CN102117665A - 一种反应堆压力容器主螺栓孔密封塞及其操作工具 - Google Patents

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Abstract

本发明属于一种反应堆压力容器的密封装置及其操作工具，解决了以往各种形式的密封塞密封操作程序繁琐，耗时多的问题。密封塞由上端塞、下端塞、活动板、弹簧、导向螺栓和密封环组成；操作工具由手柄、手柄支柱、固定架、支柱、中心杆、支柱底座、连接板、手柄杆和手柄板组成。密封塞与操作工具之间形成易拆式扭锁配合，当手柄杆被压下时，中心杆驱使活动板沿导向螺栓向下做轴向运动，将下部的弹簧压紧，内外密封环回缩，可将密封塞顺利插入主螺栓孔内；手柄杆提起时，中心杆向上运动脱离活动板，弹簧的回弹力作用于活动板，将内密封环沿周向胀大，致使外密封环与螺栓孔的内壁面紧密接触，从而将反应堆压力容器主螺栓孔密封。

Description

一种反应堆压力容器主螺栓孔密封塞及其操作工具
技术领域
本发明属于一种反应堆压力容器的密封装置及其操作工具，具体地说是一种涉及核电厂换料期间用于密封反应堆压力容器主螺栓孔的密封塞及其操作工具。
背景技术
在核电厂换料期间，须防止换料水池中起到屏蔽作用的水以及其他杂物进入反应堆压力容器的主螺栓孔内。螺栓孔密封塞的作用是在反应堆换料期间密封主螺栓孔，防止换料水池中起到屏蔽作用的水以及其他杂物进入主螺栓孔内。
专利号为US4671518的美国专利“An inflatable plug for areactor vessel stud hole”中公开了一种可膨胀式螺栓孔密封塞，该螺栓孔密封塞采用可膨胀体，以及相互平行的金属板形成膨胀腔。使用时，通过操作工具对阀门组件施加向下的压力，打开阀门，使压缩气体通过三通、阀门、管件以及横孔注入膨胀腔。可膨胀体受内压膨胀后与螺栓孔内壁紧密接触，从而达到密封的效果。其缺陷在于：该螺栓孔密封塞欲达到密封的效果需要充气，取出螺栓孔密封塞之前又需要放气，操作程序复杂、费时，且制造要求高。
又如专利号为US4948550的美国专利“STUD HOLE PLUG”中公开了一种螺纹型螺栓孔密封塞，该螺栓孔密封塞由耐磨的致密聚合体材料制成的圆柱体构件，带有槽缝的反作用力金属板，以及安装于二者之间的橡胶密封圈构成。使用时，将操作工具插入该孔塞的槽缝内，并施加扭转力将螺纹部分旋入螺栓孔的内螺纹，橡胶密封圈因此产生变形，从而达到密封的效果。其缺陷在于：由于该螺栓孔密封塞需要将螺纹部分旋入螺栓孔内，才能达到密封效果，而旋转操作不利于节约操作时间，易使操作人员在辐射环境中暴露的时间过长而承受过量的辐照剂量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不仅能可靠密封反应堆压力容器主螺栓孔，而且密封螺孔和移除孔塞的操作更为简便的反应堆压力容器主螺栓孔密封塞及其操作工具。
实现本发明目的的技术方案：一种反应堆压力容器主螺栓孔密封塞，上端塞侧壁呈倒锥面，其沿轴线方向开设卡槽和轴孔，活动板侧壁呈锥面，活动板设在上端塞的下端，活动板的中间轴借助于密封环插入上端塞的轴孔内，内密封环内嵌于外密封环，并套在活动板的锥面上，活动板设在下端塞内，活动板和下端塞之间设有弹簧，活动板沿下端塞内壁上下滑动，下端塞的端面作用在内密封环内、外密封环上，螺栓穿过下端塞、活动板上的安装孔固定在上端塞的螺孔内，螺栓为下端塞、活动板起导向作用。
一种反应堆压力容器主螺栓孔密封塞操作工具，手柄支柱设在固定架的一端，支柱设在固定架的另一端，支柱的一端与支柱底座连接，支柱底座为带水平突起的圆片状拨叉，中心杆从支柱的另一端插入，中心杆在支柱内可以沿支柱上下活动，连接板设置在固定架上的开口处，连接板的上端与手柄支柱连接、下端与中心杆连接、中部与手柄板连接。
本发明的效果在于：本发明的密封塞与操作工具之间采用易拆式扭锁配合结构，将活动板的轴向运动转化为密封环的周向伸缩运动，从而使密封操作更为简便，快捷，解决了以往各种形式的密封塞密封操作程序繁琐，耗时多的问题，能在反应堆被屏蔽前简单快速地密封反应堆压力容器的主螺栓孔，节约操作时间，减少了操作人员所承受的辐照剂量。本发明在反应堆换料期间不仅能可靠地密封反应堆压力容器的主螺栓孔，而且操作简便。
附图说明
图1是本发明的一种反应堆压力容器主螺栓孔密封塞的结构示意图。
图2是上端塞的结构示意图。
图3是图2的俯视图。
图4是本发明的一种反应堆压力容器主螺栓孔密封塞操作工具的结构示意图。
图5是本发明的密封塞与操作工具配合位置的局部放大图。
图中：1.上端塞；2.活动板；3.下端塞；4.内密封环；5.外密封环；6.小密封环；7.螺栓；8.弹簧；9.定位销；10.手柄；11.手柄支柱；12.固定架；13.支柱；14.中心杆；15.支柱底座；16.连接板；17.手柄杆；18.手柄板；19.卡槽；20.销孔；21.密封槽；22.锥角；23.螺孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明内容进一步描述。
如图1所示，一种反应堆压力容器主螺栓孔密封塞的结构示意图。包括上端塞1、活动板2、下端塞3、内密封环4、外密封环5、小密封环6、螺栓7、弹簧8和定位销9。
其中上端塞1的结构图，如图2、图3所示。上端塞1为圆盘状，上端塞1侧壁呈倒锥面，其上表面与圆周外壁形成锥角22。在上端塞1的轴线方向开设贯通卡槽19和轴孔。卡槽19由不同深度、不同直径的二个圆形凹槽构成，上部圆形凹槽直径小于中部圆形凹槽直径，并在上部圆形凹槽的纵向轴线上开有延伸到中部圆形凹槽的小半圆形凹槽。在上端塞1的上部开设贯通至中部圆形凹槽的销孔20，其内安装定位销9，并将其点焊于销孔20的上端面处。在上端塞1的轴孔的内壁上开设密封槽21。在上端塞1的下面凸台上沿圆周均布三个螺孔23。
活动板2为侧壁呈圆锥面的端盖状，并在其内侧面轴线方向有中间轴、外侧面沿轴线开有凹槽，活动板2的盖板上还开设有与上端塞1上的三个螺孔23对中的安装孔。小密封环6为O型环，内嵌于上端塞1轴孔的密封槽21内。活动板2装配在上端塞1的下端，活动板2的中间轴插入上端塞1的轴孔内、活动板2的圆锥面延伸到上端塞1下端凹槽内，小密封环6与活动板2相配合。下端塞3呈端盖状，其下端呈锥面，下端塞3的盖板沿轴线形成凹槽，并在与上端塞1的螺孔23对中的位置上开设三个安装孔。在活动板2的凹槽安装弹簧8，内密封环4内嵌于外密封环5，并套在活动板2的锥面上。内密封环4质地较硬，为O型环；外密封环5质地较软，为K型环。下端塞3装配到活动板2上，相互之间滑动配合，下端塞3的上端面作用于内密封环4、外密封环5上，弹簧8限位于活动板2与下端塞3之间。螺栓7穿过下端塞3、活动板2上的安装孔插入到上端塞1的螺孔23内，将上端塞1、活动板2和下端塞3连接一体。螺栓7具有3个，3个螺孔23与3个起导向作用的螺栓7相配合。
锥角22与主螺栓孔上端的倒角相配合，使用时，密封塞的活动板2在被压下的同时，弹簧8被压紧，内密封环4回缩，使外密封环5的直径变小，密封塞可被顺利地插入反应堆压力容器法兰上的主螺栓孔内。当上端塞1的锥角22与主螺栓孔入口处的倒角相配合时，密封塞的上端面与主螺栓孔入口处端面相平齐，卸除向下作用于活动板2上的压力，活动板2由于受到弹簧8的回弹力而向上运动，内密封环4和外密封环5被活动板2的锥面胀大，与主螺栓孔的内表面相接触，从而达到密封的效果。
如图4所示，一种反应堆压力容器主螺栓孔密封塞操作工具的结构示意图。由手柄10、手柄支柱11、固定架12、支柱13、中心杆组件14、支柱底座15、连接板16、手柄杆17和手柄板18组成。手柄支柱11呈圆管状，手柄10与手柄支柱11的一端焊接，手柄支柱11的另一端沿纵向开设导槽形成的夹板，并在夹板上开设安装孔。固定架12呈圆筒状，并在中部外部上开设缺口，手柄支柱11带夹板的一端从固定架12一端插入并延至缺口处，手柄支柱11与固定架12相互之间连接，固定架12对手柄支柱12起固定作用。支柱13与支柱底座15之间焊接，支柱底座15支柱底座为带水平突起的圆片状拨叉。中心杆14的一端呈扁平状且开设安装孔的圆管，中心杆14另一端插入支柱13内，中心杆14可在支柱13内上、下运动，支柱13对中心杆14起导向作用。装配后的支柱13，从固定架12的另一端插入并延至缺口处，支柱13与固定架12连接，固定架12对支柱13起固定作用。连接板16中部和两端分别开设三个安装孔，将其安设在固定架12的缺口处，其上端通过螺钉或销与手柄支柱11连接、下端通过运动螺钉或销与中心杆14、中部通过运动螺钉或销与手柄板18连接，手柄杆17与手柄板18焊接。
如图5所示，密封塞与操作工具配合。为了实现插入密封塞和取出密封塞的快捷操作，将密封塞和操作工具之间的配合设计成易拆式扭锁配合结构。使用时，卡槽19与操作工具的支柱底座15相配合，手柄杆17被压至水平位置的过程中，中心杆14向下运动；手柄杆17被提至竖直位置的过程中，中心杆14向上运动。
操作工具插入密封塞和取出密封塞的操作步骤如下：
步骤一：将操作工具的支柱底座15插入上端塞1的卡槽19内，然后对手柄10施加旋转力，使支柱底座15旋转至与定位销9相接触即达到锁定状态；
步骤二：将操作工具的手柄杆17压至水平位置，致使中心杆14向下运动，对活动板2施加向下作用力，致使内密封圈4和外密封圈5回缩。此时，弹簧8处于被压紧状态；
步骤三：将密封塞插入反应堆压力容器的主螺栓孔内，直到上端塞1上的锥角22与主螺栓孔入口处的倒角相配合；
步骤四：将操作工具的手柄杆17提至竖直位置，中心杆14向上运动，脱离活动板2。此时，活动板2受到弹簧8的回弹力作用，向上运动，致使内密封环4和外密封环5被胀大，与主螺栓孔内壁面紧密接触，实现密封的效果；
步骤五：旋转手柄10，解除操作工具的支柱底座15与上端塞1卡槽19之间的扭锁配合；
步骤六：将密封塞从反应堆压力容器的主螺栓孔内取出。

Claims (7)

1.一种反应堆压力容器主螺栓孔密封塞，其特征在于：上端塞侧壁呈倒锥面，其沿轴线方向开设卡槽和轴孔，活动板侧壁呈锥面，活动板设在上端塞的下端，活动板的中间轴借助于密封环插入上端塞的轴孔内，内密封环内嵌于外密封环，并套在活动板的锥面上，活动板设在下端塞内，活动板和下端塞之间设有弹簧，活动板沿下端塞内壁上下滑动，下端塞的端面作用在内密封环内、外密封环上，螺栓穿过下端塞、活动板上的安装孔固定在上端塞的螺孔内，螺栓为下端塞、活动板起导向作用。
2.如权利要求1所述的一种反应堆压力容器主螺栓孔密封塞，其特征在于：上端塞的卡槽设有定位销。
3.如权利要求1所述的一种反应堆压力容器主螺栓孔密封塞，其特征在于：内密封环质地较硬，为O型环；外密封环质地较软，为K型环。
4.如权利要求1或2或3所述的反应堆压力容器主螺栓孔密封塞，其特征在于：螺栓均布在上端塞、活动板和下端塞上。
5.如权利要求1或2或3所述的反应堆压力容器主螺栓孔密封塞，其特征在于：下端塞侧壁呈倒锥面。
6.一种与权利要求1所述的反应堆压力容器主螺栓密封塞配合的操作工具，其特征在于：手柄支柱设在固定架的一端，支柱设在固定架的另一端，支柱的一端与支柱底座连接，支柱底座为带水平突起的圆片状拨叉，中心杆从支柱的另一端插入，中心杆在支柱内可以沿支柱上下活动，连接板设置在固定架上的开口处，连接板的上端与手柄支柱连接、下端与中心杆连接、中部与手柄板连接。
7.如权利要求6所述的反应堆压力容器主螺栓孔密封塞操作工具，其特征在于：连接板与中心杆、连接板与手柄板之间通过运动螺钉或销连接。
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