本實(shí)用新型涉及核電領(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：

本實(shí)用新型要解決的技術(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)。

本實(shí)用新型解決其技術(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)，管道包括第一管段、第二管段，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)有套口，在所述第二管段與所述第一管段相對(duì)的一端、可插拔設(shè)置在所述套口內(nèi)的插頭，固定在所述套口內(nèi)圈的環(huán)形擋塊、以及固定在所述插頭外圍的密封圈；

所述插頭包括與所述擋塊相對(duì)設(shè)置的定位段、以及在所述定位段向外延伸設(shè)置的安裝段；

所述密封圈安裝在所述安裝段上，并位于所述擋塊和所述定位段之間，在所述套口內(nèi)壁與所述安裝段的外壁之間形成徑向密封相接。

優(yōu)選地，所述套口內(nèi)側(cè)設(shè)有將所述擋塊鎖合到所述套口內(nèi)壁面上的鎖固件。

優(yōu)選地，所述安裝段與所述第一管段相對(duì)的端部外圈設(shè)有用于引導(dǎo)所述插頭插入到所述擋塊內(nèi)的引導(dǎo)部；

所述引導(dǎo)部包括引導(dǎo)面，所述引導(dǎo)面傾斜過(guò)渡或弧面過(guò)渡。

優(yōu)選地，所述插頭的端面與所述第一管段之間留有間隙。

優(yōu)選地，所述安裝段的外徑與所述擋塊的內(nèi)徑相當(dāng)，所述定位段的外徑大于所述密封圈的內(nèi)徑，所述密封圈與所述安裝段的外圈以及套口內(nèi)壁之間是面密封和/或線(xiàn)密封。優(yōu)選地，所述密封圈的斷面為O形或C形，材質(zhì)為耐腐蝕金屬材質(zhì)。

優(yōu)選地，所述套口的內(nèi)徑與所述密封圈的外徑相當(dāng)。

優(yōu)選地，所述定位段的外圈設(shè)有對(duì)所述密封圈進(jìn)行軸向定位的定位部。

優(yōu)選地，所述定位部包括定位臺(tái)或定位槽。

本實(shí)用新型還構(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)。

本實(shí)用新型還構(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)施本實(shí)用新型的核反應(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：核反應(yīng)堆的管道采用的該種密封結(jié)構(gòu)由于密封力相對(duì)于密封圈為徑向方向，因此在保證密封的同時(shí)，還能允許密封發(fā)生一定的軸向滑移，避免在工作時(shí)，由于管道因?yàn)闊崤蛎浬炜s而導(dǎo)致的失效，從而保證在整個(gè)服役期內(nèi)內(nèi)管和外管通道的獨(dú)立性。整個(gè)承插結(jié)構(gòu)在徑向尺寸上對(duì)外盡可能地緊湊，避免對(duì)外側(cè)流道的擾動(dòng)，對(duì)內(nèi)則和內(nèi)管的內(nèi)徑保證一致，保證內(nèi)管內(nèi)介質(zhì)流道的通暢。

附圖說(shuō)明

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中：

圖1是本實(shí)用新型實(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是本實(shí)用新型實(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)本實(shí)用新型的技術(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)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式。

如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型一個(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，包括在第一管段411與第二管段412相對(duì)的一端設(shè)置的套口413，在第二管段412與第一管段411相對(duì)的一端、可插拔設(shè)置在套口413內(nèi)的插頭414，固定在套口413內(nèi)圈的環(huán)形擋塊415、以及固定在插頭414外圍的密封圈416。

在第一管段411、第二管段412對(duì)接插裝時(shí)，插頭414插入到套口413內(nèi)，讓擋塊415、密封圈416分別與插頭414、套口413密封配合，實(shí)現(xiàn)第一管段411、第二管段412之間的密封。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。

該種密封結(jié)構(gòu)由于密封力相對(duì)于密封圈為徑向方向，類(lèi)似活塞結(jié)構(gòu)，因此在保證密封的同時(shí)，還能允許密封發(fā)生一定的軸向滑移，避免在工作時(shí)，由于管道因?yàn)闊崤蛎浬炜s而導(dǎo)致的失效，從而保證在整個(gè)服役期內(nèi)管道通道的獨(dú)立性。整個(gè)承插結(jié)構(gòu)在徑向尺寸上對(duì)外盡可能地緊湊，避免對(duì)外側(cè)流道的擾動(dòng)，對(duì)內(nèi)則和管道的內(nèi)徑保證一致，保證管道內(nèi)介質(zhì)流道的通暢。

進(jìn)一步地，擋塊415的軸向位置固定，保證在插拔過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生軸向移位。優(yōu)選地，套口413內(nèi)側(cè)設(shè)有將擋塊415鎖合到套口413內(nèi)壁面上的鎖固件417，將擋塊415固定。鎖固件417從套口413內(nèi)側(cè)鎖合，不穿透套口413的側(cè)壁，避免影響密封效果。

優(yōu)選地，安裝段4142的外徑與擋塊415的內(nèi)徑相適配。為了安裝方便，安裝段4142的外徑通常小于擋塊415的內(nèi)徑。

進(jìn)一步地，定位段4141的外徑大于密封圈416的內(nèi)徑，密封圈416可以先放到套口413內(nèi)，再將插頭414插入套口413，讓安裝段4142穿過(guò)密封圈416，將密封圈416向外撐開(kāi)，定位段4141將密封圈416向套口413內(nèi)推進(jìn)壓入。密封圈416的內(nèi)圈和安裝段4142之間實(shí)現(xiàn)密封，密封圈416的外圈與套口413的內(nèi)壁之間也實(shí)現(xiàn)密封。密封圈416也可提前套設(shè)到安裝段4142上，隨插頭414一起插入套口413內(nèi)。

在一些實(shí)施例中，密封圈416的內(nèi)圈與安裝段4142的外圈之間是面密封，在其他實(shí)施例中，密封圈416的內(nèi)圈也可與安裝段4142的外圈之間是線(xiàn)密封，也可同時(shí)包括面密封和線(xiàn)密封。進(jìn)一步地，密封圈416的外圈與套口413的內(nèi)壁之間是面密封，在其他實(shí)施例中，密封圈416的外圈也可與套口413的內(nèi)壁之間是線(xiàn)密封，也可同時(shí)包括面密封和線(xiàn)密封。

進(jìn)一步地，為了便于插頭414插入，安裝段4142與第一管段411相對(duì)的端部外圈設(shè)有用于引導(dǎo)插頭414插入到擋塊415內(nèi)的引導(dǎo)部418，先讓引導(dǎo)部418插入擋塊415內(nèi)，再在軸向移動(dòng)的過(guò)程中，讓安裝段4142逐步與擋塊415的內(nèi)圈壓緊密封。在一些實(shí)施例中，引導(dǎo)部418包括引導(dǎo)面，引導(dǎo)面傾斜設(shè)置或呈弧面。

優(yōu)選地，密封圈416的斷面為O形或C形，材質(zhì)為耐腐蝕金屬材質(zhì)，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)，有較好的耐蝕能力，因此該密封圈416在反應(yīng)堆的一回路介質(zhì)中可以長(zhǎng)期使用，根據(jù)使用情況使用數(shù)年后才需要進(jìn)行更換，選用的材質(zhì)為高溫專(zhuān)用材料，在工況溫度下發(fā)生應(yīng)力松弛的情況較少。

當(dāng)密封圈416的斷面為O形時(shí)，在插入套口413后，密封圈416的外圈與套口413的內(nèi)圈以及安裝段4142的外圈配合實(shí)現(xiàn)密封。當(dāng)密封圈416的斷面為C形時(shí)，可以帶有彈簧也可不帶彈簧，在插入套口413后，密封圈416被預(yù)壓變形，依靠本身的回彈力或彈簧的力讓外圈與套口413的內(nèi)圈配合實(shí)現(xiàn)密封。

優(yōu)選地，套口413的內(nèi)徑與密封圈416的外徑相當(dāng)，在密封圈416插入套口413后，密封圈416依靠變形壓合到套口413的內(nèi)側(cè)面實(shí)現(xiàn)密封。

在一些實(shí)施例中，定位段4141的外圈設(shè)有對(duì)密封圈416進(jìn)行軸向定位的定位部，在插拔過(guò)程中，防止密封圈416軸向移動(dòng)。進(jìn)一步地，定位部包括定位臺(tái)或定位槽，密封圈416與定位臺(tái)相抵或卡合到定位槽內(nèi)，實(shí)現(xiàn)軸向定位。

在一些實(shí)施例中，插頭414的端面與第一管段411之間留有間隙，可以滿(mǎn)足管道一定溫度下產(chǎn)生額外的軸向膨脹，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)。

再結(jié)合圖1、圖2所示，本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中的雙層套管結(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。

本實(shí)用新型中管道的第一管段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中充滿(mǎn)了一回路高放射性介質(zhì)，第一通道A、第二通道B之前存在一定的壓差，由于擋塊415、密封圈416實(shí)現(xiàn)了的密封，第一通道A、第二通道B兩個(gè)流道相互獨(dú)立不會(huì)相互泄露，具有一定的承壓能力。

在一些實(shí)施例中，插頭414的端面與第一管段411之間留有間隙。當(dāng)外管42材質(zhì)的熱線(xiàn)膨脹率比第一管段411、第二管段412的小時(shí)，在安裝完畢后第一管段411、第二管段412的接頭處存在一個(gè)安裝間隙，可以滿(mǎn)足管道一定溫度下內(nèi)管41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(xiàn)膨脹率比第一管段411、第二管段412的大時(shí)，在安裝完畢后第一管段411、第二管段412接頭處安裝間隙為零，在一定溫度下接頭可以產(chǎn)生間隙，滿(mǎn)足內(nèi)管41相對(duì)于外管42產(chǎn)生額外的軸向收縮。插頭414的端面與第一管段411之間留有的間隙可以消除管道熱應(yīng)力，保證密封結(jié)構(gòu)功能性。本實(shí)用新型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)4中。

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。

如圖3所示，本實(shí)用新型一個(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。

以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專(zhuān)利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說(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，均同理包括在本實(shí)用新型的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。