CN103440885B - 探测器用密封结构及反应堆密封容器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种整体拆装密封件，包括压紧盖、限位件、托环和弹性密封件，压紧盖的底部开设有滑动槽，托环上设置有凸壁，凸壁上开设有滑孔，凸壁插入滑动槽中，限位件设置于压紧盖上且同时位于滑动槽和滑孔中，弹性密封件设置于压紧盖与托环之间。整体拆装密封件安装和拆卸方便，易用性好。本发明还公开了使用上述整体拆装密封件的探测器用密封结构，它具有自紧功能，密封性能好，密封可靠度高；具有位移补充功能，在温度和压力变化时不会发生泄露；设置有连续的导向通道，探测器插入和抽出方便。本发明进一步公开了使用上述探测器用密封结构的反应堆密封容器。

Description

探测器用密封结构及反应堆密封容器

技术领域

本发明涉及密封装置，具体涉及一种用于核反应堆的整体拆装密封件及探测器用密封结构及反应堆密封容器。

背景技术

核反应堆工作时，需要对核反应堆堆芯的出口温度和堆芯中子注量率进行测量。现在，常采用外部的核反应堆堆芯测量系统进行上述工作。核反应堆堆芯测量系统包括集束成一束的多根探测器，探测器穿过反应堆壳体，引入堆内，实现对核反应堆堆芯的出口温度和堆芯中子注量率的测量。在探测器穿过反应堆壳体时，需要设置密封结构，防止探测器与反应堆壳体之间发生泄漏。

该密封结构通常安装于反应堆壳体上的管座中，在探测器穿过反应堆壳体时实现对反应堆壳体的密封。密封结构一般带有一个用于穿过探测器的堵头，这样就需要实现探测器与堵头的密封，以及管座与堵头的密封共两道密封。目前，作用于管座与堵头之间的密封件都为分体式结构，安装时需要依次对各个组件进行组装，安装和拆卸过程复杂。现有的密封装置在工作时，向外的作用力会与密封装置安装时预设的预紧力向相抵消，导致密封失效，其密封性能不高，且可靠度低。当反应堆温度和压力变化时，密封容器内的支撑部件会随之产生位移，并直接作用于密封装置，极易使密封装置产生泄露。另外，现有的密封装置还具有探测器插入和取出不便的缺陷。

由于现有的反应堆密封容器都是与上述密封装置配合使用，使得反应堆密封容器组装困难，密封性能不高，可靠度低，在温度和压力变化时极易发生泄露。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种整体拆装密封件，以克服现有的作用于管座与堵头之间密封的密封件安装和拆卸过程复杂的缺陷。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

整体拆装密封件，包括压紧盖、限位件、托环和弹性密封件，压紧盖的底部开设有滑动槽，托环上设置有凸壁，凸壁上开设有滑孔，凸壁插入滑动槽中，限位件设置于压紧盖上且同时位于滑动槽和滑孔中，弹性密封件设置于压紧盖与托环之间。

本发明中，限位件为设置于滑动槽内壁的凸起或限位销。凸壁可以在滑动槽中自由滑动，在限位件和滑孔的共同作用下，无论是受力状态或自由状态，托环都不会与压紧盖脱离，使得托环、弹性密封件与压紧盖连接成一体，可以作为整体进行安装于拆卸，简化了操作步骤，提高了工作效率。

进一步的，所述弹性密封件位于凸壁两侧，这样可以同时实现与包裹压紧盖的设备以及贯穿压紧盖的设备之间的密封。

进一步的，所述的限位件为限位销，该限位销通过可拆卸结构安装在压紧盖上，取下定位销后即可进行本发明的拆解，方便检修。

本发明适用于各种高温压力容器的密封，尤其适用于核反应堆密封容器的密封。本发明及其优化方案对用于核反应堆密封容器的密封件的易用性作出了贡献。

本发明的另一个目的在于，提供一种探测器用密封结构，以克服现有密封结构安装和拆卸过程复杂，密封性能不高，可靠度低，在温度和压力变化时极易发生泄露，探测器插入和取出不便的缺陷。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

探测器用密封结构，包括堵头和整体拆装密封件，堵头上设置有通孔，整体拆装密封件包括压紧盖、限位件、托环和弹性密封件，压紧盖的底部开设有滑动槽，托环上设置有凸壁，凸壁上开设有滑孔，凸壁插入滑动槽中，限位件设置于压紧盖上且同时位于滑动槽和滑孔中，弹性密封件设置于压紧盖与托环之间，弹性密封件位于凸壁两侧，堵头贯穿压紧盖和托环。位于凸壁内侧的弹性密封件与堵头接触，实现整体拆装密封件与堵头之间的密封，位于凸壁外侧的弹性密封件与本发明的安装处接触。实现本发明与安装处的密封。所述通孔用于通过探测器，探测器穿过通孔进入密封容器内部，对密封容器内部的各种技术参数进行检测。需要说明的是，探测器与通孔之间采用本领域广泛使用的机械密封接头进行密封。

本发明采用了整体拆装密封件，能够快速安装和拆卸。

进一步的，所述堵头的外表面设置有自紧凸台，自紧凸台与所述托环的底部接触。本发明在安装时，压紧盖通过螺栓固定在密封容器上，拧紧螺栓会产生预紧力，以将弹性密封件压紧使弹性密封件变形，从而达到密封的目的。当容器内存在压力时，堵头受到向外的力，向外的力会进一步压缩密封件而增强密封，从而起到自紧密封的作用。本方案具有自紧功能，密封性能好，同时还能减小安装时的预紧力。

进一步的，增设导向通道，导向通道设置于所述堵头底部，导向通道的一端与所述通孔连通。常用的探测器刚度较小，探测器穿过通孔后，要使其达到预定位置较为困难，探测器在密封容器内部发生形变后，要将其取出也较为困难。导向通道的作用即是将探测器直接引导至预定位置，方便探测器的插入和取出。

进一步的，增设法兰盘、弹簧和套筒，所述导向通道包括外导管和内导管，套筒固定在所述堵头的底部，内导管的一端与所述通孔连通，内导管的另一端位于外导的内部，外导管可以沿内导管上下滑动，外导管穿过套筒与法兰盘连接，弹簧套于外导管上且位于法兰盘与套筒之间。法兰盘用于与密封容器内部的支撑设备连接，支撑设备用于支撑本发明，防止堵头在重力的作用下向下移动，但是，在密封容器内部的温度和压力发生变化时，支撑设备会随之产生位移，并直接作用于本发明，极易使本发明产生泄露。通过本方案的改进，内导管与外导管组成活动结构，使支撑设备的位移不直接作用于本发明；增设弹簧，在对本发明提供支撑的同时，可补偿支撑设备的位移量，由于弹簧被压缩后产生的作用力很小，对本发明的影响可以忽略不计，避免了支撑设备位移对本发明密封性能的影响。

更进一步的，在外导管上设置限位环，限位环位于套筒内，对法兰盘和外导管向下自由移动的距离进行限制，防止法兰盘和外导管掉落。

更进一步的，在法兰盘上设置限位凸起,，用于防止弹簧被压缩时超过最大工作载荷所允许的压缩量。当法兰盘的向上位移量接近弹簧的最大允许压缩量时，限位凸起与套筒底部接触，阻止弹簧被进一步压缩。

本发明适用于需要检查内部参数的各种高温压力容器的密封，尤其适用于核反应堆密封容器的密封。本发明及其优化方案对核反应堆探测器用密封结构的易用性，密封性能，可靠度的提高作出了贡献。

本发明的另一个目的在于，提供一种反应堆密封容器，以克服现有反应堆密封容器组装困难，密封性能不高，可靠度低，在温度和压力变化时极易发生泄露的缺陷。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

反应堆密封容器，包括密封容器、管座和上述任意一种探测器用密封结构，管座内设置有支撑凸台，管座设置于密封容器上，探测器用密封结构设置于管座中，所述压紧盖通过紧固螺栓固定在管座上并将所述托环压紧在支撑凸台上。

本发明采用了上述探测器用密封结构，通过上文对探测器用密封结构的描述可知，将密封容器与上述探测器用密封结构相结合，能够为本发明带来更高的密封性能，更高的可靠性，可以避免在温度和压力变化时极易发生泄露的问题，同时还简化了本发明组装和拆卸流程。

上文中所述弹性密封件为密封填料、橡胶密封件、尼龙密封件或弹性金属密封件等在受压时产生形变进行密封的装置，属于现有的成熟技术。

综上所述，本发明的优点和有益效果在于：

1．安装和拆卸方便，易用性强；

2．具有自紧功能，密封性能好，密封可靠度高；

3．具有位移补充功能，在温度和压力变化时不会发生泄露；

4．设置有连续的导向通道，探测器插入和抽出方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施例，下面将对描述本发明实施例中所需要用到的附图作简单的说明。显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据下面的附图，得到其它附图。

图1为整体拆装密封件的结构示意图；

图2为整体拆装密封件的工作状态图；

图3为整体拆装密封件中弹性密封件未压缩时限位件在滑孔中的位置示意图；

图4为整体拆装密封件中弹性密封件被压缩时限位件在滑孔中的位置示意图；

图5为探测器用密封结构的结构示意图；

图6为探测器用密封结构的工作状态图；

图7为反应堆密封容器的结构示意图；

图8为反应堆密封容器中探测器用密封结构安装示意图；

图中，附图标记对应的零部件名称如下：

1-密封容器顶盖，2-管座，3-密封容器底座，4-支撑设备，5-探测器，6-滑动槽，7-法兰盘，8-外导管，9-弹簧，10-套筒，11-堵头，12-内导管，13-凸壁，14-固定螺栓，15-支撑凸台，16-压紧盖，17-限位件，18-托环，19-滑孔，20-弹性密封件，21-限位环，22-冷却剂，23-通孔，24-限位凸起，25-自紧凸台，26-机械密封接头。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明，下面将结合本发明实施例中的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显而易见的，下面所述的实施例仅仅是本发明实施例中的一部分，而不是全部。基于本发明记载的实施例，本领域技术人员在不付出创造性劳动的情况下得到的其它所有实施例，均在本发明保护的范围内。

实施例1：

整体拆装密封件，如图1所示，包括压紧盖16、限位件17、托环18和弹性密封件20，压紧盖16的底部开设有滑动槽6，托环18上设置有凸壁13，凸壁13上开设有滑孔19，凸壁13插入滑动槽6中，限位件17设置于压紧盖16上且同时位于滑动槽6和滑孔19中，弹性密封件20设置于压紧盖16与托环18之间。

限位件17可以为设置于滑动槽6内壁的凸起或限位销，本实施例为了方便拆卸和检修，限位件17优选为限位销，该限位销通过可拆卸结构安装在压紧盖16上。可拆卸结构为螺纹连接结构、卡口连接结构等通用结构。设置于滑动槽6内壁的凸起同样可以起到限制托环18位移的作用，此处不对其进行过多描述。

弹性密封件20为密封填料、橡胶密封件、尼龙密封件或弹性金属密封件等在受压时产生形变进行密封的装置，属于现有的成熟技术，在可根据实际情况自由选择。

弹性密封件20可以仅位于凸壁13的一侧，进行单面密封，弹性密封件20也同时置于凸壁13的两侧，形成内外两层密封。在本实施例中，出于密封效果的考虑，将弹性密封件20同时置于凸壁13的两侧。自然，弹性密封件20位于凸壁13的一侧的形式也是完全可以实现的。

如图3所示，本实施例在自由状态下，限位件17位于滑孔19的顶部，阻止托环18向下运动，使本实施例呈整体结构。

如图2和图4所示，本实施例在工作状态下，凸壁13插入滑动槽6内部，托环18与压紧盖16将弹性密封件20压缩，弹性密封件20的横向尺寸增加，达到密封的效果，此时，限位件17位于滑孔19的底部。

实施例2：

探测器用密封结构，如图5所示，包括堵头11和整体拆装密封件，堵头11上设置有通孔23，整体拆装密封件包括压紧盖16、限位件17、托环18和弹性密封件20，压紧盖16的底部开设有滑动槽6，托环18上设置有凸壁13，凸壁13上开设有滑孔19，凸壁13插入滑动槽6中，限位件17设置于压紧盖16上且同时位于滑动槽6和滑孔19中，弹性密封件20设置于压紧盖16与托环18之间，弹性密封件20位于凸壁13两侧，堵头11贯穿压紧盖16和托环18。

整体拆装密封件的工作原理在实施例1中以做了详细描述，此处不再赘述。如图5所示，本实施例增加了堵头11，探测器5通过堵头11上的通孔23插入，适用于需要检测内部参数的密封容器的密封。探测器5与堵头11之间的密封通过通用的机械密封接头26进行。

实施例3：

探测器用密封结构，如图5所示，本实施例相对于实施例2在堵头11上增加了自紧凸台25，自紧凸台25托环18的底部接触。本实施例在安装时，压紧盖16通过螺栓固定在密封容器上，拧紧螺栓会产生预紧力，以将弹性密封件20压紧使弹性密封件变形，从而达到密封的目的。当容器内存在压力时，容器中的冷却剂22会对堵头11施加向外的力，向外的力会与增强弹性密封20的密封能力。自紧凸台25作用即在于当堵头11受到向外的力时，将力传导至托环18，托环18进一步对弹性密封件20进行压缩，防止弹性密封件20因受力不足而失效。本实施例具有自紧功能，密封性能好，同时还能减小安装时的预紧力。

实施例4：

本实施例相对于实施例3增加了导向通道，该导向通道设置于堵头11的底部，导向通道的一端与所述通孔23连通，组成连续的，可供探测器5通过的通道。探测器5通过通孔23和导向通道能够直接被引导至预定位置，方便探测器5的插入和取出。该导向通道为直管或弯管。

实施例5：

探测器用密封结构，如图5所示，本实施例相对于实施例3增加了法兰盘7、弹簧9和套筒10、外导管8和内导管12，套筒10固定在堵头11的底部，内导管12的一端与所述通孔23连通，内导管12的另一端位于外导管8的内部，外导管8穿过套筒10与法兰盘7连接，弹簧9套于外导管8上且位于法兰盘7与套筒10之间。外导管8能够沿内导管12作上下运动。

使用时法兰盘7与密封容器内的支撑设备连接，用于支撑本实施例，防止堵头11在重力的作用下向下运动。支撑设备会随密封容器内部的温度和压力的变化产生位移，带动法兰盘7作上下运动。内导管12与外导管8组成活动结构，外导管8能够沿内导管12作上下运动，这为法兰盘7的上下运动提供了运动余量，防止法兰盘7的运动直接传导至堵头11对本实施例造成破坏。弹簧9在对堵头11提供支撑的同时，可补偿支撑设备的位移量，由于弹簧9被压缩后产生的作用力很小，对本实施例的影响可以忽略不计，避免了支撑设备位移对本发明密封性能的影响。

实施例6：

探测器用密封结构，如图5所示，本实施例相对于实施例5增加了限位环21，限位环21设置于外导管8上，并且限位环21位于套筒10内。当外导管8向下运动至一定距离时，限位环21与套筒10接触，阻止外导管8继续向下运动，防止外导管8掉落。同时，通过设置限位环21在外导管8上的位置，控制外导管8能够向下运动的距离，使外导管8始终与内导管12组成连续的通道，方便探测器5的插入与抽出。

实施例7：

探测器用密封结构，如图5所示，本实施例相对于实施例6增加了位于法兰盘7上表面的限位凸起24，用于防止弹簧9被压缩时超过最大工作载荷所允许的压缩量。如图6所示，当法兰盘7的向上位移量接近弹簧9的最大允许压缩量时，限位凸起24与套筒10底部接触，阻止弹簧9被进一步压缩。

实施例8：

反应堆密封容器，如图7所示，包括密封容器和管座2，密封容器为现有的通用结构。在本实施例中，密封容器包括密封容器顶盖1，密封容器底座3和支撑设备4，密封容器顶盖1密封设置于密封容器底座3上，管座2设置于密封容器顶盖1上，支撑设备4为柱状结构，设置于密封容器底座3中并与密封容器顶盖1上的管座2对应。本实施例还包括实施例2~7中任意一项所述的探测器用密封结构，探测器用密封结构设置于管座2中。如图8所示，具体的，管座2的内孔中设置有支撑凸台15，压紧盖16通过固定螺栓14固定在管座2上并将所述托环18压紧在支撑凸台15上。支撑设备4与探测器用密封结构接触，对探测器用密封结构进行支撑。需要说明的是，图8中为了更清楚的表现本实施例的结构，将支撑设备4与探测器用密封结构分开表示。

如上所述，便可很好的实现本发明。

Claims (5)

1.探测器用密封结构，其特征在于：包括堵头（11）和整体拆装密封件，堵头（11）上设置有通孔（23），整体拆装密封件包括压紧盖（16）、限位件（17）、托环（18）和弹性密封件（20），压紧盖（16）的底部开设有滑动槽（6），托环（18）上设置有凸壁（13），凸壁（13）上开设有滑孔（19），凸壁（13）插入滑动槽（6）中，限位件（17）设置于压紧盖（16）上且同时位于滑动槽（6）和滑孔（19）中，弹性密封件（20）设置于压紧盖（16）与托环（18）之间，弹性密封件（20）位于凸壁（13）两侧，堵头（11）贯穿压紧盖（16）和托环（18）；还包括导向通道，导向通道设置于所述堵头（11）底部，导向通道的一端与所述通孔（23）连通；还包括法兰盘（7）、弹簧（9）和套筒（10），所述导向通道包括外导管（8）和内导管（12），套筒（10）固定在所述堵头（11）的底部，内导管（12）的一端与所述通孔（23）连通，内导管（12）的另一端位于外导管（8）的内部，外导管（8）穿过套筒（10）与法兰盘（7）连接，弹簧（9）套于外导管（8）上且位于法兰盘（7）与套筒（10）之间。

2.根据权利要求1所述的探测器用密封结构，其特征在于：所述堵头（11）的外表面设置有自紧凸台（25），自紧凸台（25）与所述托环（18）的底部接触。

3.根据权利要求1所述的探测器用密封结构，其特征在于：所述外导管（8）上设置有限位环（21），限位环（21）位于套筒（10）内。

4.根据权利要求1所述的探测器用密封结构，其特征在于：所述法兰盘（7）上设置有限位凸起（24）。

5.反应堆密封容器，其特征在于：包括密封容器、管座（2）和权利要求1~4中任一项所述的探测器用密封结构，管座（2）内设置有支撑凸台（15），管座（2）设置于密封容器上，探测器用密封结构设置于管座（2）中，所述压紧盖（16）通过紧固螺栓（14）固定在管座（2）上并将所述托环（18）压紧在支撑凸台（15）上。