CN103498816B - 高温气冷堆主氦风机承压法兰结构 - Google Patents

Abstract

高温气冷堆主氦风机承压法兰结构，包括蒸汽发生器压力容器法兰、连接在蒸汽发生器压力容器法兰上部的蜗壳法兰以及连接在蜗壳法兰上部的中间隔板；蒸汽发生器压力容器法兰和蜗壳法兰、蜗壳法兰和中间隔板均通过螺栓连接；中间隔板为主氦风机电机腔与主氦风机风机腔的分隔板，其轴上方为主氦风机电机腔，轴下方为主氦风机风机腔；中间隔板的底面上开有多个凹槽，在凹槽布置有隔热层；蜗壳法兰包括离主氦风机轴线较远的外法兰和沿主氦风机轴线的上法兰；该承压法兰结构将主氦风机电机腔和风机腔进行分隔的同时能满足承重、隔热和定位要求，保证主氦风机安全可靠地运行；该结构具有可实施性，便于主氦风机的安装和检修；同时该结构简单，易于加工。

Description

高温气冷堆主氦风机承压法兰结构

技术领域

本发明涉及高温气冷堆工程技术领域，具体涉及一种高温气冷堆主氦风机承压法兰结构。

背景技术

高温气冷堆是以石墨为慢化剂、氦气为冷却剂的高温反应堆，是一种固有安全性好、发电效率高、用途极为广泛的先进核反应堆。高温气冷堆核电站一回路包括反应堆压力容器与蒸汽发生器压力容器，其间采用热气导管连接。蒸汽发生器压力容器包括风机壳和蒸汽发生器壳。反应堆堆芯由氦气冷却。氦气冷却剂额定压力7MPa，依靠主氦风机驱动，在反应堆一回路内部进行强迫循环，从堆芯带走热量而升温，流经蒸汽发生器，将热量传给二回路的水而降温，形成闭式循环。

主氦风机为单级立式离心压缩机，电机与叶轮同轴，安装在蒸汽发生器压力容器内的上方。主氦风机采用变频电机驱动，设置若干测点用于测量温度、压力等信号。在高温气冷堆中，从蒸汽发生器出来的冷氦温度为250℃，而电气部件不能处于250℃及以上温度长期工作，所以主氦风机总体结构包括电机腔和风机腔两部分。电机腔内主要布置电机等电气部件，腔内温度最高不超过60℃；风机腔内布置叶轮、扩压器等机械部件，与250℃氦气直接接触。

电机腔与风机腔之间的分隔结构非常重要。第一，电机底座将安装在分隔结构上，分隔结构在承重的同时应能保证电机安全可靠运行；第二，风机扩压器安装在分隔结构上，分隔结构应能承受气动部件的重量；第三，分隔结构应能保证电机腔与风机腔内的温度满足设计要求；第四，为了防止反应堆一回路内具有放射性的氦气和粉尘外漏，电机腔以风机壳为边界，风机腔以蒸汽发生器壳为边界，分隔结构应能与风机壳和蒸汽发生器壳相连接；第五，分隔结构应能方便主氦风机的安装和检修。

为了满足以上要求，电机腔与风机腔之间的分隔结构应进行详细设计。由于高温气冷堆为具有第四代核电技术特征的先进反应堆，设计和制造经验少，关于其具体结构特征，没有具体文献可参考。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种高温气冷堆主氦风机承压法兰结构，将主氦风机电机腔和风机腔进行分隔的同时能满足承重、隔热和定位要求，保证主氦风机安全可靠地运行。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：

高温气冷堆主氦风机承压法兰结构，包括蒸汽发生器压力容器法兰1、连接在蒸汽发生器压力容器法兰1上部的蜗壳法兰3以及连接在蜗壳法兰3上部的中间隔板2；所述蒸汽发生器压力容器法兰1和蜗壳法兰3通过螺栓连接，所述蜗壳法兰3和中间隔板2也通过螺栓连接；所述中间隔板2为主氦风机电机腔与主氦风机风机腔的分隔板，其轴上方为主氦风机电机腔，轴下方为主氦风机风机腔。

所述中间隔板2的底面上开有多个凹槽，在凹槽内布置有隔热层5。

所述蜗壳法兰3包括离主氦风机轴线较远的外法兰和沿主氦风机轴线的上法兰，所述外法兰和蒸汽发生器压力容器法兰1通过螺栓连接，所述上法兰和中间隔板2通过螺栓连接。

所述中间隔板2为空心柱状，其内径与叶轮外径一致。

所述中间隔板2与主氦风机电机底座通过螺栓连接，为电机底座的基座。

所述蒸汽发生器压力容器法兰1和蜗壳法兰3间布置有隔热层。

本发明和现有技术相比，具有如下优点：

（1）将主氦风机电机腔和风机腔进行分隔的同时能满足承重、隔热和定位要求，保证主氦风机安全可靠地运行。

（2）便于主氦风机的安装和检修。

（3）结构简单，易于加工。

（4）具有可实施性。

附图说明

附图为本发明用于高温气冷堆主氦风机承压法兰结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步的详细描述。

如附图所示，本发明高温气冷堆主氦风机承压法兰结构，包括蒸汽发生器压力容器法兰1、连接在蒸汽发生器压力容器法兰1上部的蜗壳法兰3以及连接在蜗壳法兰3上部的中间隔板2；蒸汽发生器压力容器法兰1以上的蒸汽发生器压力容器部分为风机壳，以下的蒸汽发生器压力容器部分为蒸汽发生器壳。蜗壳法兰3包括离主氦风机轴线较远的外法兰和沿主氦风机轴线的上法兰，所述外法兰和蒸汽发生器压力容器法兰1通过螺栓连接，所述上法兰和中间隔板2通过螺栓连接。承压法兰整体结构中，沿主氦风机轴线，中间隔板2处于主氦风机承压法兰的最上方，蜗壳法兰3处于中部，蒸汽发生器压力容器法兰1位于最下方。所述中间隔板2为主氦风机电机腔与主氦风机风机腔的分隔板，其轴上方为主氦风机电机腔，轴下方为主氦风机风机腔，蜗壳4置于主氦风机风机腔内。

作为本发明的优选实施方式，为了保证主氦风机风机腔内温度在250℃左右，主氦风机电机腔内温度不超过60℃，在中间隔板2的底面上开有多个凹槽，在凹槽内布置有隔热层5，防止风机腔的热量向电机腔传递。

作为本发明的优选实施方式，主氦风机转动轴贯穿电机腔与风机腔，其一端安装叶轮，叶轮处于风机腔内。由于叶轮要随转动轴一起安装和拆卸，所以中间隔板2为空心柱状，外径应能保证中间隔板2与蜗壳法兰3的螺栓连接；内径与叶轮外径一致，保证叶轮的安装和检修。

作为本发明的优选实施方式，所述中间隔板2与主氦风机电机底座通过螺栓连接，为电机底座的基座。

作为本发明进一步的优选实施方式，所述蒸汽发生器压力容器法兰1和蜗壳法兰3间布置有隔热层。蒸汽发生器壳的内壁、风机壳的内壁等地方也布置隔热层，尽可能地减少风机腔向电机腔的传热。

蒸汽发生器压力容器法兰1为承压法兰的主体结构，主氦风机的重量几乎全部由蒸汽发生器压力容器法兰1承受。由于蒸汽发生器压力容器法兰1通过法兰进行承压，而法兰的承压能力对于主氦风机的重量而言是足够大的，这点通过结构计算完全可以保证。

本发明的工作原理为：在主氦风机电机腔内，电机底座通过螺栓固定在中间隔板2上，其重量通过蜗壳法兰3传递给蒸汽发生器压力容器法兰1，蒸汽发生器压力容器法兰1为主要承重体；在主氦风机风机腔内，蜗壳4等扩压器部件通过蜗壳法兰3固定在中间隔板2上，其重量最终也由蒸汽发生器压力容器法兰1承受。另一方面，蒸汽发生器压力容器法兰1可作为主氦风机的轴向定位基准面，主氦风机以此为基准进行安装。

本发明主氦风机承压法兰的安装过程为：

1）安装蒸汽发生器压力容器法兰1，使蒸汽发生器压力容器法兰1与蒸汽发生器壳连接；

2）安装蜗壳法兰3，通过螺栓将蜗壳法兰3与蒸汽发生器压力容器法兰1连接；

3）安装中间隔板2，通过螺栓将中间隔板2与蜗壳法兰3连接。

本发明主氦风机检修时，主氦风机承压法兰的拆卸过程与安装过程相反，具体步骤为：

1）松开中间隔板2与蜗壳法兰3的螺栓，吊出中间隔板2；

2）松开蜗壳法兰3与蒸汽发生器压力容器法兰1的螺栓，吊出蜗壳法兰3。

即使主氦风机位于深约负二十米的反应堆舱室中，以上方案仍然是可实施的：

1）所有连接螺栓可通过张拉机等机械操作；

2）蜗壳法兰3、中间隔板2等部件均重达几吨，可通过吊车操作；

3）拆卸过程中遇到紧急情况需人工协助的，中间隔板2上可站立人进行操作，增加了操作空间。

Claims (3)

1.高温气冷堆主氦风机承压法兰结构，其特征在于：包括蒸汽发生器压力容器法兰(1)、连接在蒸汽发生器压力容器法兰(1)上部的蜗壳法兰(3)以及连接在蜗壳法兰(3)上部的中间隔板(2)；所述蒸汽发生器压力容器法兰(1)和蜗壳法兰(3)通过螺栓连接，所述蜗壳法兰(3)和中间隔板(2)也通过螺栓连接；所述中间隔板(2)为主氦风机电机腔与主氦风机风机腔的分隔板，其轴上方为主氦风机电机腔，轴下方为主氦风机风机腔，蜗壳(4)置于主氦风机风机腔内；所述蜗壳法兰(3)包括离主氦风机轴线较远的外法兰和沿主氦风机轴线的上法兰，所述外法兰和蒸汽发生器压力容器法兰(1)通过螺栓连接，所述上法兰和中间隔板(2)通过螺栓连接；所述中间隔板(2)为空心柱状，其内径与叶轮外径一致；所述中间隔板(2)与主氦风机电机底座通过螺栓连接，为电机底座的基座。

2.根据权利要求1所述的高温气冷堆主氦风机承压法兰结构，其特征在于：所述中间隔板(2)的底面上开有多个凹槽，在凹槽内布置有隔热层(5)。

3.根据权利要求1所述的高温气冷堆主氦风机承压法兰结构，其特征在于：所述蒸汽发生器压力容器法兰(1)和蜗壳法兰(3)间布置有隔热层。