使用壽命，增加安全性，降低經(jīng)濟(jì)成本。


圖1反應(yīng)堆自緊密封式換料水位控制結(jié)構(gòu)示意圖 圖2反應(yīng)堆自緊密封式換料水位控制結(jié)構(gòu)自緊密封部位局部放大圖


在圖中:1-反應(yīng)堆壓力容器筒體；2_出口接管；3_隔熱內(nèi)襯套管；4_接管端蓋；5-堆芯吊籃；6_壓緊筒體；7_傳動(dòng)連桿；8_螺紋套筒；9_連桿端蓋；10_減震彈簧；11_密封墊片；12_密封卡箍。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
，就本發(fā)明提供的一種反應(yīng)堆自緊密封式換料水位控制結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的介紹:
如附圖1所示，反應(yīng)堆自緊密封式換料水位控制結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在出口接管2內(nèi)的隔熱內(nèi)襯套管3，出口接管2和隔熱內(nèi)襯套管3設(shè)置在反應(yīng)堆堆芯吊籃5上，作為堆芯流體出口。隔熱內(nèi)襯套管3插入堆芯吊籃5的一端為開(kāi)口端，遠(yuǎn)離堆芯吊籃5—端為閉合端，在閉合端之前隔熱內(nèi)襯套管3上開(kāi)有與出口接管2的開(kāi)口對(duì)應(yīng)的開(kāi)口，供反應(yīng)堆堆芯流體流入主管道，如附圖1中所示的箭頭方向?yàn)槎研疽换芈妨黧w的流動(dòng)方向，其特征在于:所述的反應(yīng)堆自緊密封式換料水位控制結(jié)構(gòu)還包括傳動(dòng)連桿7、連桿端蓋9以及安裝在出口接管2遠(yuǎn)離堆芯吊籃一端的接管端蓋4，所述的傳動(dòng)連桿7的一端與隔熱內(nèi)襯套管3閉合端連接構(gòu)成一個(gè)剛性整體，傳動(dòng)連桿7另一端貫穿接管端蓋4，連桿端蓋9安裝在傳動(dòng)連桿7貫穿接管端蓋
4一端上，且與接管端蓋4通過(guò)密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行密封連接。
所述的接管端蓋4與出口接管2之間通過(guò)螺栓進(jìn)行密封連接。
如附圖2所示，所述的連接接管端蓋4和連桿端蓋9的密封結(jié)構(gòu)為密封卡箍12，密封卡箍12選用現(xiàn)有技術(shù)中任何一種成熟產(chǎn)品均可滿足要求，包含兩塊翻邊C字型卡套，通過(guò)緊固件連接為一整體，安裝時(shí)通過(guò)卡套與接管端蓋4、連桿端蓋9接觸的斜面提供保持密封的密封比壓，從而實(shí)現(xiàn)密封效果。連桿端蓋9與接管端蓋4之間的密封連接可以通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)中任何一種密封結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，不僅限于密封卡箍。
所述的傳動(dòng)連桿7靠近連桿端蓋9的一端套有螺紋套筒8，螺紋套筒8外側(cè)與接管端蓋4為螺紋連接，形成一個(gè)螺紋驅(qū)動(dòng)副。
所述的傳動(dòng)連桿7和螺紋套筒8之間還設(shè)置有密封墊片11。
在所述的連桿端蓋9內(nèi)，與傳動(dòng)連桿7對(duì)應(yīng)處安裝有減震彈簧10。
反應(yīng)堆自緊密封式換料水位控制結(jié)構(gòu)的工作過(guò)程如下:
在反應(yīng)堆中，堆芯吊籃5內(nèi)設(shè)有壓緊筒體6，吊籃5和壓緊筒體6上設(shè)置有出口通過(guò)隔熱內(nèi)襯套管3供堆芯流體流出堆芯，如附圖1中所示的箭頭方向?yàn)槎研疽换芈妨黧w的流動(dòng)方向。由于出口接管2所用材料性能無(wú)法滿足直接承受工作溫度和工作壓力較高的反應(yīng)堆，如超臨界水冷堆的要求，因此，在出口接管2內(nèi)套裝了隔熱內(nèi)襯套管3，該隔熱內(nèi)襯套管3徑向插入堆芯吊籃5和壓緊筒體6中。
當(dāng)反應(yīng)堆需要換料時(shí)，由于隔熱內(nèi)襯套管3的限制，堆芯吊籃5無(wú)法取出，此時(shí)，開(kāi)啟密封卡箍12和連桿端蓋9，適當(dāng)旋出與接管端蓋4螺紋連接的螺紋套筒8，同時(shí)拉動(dòng)傳動(dòng)連桿7，并使傳動(dòng)連桿7與螺紋套筒8基本保持同步移動(dòng)，從而將與傳動(dòng)連桿7剛性連接的隔熱內(nèi)襯套管3拔出吊籃5和壓緊筒體6，即可將吊籃5吊出反應(yīng)堆壓力容器筒體I進(jìn)而實(shí)現(xiàn)反應(yīng)堆換料。
在堆芯換料的過(guò)程中，反應(yīng)堆壓力容器需開(kāi)蓋，換料期間反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)壓僅為冷卻劑流體靜壓力(冷卻劑高度不超過(guò)6m)，壓力較小，而傳動(dòng)連桿7與螺紋套筒8的基本同步移動(dòng)，使得設(shè)置在傳動(dòng)連桿7和螺紋套筒8之間的密封墊片11仍具有密封效果，因此實(shí)現(xiàn)了換料期間一回路流體的密封，實(shí)現(xiàn)了對(duì)換料水位的控制。
當(dāng)燃料元件更換完畢后，將吊籃5和壓緊筒體6吊入反應(yīng)堆壓力容器筒體1，旋進(jìn)與接管端蓋4螺紋連接的螺紋套筒8，擠壓密封墊片11和傳動(dòng)連桿7，由于傳動(dòng)連桿7與隔熱內(nèi)襯套管3為一剛性整體，從而將隔熱內(nèi)襯套管3徑向插入吊籃5和壓緊筒體6，隨后在連桿端蓋9中安裝減震彈簧10，安裝好之后將連桿端蓋9扣在傳動(dòng)連桿7上，并扣上密封卡箍12，將接管端蓋4和連桿端蓋9進(jìn)行密封連接。
本發(fā)明提供的反應(yīng)堆自緊密封式換料水位控制結(jié)構(gòu)，不僅實(shí)現(xiàn)了在反應(yīng)堆正常運(yùn)行過(guò)程中對(duì)高溫高壓一回路流體的多重密封，提高反應(yīng)堆運(yùn)行的安全性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)堆換料期間對(duì)一回路流體的密封，實(shí)現(xiàn)了對(duì)換料水位的控制，使反應(yīng)堆換料工作得以安全、順利進(jìn)行。
對(duì)本發(fā)明技術(shù)效果的進(jìn)一步說(shuō)明如下:
在反應(yīng)堆正常運(yùn)行過(guò)程中，該結(jié)構(gòu)對(duì)反應(yīng)堆高溫高壓一回路流體實(shí)現(xiàn)了多重密封:接管端蓋4與出口接管2間的螺栓連接實(shí)現(xiàn)了高溫高壓一回路流體的密封；連桿端蓋9通過(guò)密封卡箍12與接管端蓋4密封連接，起到保護(hù)內(nèi)部機(jī)構(gòu)、再次密封、提供減震著力點(diǎn)的作用；反應(yīng)堆運(yùn)行時(shí)的筒體內(nèi)壓大部分通過(guò)傳動(dòng)連桿7傳遞到密封墊片11和螺紋套筒8上，使密封墊片得以壓緊，又帶來(lái)了反應(yīng)堆一回路流體的再次自緊式密封。
在反應(yīng)堆換料期間，連桿端蓋9通過(guò)密封卡箍12與接管端蓋4之間的密封連接已解除，但由于換料期間反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)壓僅為小于6m高度的冷卻劑流體靜壓力，壓力較小，而傳動(dòng)連桿7與螺紋套筒8的基本同步移動(dòng)，使得設(shè)置在傳動(dòng)連桿7和螺紋套筒8之間的密封墊片11仍具有密封效果，因此實(shí)現(xiàn)了換料期間一回路流體的密封，實(shí)現(xiàn)了對(duì)換料水位的控制。
進(jìn)一步地，當(dāng)反應(yīng)堆正常運(yùn)行時(shí)，筒體內(nèi)壓大部分通過(guò)傳動(dòng)連桿7傳遞到密封墊片11和螺紋套筒8上，筒體內(nèi)壓小部分通過(guò)傳動(dòng)連桿7傳遞到減震彈簧10和連桿端蓋9上，減小螺紋套筒8與接管端蓋4間螺紋副的振動(dòng)，從而避免螺紋副的疲勞腐蝕，提高了部件的可靠性與使用壽命，增加安全性，降低經(jīng)濟(jì)成本。
權(quán)利要求
1.反應(yīng)堆自緊密封式換料水位控制結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在作為堆芯流體出口的出口接管(2)內(nèi)的隔熱內(nèi)襯套管(3)，其特征在于:所述的反應(yīng)堆自緊密封式換料水位控制結(jié)構(gòu)還包括傳動(dòng)連桿(7)、連桿端蓋(9)以及密封安裝在出口接管(2)遠(yuǎn)離堆芯吊籃一端的接管端蓋(4)，所述的傳動(dòng)連桿(7)的一端與隔熱內(nèi)襯套管(3)遠(yuǎn)離堆芯吊籃的一端連接構(gòu)成一個(gè)剛性整體，傳動(dòng)連桿(7)另一端貫穿接管端蓋(4)，連桿端蓋(9)安裝在傳動(dòng)連桿(7)貫穿接管端蓋(4 ) 一端上，且與接管端蓋(4 )通過(guò)密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行密封連接。
2.如權(quán)利要求
1所述的反應(yīng)堆自緊密封式換料水位控制結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的連接接管端蓋(4)和連桿端蓋(9)的密封結(jié)構(gòu)為密封卡箍(12)。
3.如權(quán)利要求
1所述的反應(yīng)堆自緊密封式換料水位控制結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的傳動(dòng)連桿(7)靠近連桿端蓋(9)的一端套有螺紋套筒(8)，螺紋套筒(8)外側(cè)與接管端蓋(4)為螺紋連接，形成驅(qū)動(dòng)副。
4.如權(quán)利要求
3所述的反應(yīng)堆自緊密封式換料水位控制結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的傳動(dòng)連桿(7 )和螺紋套筒(8 )之間還設(shè)置有密封墊片(11)。
5.如權(quán)利要求
1 4任一項(xiàng)所述的反應(yīng)堆自緊密封式換料水位控制結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的連桿端蓋(9)與傳動(dòng)連桿(7)之間設(shè)置有減震彈簧(10)。
6.如權(quán)利要求
1所述的超臨界水冷堆螺紋連桿式換料水位控制結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的接管端蓋(4)通過(guò)螺栓連接安裝在出口接管(2)上。
專利摘要
本發(fā)明提供了一種反應(yīng)堆自緊密封式換料水位控制結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在出口接管內(nèi)的隔熱內(nèi)襯套管、傳動(dòng)連桿、連桿端蓋，以及安裝在出口接管遠(yuǎn)離堆芯吊籃一端的接管端蓋，所述的傳動(dòng)連桿的一端與隔熱內(nèi)襯套管一端連接構(gòu)成剛性整體，傳動(dòng)連桿另一端貫穿接管端蓋，連桿端蓋安裝在傳動(dòng)連桿貫穿接管端蓋一端上，且與接管端蓋通過(guò)密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行密封連接；傳動(dòng)連桿靠近連桿端蓋的一端套有螺紋套筒，螺紋套筒外側(cè)與接管端蓋為螺紋連接，形成驅(qū)動(dòng)副；傳動(dòng)連桿和螺紋套筒之間還設(shè)置有密封墊片；連桿端蓋內(nèi)安裝有減震彈簧。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了換料中吊籃取放同時(shí)保持換料水位不變，使換料得以安全進(jìn)行，并在反應(yīng)堆正常運(yùn)行提供良好密封，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。
文檔編號(hào)G21C13/067GKCN103151080SQ201310043003
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年2月4日
發(fā)明者李玉光, 羅英, 王小彬, 楊敏, 李慶, 李翔, 付強(qiáng), 邱天, 馬姝麗, 王眉, 陳海波, 周高斌, 謝國(guó)福, 尹祁偉 申請(qǐng)人:中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan