CN104455464A - 核电站反应堆控制棒驱动机构的耐压壳密封结构 - Google Patents

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刘以亮
谭文良
苏斌
赵文灿
谢静
陈章冰
康泽坛
张雯
郑重
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    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Abstract

本发明公开了一种核电站反应堆控制棒驱动机构的耐压壳密封结构，其包括彼此紧固连接的CRDM耐压壳和压力容器顶盖管座，所述CRDM耐压壳和压力容器顶盖管座的接触面之间通过“迷宫”式凹凸密封结构和两层密封圈进行三层密封。与现有技术相比，本发明核电站反应堆控制棒驱动机构的耐压壳密封结构的三层密封效果不低于现有的TIG焊密封，而且无需进行焊接操作，因此能够实现CRDM耐压壳的快速密封，不仅有效地降低了作业难度和工作量，显著缩短了CRDM施工工期，而且为CRDM的在役检修创造了便利，有利于减轻维修负担。

Description

核电站反应堆控制棒驱动机构的耐压壳密封结构
技术领域
本发明属于压水堆核电站领域，更具体地说，本发明涉及一种核电站反应堆控制棒驱动机构耐压壳与压力容器顶盖管座的连接密封结构。
背景技术
在核电站运行过程中，以控制棒驱动机构(CRDM)驱动控制棒，来控制反应堆的反应性。耐压壳是CRDM的主要部件，其通过内螺纹与压力容器顶盖管座相连。由于耐压壳和管座是反应堆一回路的承压边界，在核电站运行期间要一直承受着高温、高压和高放射性，因此为了防止放射性物质泄漏，在耐压壳与压力容器顶盖管座连接完成后，需要进一步对二者进行密封。
目前，CRDM耐压壳与压力容器顶盖管座主要是采用TIG焊进行密封，具体过程为：在耐压壳与管座连接完成后，利用自动焊机，通过TIG焊对二者的连接处进行焊接，由TIG焊缝完成连接密封，以防止一回路放射性物质泄漏。上述密封方法虽然简单，但是却存在以下缺点：1)技术要求高：TIG焊连接方式对操作人员的操作技能要求较高，施工企业必须培养出有CRDM密封焊资质的焊接操作工，才能够进行CRDM密封焊接；2)焊接工作量大：在核电建造过程中，CRDM密封焊施工往往会持续1～2个月，焊接工期长，焊接工作量大；3)维修不便：核电站在役维修过程中，需要切割密封焊缝后才能进行CRDM内部构件的维修，给维修工作带来了不小的麻烦。
有鉴于此，确有必要提供一种能够解决上述问题的核电站反应堆控制棒驱动机构的耐压壳密封结构。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种无需焊接的核电站反应堆控制棒驱动机构的耐压壳密封结构，以实现CRDM的快速密封。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种核电站反应堆控制棒驱动机构的耐压壳密封结构，其包括彼此紧固连接的CRDM耐压壳和压力容器顶盖管座，所述CRDM耐压壳和压力容器顶盖管座的接触面之间通过“迷宫”式凹凸密封结构和两层密封圈进行三层密封。
作为本发明核电站反应堆控制棒驱动机构的耐压壳密封结构的一种改进，所述CRDM耐压壳的底部与压力容器顶盖管座通过螺纹实现连接，并利用螺栓螺母组件进行紧固。
作为本发明核电站反应堆控制棒驱动机构的耐压壳密封结构的一种改进，所述两层密封圈分别设在“迷宫”式凹凸密封结构的内外两侧。
作为本发明核电站反应堆控制棒驱动机构的耐压壳密封结构的一种改进，所述压力容器顶盖管座的外壁上设有一个凸环，CRDM耐压壳的底端面抵顶在凸环的上表面，所述“迷宫”式凹凸密封结构设于CRDM耐压壳的底端面与凸环上表面的接触面上。
作为本发明核电站反应堆控制棒驱动机构的耐压壳密封结构的一种改进，所述两层密封圈为内层密封圈和外层密封圈；CRDM耐压壳和压力容器顶盖管座在靠近“迷宫”式凹凸密封结构的内外边缘处分别留有卡槽，内层密封圈和外层密封圈分别收容在对应的卡槽内。
作为本发明核电站反应堆控制棒驱动机构的耐压壳密封结构的一种改进，所述CRDM耐压壳的底部向外凸起而形成一个环形支承壁，压力容器顶盖管座的凸环外径大于环形支承壁的外径，并在靠近凸环的上表面外边缘处均匀开设有一圈螺孔；螺栓螺母连接组件包括双头螺栓、压板、垫片和螺母，压板架设在CRDM耐压壳的环形支承壁上，双头螺栓的下端穿过压板的穿孔后锁紧在压力容器顶盖管座的凸环螺孔中，螺母锁紧在双头螺栓的上端，垫片间隔在螺母和压板之间。
与现有技术相比，本发明核电站反应堆控制棒驱动机构的耐压壳密封结构的三层密封效果不低于现有的TIG焊密封，而且无需进行焊接操作，因此能够实现CRDM耐压壳的快速密封，不仅有效地降低了作业难度和工作量，显著缩短了CRDM施工工期，而且为CRDM的在役检修创造了便利，有利于减轻维修负担。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式，对本发明核电站反应堆控制棒驱动机构的耐压壳密封结构及其有益效果进行详细说明。
图1为本发明核电站反应堆控制棒驱动机构的耐压壳密封结构的外部结构示意图。
图2为本发明核电站反应堆控制棒驱动机构的耐压壳密封结构的剖视示意图。
图3为本发明核电站反应堆控制棒驱动机构的耐压壳密封结构的部分放大示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
请参阅图1至图3，本发明核电站反应堆控制棒驱动机构的耐压壳密封结构包括CRDM耐压壳10、压力容器顶盖管座12、内层密封圈30、外层密封圈32及螺栓螺母连接组件。
CRDM耐压壳10的底部套设在压力容器顶盖管座12的顶部，并通过内螺纹与压力容器顶盖管座12连接。
压力容器顶盖管座12的外壁上设有一个凸环120；CRDM耐压壳10的底端面抵顶在凸环120的上表面，并通过“迷宫”式凹凸密封结构14与压力容器顶盖管座12密封。CRDM耐压壳10和压力容器顶盖管座12还在“迷宫”式凹凸密封结构14的内外两侧分别留有卡槽，内层密封圈30和外层密封圈32分别收容在对应的卡槽内，对CRDM耐压壳10和压力容器顶盖管座12进行进一步地密封。
CRDM耐压壳10的底部向外凸起而形成一个环形支承壁100。压力容器顶盖管座12的凸环120外径大于环形支承壁100的外径，并在靠近凸环120的上表面外边缘处均匀开设有一圈螺孔。
螺栓螺母连接组件包括双头螺栓40、压板42、垫片44和螺母46。其中，压板42架设在CRDM耐压壳10的环形支承壁100上；双头螺栓40的下端穿过压板42的穿孔后锁紧在压力容器顶盖管座12的凸环120的螺孔中；螺母46锁紧在双头螺栓40的上端，进一步将CRDM耐压壳10和压力容器顶盖管座12紧固为一体；垫片44间隔在螺母46和压板42之间。
本发明核电站反应堆控制棒驱动机构的耐压壳密封结构的安装过程为：将内层密封圈30和外层密封圈32分别安装在压力容器顶盖管座12的相应卡槽中，然后通过螺纹将CRDM耐压壳10连接在压力容器顶盖管座12上；连接完成后，将双头螺栓40一一安装在压力容器顶盖管座12的螺孔中；当所有双头螺栓40安装完成后，再依次安装压板42、垫片44和螺母46，通过力矩扳手完成螺母46的紧固，即可完成CRDM耐压壳10与压力容器顶盖管座12的密封。双头螺栓40的数量可以根据实际情况进行调整，图示实施方式中为六个。
通过以上描述可知，本发明核电站反应堆控制棒驱动机构的耐压壳密封结构运用多层密封技术，在CRDM耐压壳10和压力容器顶盖管座12之间设有三层密封结构，从内到外依次为内层密封圈30、“迷宫”式凹凸密封结构14和外层密封圈32，因此能够有效地隔绝放射性物质，防止其泄漏。实验表明，本发明的密封效果不低于现有的TIG焊密封。
与现有技术相比，本发明核电站反应堆控制棒驱动机构的耐压壳密封结构可以实现CRDM耐压壳10的快速密封，不仅有效地降低了作业难度和工作量，显著缩短了CRDM施工工期，而且为CRDM的在役检修创造了便利，有利于减轻维修负担。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (6)

1.一种核电站反应堆控制棒驱动机构的耐压壳密封结构，包括彼此紧固连接的CRDM耐压壳和压力容器顶盖管座，其特征在于：所述CRDM耐压壳和压力容器顶盖管座的接触面之间通过“迷宫”式凹凸密封结构和两层密封圈进行三层密封。
2.根据权利要求1所述的核电站反应堆控制棒驱动机构的耐压壳密封结构，其特征在于：所述CRDM耐压壳的底部与压力容器顶盖管座通过螺纹实现连接，并利用螺栓螺母组件进行紧固。
3.根据权利要求2所述的核电站反应堆控制棒驱动机构的耐压壳密封结构，其特征在于：所述两层密封圈分别设在“迷宫”式凹凸密封结构的内外两侧。
4.根据权利要求3所述的核电站反应堆控制棒驱动机构的耐压壳密封结构，其特征在于：所述压力容器顶盖管座的外壁上设有一个凸环，CRDM耐压壳的底端面抵顶在凸环的上表面，所述“迷宫”式凹凸密封结构设于CRDM耐压壳的底端面与凸环上表面的接触面上。
5.根据权利要求4所述的核电站反应堆控制棒驱动机构的耐压壳密封结构，其特征在于：所述两层密封圈为内层密封圈和外层密封圈；CRDM耐压壳和压力容器顶盖管座在靠近“迷宫”式凹凸密封结构的内外边缘处分别留有卡槽，内层密封圈和外层密封圈分别收容在对应的卡槽内。
6.根据权利要求4所述的核电站反应堆控制棒驱动机构的耐压壳密封结构，其特征在于：所述CRDM耐压壳的底部向外凸起而形成一个环形支承壁，压力容器顶盖管座的凸环外径大于环形支承壁的外径，并在靠近凸环的上表面外边缘处均匀开设有一圈螺孔；螺栓螺母连接组件包括双头螺栓、压板、垫片和螺母，压板架设在CRDM耐压壳的环形支承壁上，双头螺栓的下端穿过压板的穿孔后锁紧在压力容器顶盖管座的凸环螺孔中，螺母锁紧在双头螺栓的上端，垫片间隔在螺母和压板之间。
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