本發(fā)明涉及核電領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種核反應堆及其雙層套管結(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長管道進行連接，設(shè)備進、出口均需設(shè)置連接管嘴。整個設(shè)備布置的間距較大，管道較長，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)進行連接，勢必造成尺寸過大，無法適用需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種改進的核反應堆及其雙層套管結(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)問題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種用于核反應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的一端設(shè)有套口，在所述第二管段與所述第一管段相對的一端、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的端部外圈設(shè)有用于引導所述插頭插入到所述擋塊內(nèi)的引導部；

所述引導部包括引導面，所述引導面傾斜過渡或弧面過渡。

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，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。

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

優(yōu)選地，所述定位部包括定位臺或定位槽。

本發(fā)明還構(gòu)造一種用于核反應堆的雙層套管結(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)造一種核反應堆，包括至少兩個腔室，還包括連接在所述兩個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。

實施本發(fā)明的核反應堆及其雙層套管結(jié)構(gòu)和回路管道的密封結(jié)構(gòu)，具有以下有益效果：核反應堆的管道采用的該種密封結(jié)構(gòu)由于密封力相對于密封圈為徑向方向，因此在保證密封的同時，還能允許密封發(fā)生一定的軸向滑移，避免在工作時，由于管道因為熱膨脹伸縮而導致的失效，從而保證在整個服役期內(nèi)內(nèi)管和外管通道的獨立性。整個承插結(jié)構(gòu)在徑向尺寸上對外盡可能地緊湊，避免對外側(cè)流道的擾動，對內(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。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中：

圖1是本發(fā)明實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)明實施例中的核反應堆的主泵、蒸汽發(fā)生器、壓力容器之間的連接有雙層套管結(jié)構(gòu)時的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細說明本發(fā)明的具體實施方式。

如圖1、圖2所示，本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中的用于核反應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。

進一步地，密封結(jié)構(gòu)采用以下結(jié)構(gòu)實現(xiàn)密封，包括在第一管段411與第二管段412相對的一端設(shè)置的套口413，在第二管段412與第一管段411相對的一端、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對接插裝時，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)由于密封力相對于密封圈為徑向方向，類似活塞結(jié)構(gòu)，因此在保證密封的同時，還能允許密封發(fā)生一定的軸向滑移，避免在工作時，由于管道因為熱膨脹伸縮而導致的失效，從而保證在整個服役期內(nèi)管道通道的獨立性。整個承插結(jié)構(gòu)在徑向尺寸上對外盡可能地緊湊，避免對外側(cè)流道的擾動，對內(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。

進一步地，擋塊415的軸向位置固定，保證在插拔過程中不會產(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穿過密封圈416，將密封圈416向外撐開，定位段4141將密封圈416向套口413內(nèi)推進壓入。密封圈416的內(nèi)圈和安裝段4142之間實現(xiàn)密封，密封圈416的外圈與套口413的內(nèi)壁之間也實現(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的外圈之間是線密封，也可同時包括面密封和線密封。進一步地，密封圈416的外圈與套口413的內(nèi)壁之間是面密封，在其他實施例中，密封圈416的外圈也可與套口413的內(nèi)壁之間是線密封，也可同時包括面密封和線密封。

進一步地，為了便于插頭414插入，安裝段4142與第一管段411相對的端部外圈設(shè)有用于引導插頭414插入到擋塊415內(nèi)的引導部418，先讓引導部418插入擋塊415內(nèi)，再在軸向移動的過程中，讓安裝段4142逐步與擋塊415的內(nèi)圈壓緊密封。在一些實施例中，引導部418包括引導面，引導面傾斜設(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，有較好的耐蝕能力，因此該密封圈416在反應堆的一回路介質(zhì)中可以長期使用，根據(jù)使用情況使用數(shù)年后才需要進行更換，選用的材質(zhì)為高溫專用材料，在工況溫度下發(fā)生應力松弛的情況較少。

當密封圈416的斷面為O形時，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的外圈配合實現(xiàn)密封。當密封圈416的斷面為C形時，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，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)面實現(xiàn)密封。

在一些實施例中，定位段4141的外圈設(shè)有對密封圈416進行軸向定位的定位部，在插拔過程中，防止密封圈416軸向移動。進一步地，定位部包括定位臺或定位槽，密封圈416與定位臺相抵或卡合到定位槽內(nèi)，實現(xiàn)軸向定位。

在一些實施例中，插頭414的端面與第一管段411之間留有間隙，可以滿足管道一定溫度下產(chǎn)生額外的軸向膨脹，不會對裝配影響，仍能保持密封效果。管道的密封結(jié)構(gòu)可以應用于單獨的管道的密封，也可應用于雙層套管結(jié)構(gòu)。

再結(jié)合圖1、圖2所示，本發(fā)明一個優(yōu)選實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42兩端對應的腔室安裝插入到外管42內(nèi)，對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實現(xiàn)了的密封，第一通道A、第二通道B兩個流道相互獨立不會相互泄露，具有一定的承壓能力。

在一些實施例中，插頭414的端面與第一管段411之間留有間隙。當外管42材質(zhì)的熱線膨脹率比第一管段411、第二管段412的小時，在安裝完畢后第一管段411、第二管段412的接頭處存在一個安裝間隙，可以滿足管道一定溫度下內(nèi)管41相對于外管42產(chǎn)生額外的軸向膨脹，間隙的大小可根據(jù)應用場合任意調(diào)節(jié)。

同理，當外管42材質(zhì)的熱線膨脹率比第一管段411、第二管段412的大時，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，滿足內(nèi)管41相對于外管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力，保證密封結(jié)構(gòu)功能性。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，直接向外拔出即可實現(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，本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中的核反應堆，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可以通過雙層套管結(jié)構(gòu)4與蒸汽發(fā)生器2連接，也可以通過雙層套管結(jié)構(gòu)4與壓力容器3連接，在主泵1提供冷卻劑循環(huán)動力時，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)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(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)明的專利保護范圍內(nèi)。