安全壳再循环过滤器
技术领域
本发明涉及压水堆核电站安全系统技术领域,尤其涉及一种安全壳再循环过滤器。
背景技术
设在压水堆核电站反应堆安全壳底部的地坑是用来收集重大泄漏时来自一回路的冷却剂。在压水堆核电站的发生基准事故如冷却剂丧失事故(LOCA)或者主蒸汽管道破裂事故(MSLB)后,冷却剂通过破口进入安全壳地坑,这些冷却剂将通过地坑内的安全壳再循环滤器过滤,然后通过泵装置进入安全注入系统(RIS)和安全壳喷淋系统(EAS)再用于反应堆冷却,以避免堆芯严重损伤和安全壳超压。
在事故后进入安全壳地坑内的冷却剂中夹杂着大量的保温材料和其它材料的碎片,必须通过再循环过滤器将这些碎片过滤,以确保安全注入系统、安全壳喷淋系统执行安全功能。因此,安全壳再循环滤器是压水堆核电站安全系统的重要设备,再循环工况下它的工作状况直接影响到安全注入系统、安全壳喷淋系统的正常运行。
现有技术中的再循环过滤器由多种规格的过滤模块、管道模块和密封结构组成,其中过滤模块是起到过滤作用的核心部件,多个过滤模块排布在地坑环廊内,管道模块设置在过滤模块之间并位于地坑内泵入口位置以起到流量调节的作用,密封结构用于密封过滤模块与过滤模块或与管道模块的连接位置。这样的再循环过滤器规格杂乱不一,结构复杂,加工和安装难度较大,且只针对单一工况场所设置,无法布置到不同规格的地坑内,适用性低。
因此,有必要提供一种能够解决上述问题的再循环过滤器。
发明内容
本发明的目的在于提供一种规格统一、结构简单且适用性高的再循环过滤器。
为了实现上述目的,本发明提供了一种安全壳再循环过滤器,包括若干过滤模块、若干连接模块及至少一坑口模块。所述过滤模块包括汇流槽及若干滤筒,所述汇流槽包括相对的两个第一侧壁及相对的第一顶壁与底壁,所述第一顶壁连接于两所述第一侧壁的上端之间,所述底壁连接于两所述第一侧壁的下端之间,所述汇流槽的两端开口,且所述汇流槽两端的开口处设置有相对所述第一顶壁、底壁及所述第一侧壁向外翻折延伸的第一法兰部,两所述第一侧壁中的至少一者上开设有若干滤筒孔,若干所述滤筒一一对应地安装于所述第一侧壁的所述滤筒孔处。所述连接模块包括主体、至少两弹片及至少两弹性件,所述主体包括相对的上壁与下壁及相对的第二侧壁与第三侧壁,所述上壁的两端分别固定于所述第二侧壁高度方向上的一端与所述第三侧壁高度方向上的一端,所述下壁的两端分别固定于所述第二侧壁高度方向上的另一端与所述第三侧壁高度方向上的另一端,所述第二侧壁的长度小于所述第三侧壁的长度,所述上壁与所述下壁均大致为梯形,所述主体两端的开口处分别设置有相对所述上壁、下壁、第二侧壁及所述第三侧壁向外翻折延伸的第二法兰部,两所述第二法兰部的外侧均设置有所述弹片及所述弹性件,所述弹片的内缘固定于所述第二法兰部,所述弹片的外缘与所述第二法兰部之间具有间隔,所述弹性件夹持于所述弹片与所述第二法兰部之间。所述坑口模块包括坑口汇流槽,所述坑口汇流槽为两端及底部开口的中空箱体结构并包括第二顶壁及相对的两第四侧壁,所述坑口汇流槽两端的开口处设置有相对所述第二顶壁及所述第四顶壁向外翻折延伸的第三法兰部。所述坑口模块密封地安装于泵入口处且所述坑口汇流槽的底部开口与泵入口连通,每一所述连接模块设置于相邻的两所述过滤模块之间或所述过滤模块与所述坑口模块之间,所述第二法兰部与所述第一法兰部或第三法兰部连接固定,所述弹片及弹性件压紧于所述第二法兰部与所述第一法兰部或第二法兰部之间。
与现有技术相比,本发明过滤器由三种模块组成,实现了模块化,且这三种模块都有统一的规格,生产加工简单,成本较低。在组装时所述坑口模块对应于地坑中的泵入口处,所述连接模块起连接作用并与所述过滤模块及坑口模块连通成为一整体的流道,相邻模块间的连接通过所述第一法兰部、第二法兰部及所述第三法兰部的对接来实现,操作简单,同时由于所述第二法兰部上已经设置起到密封作用的所述弹片及所述弹性件,无需另外设置密封结构,降低了安装难度。另外,由于所述连接模块的所述主体为梯形结构,且安装时相邻的两个过滤模块设置一所述连接模块的两侧,因此能够使所有过滤模块及坑口模块自动呈弧形排列而与地坑环廊相应,安装简便。通过改变所述连接模块的所述主体的形状,便能够使相同的所述过滤模块及坑口模块可以布置于不同的工况场所,并且模块的多少可以自由调整,提高适用性。
较佳地,所述连接模块的所述第二侧壁与第三侧壁上凸起地设置有靠近两所述第二法兰部的若干螺柱,所述第一法兰部上设置有可脱离地套于所述螺柱的定位卡。当使用螺母拧紧于所述螺柱上后,螺母将定位卡压紧在所述连接模块上,实现所述第一法兰部与所述第二法兰部之间的对接固定。
具体地,所述定位卡由塑性材料制成,所述定位卡的一端固定于所述第一法兰部,所述定位卡的另一端设置开口的连接槽,所述螺柱由所述连接槽的开口处进入所述连接槽内使所述定位卡套于所述螺柱。
较佳地,所述第一法兰部、第二法兰部及第三法兰部均呈相应的环形,所述弹片及所述弹性件的数量为两个,且所述弹片与所述弹性件也为环形结构。将多个法兰部均设置为环形,有利于增加接触面积,从而使相互间的连接更稳固,也更有利于密封。
较佳地,所述坑口模块还包括坑口基座,所述坑口基座的中间开孔并密封地固定于泵入口的周围,所述坑口汇流槽密封地固定于所述坑口基座上。
较佳地,所述汇流槽的两所述第一侧壁上分别对称地开设有若干所述滤筒孔,若干所述滤筒一一对应并对称地安装于两所述第一侧壁的所述滤筒孔处。在所述汇流槽的两所述第一侧壁上均开设所述滤筒孔,使所述汇流槽位对称结构,易于加工成型。当所述滤筒安装于所述汇流槽的两个所述第一侧壁后,两侧的滤筒对所述汇流槽产生的扭矩相互抵消,使过滤模块的结构稳定,不需要另外设置支撑组件来支撑所述汇流槽,从而令所述过滤器的安装更加简便。
具体地,所述过滤模块还包括呈网格结构的防涡格栅,所述防涡格栅安装于所述第一顶壁上并遮盖于所述滤筒的上方。
更具体地,所述防涡格栅的数量为两个,两所述防涡格栅的一端分别固定于第一顶壁上并分别向两所述第一侧壁的外侧延伸,两所述防涡格栅分别遮盖于对应的两所述第一侧壁上的所述滤筒的上方。过滤器工作时,所述滤筒上方形成的漩涡会降低过滤器的工作效率,因此设置所述防涡格栅,可以有效减少漩涡的形成。
进一步地,所述过滤模块还包括若干连接件,所述连接件的两端分别开设连接通孔;所述第一顶壁上间隔地设置有两排凸起的螺柱,所述防涡格栅的一端开设有一排通孔;两排所述螺柱分别穿过两所述防涡格栅的所述通孔,所述连接件的两端压合到两所述防涡格栅上,且两排所述螺柱中位置对应的两所述螺柱分别穿过两所述连接通孔。
进一步地,所述防涡格栅的末端固定有向下延伸的支撑杆。
较佳地,所述过滤模块还包括两基座,所述底壁的两端分别固定有一底板,两所述底板分别与两所述基座可拆卸连接。
具体地,所述基座的两端设置有凸起的螺柱,所述底板的两端对应开设供所述螺柱穿过的通孔。安装所述过滤模块时先将所述基座固定到地坑内,再把所述汇流槽安放到所述基座上使所述基座上的螺柱穿过所述底板上的通孔,再使用螺母拧到所述螺柱上,从而将所述汇流槽固定于地坑内,安装过程简便。
较佳地,每一所述滤筒孔的周围设置有若干向外凸出的螺柱,所述滤筒的一端具有贴合于所述第一侧壁上的连接部,所述连接部对应开设供所述螺柱一一穿过的若干通孔。
较佳地,所述滤筒为内外双层滤网结构。将所述滤筒设置为双层滤网结构有利于提高了单位长度过滤器的过滤效率。
较佳地,所述弹性件的横截面为圆形,所述弹片的外缘弯折成弧形以容纳所述弹性件。所述弹片的外缘弯折呈弧形并容纳所述弹性件,有利于将所述弹性件稳固于所述弹片及所述第二法兰部之间。
具体地,所述弹性件是金属网卷制而成且首尾相接的金属网绳。采用金属网卷制成绳状的所述弹性件,是为了让弹性件在具有弹性的同时也具有一定的结构刚性,使其在受力时能够被变形压边,而又具有较强的恢复原形状的趋势。
较佳地,所述上壁上设置有上加强肋,所述上加强肋的两端分别固定于两所述第二法兰部。所述上加强肋的作用是增强所述连接模块的结构强度。
较佳地,所述下壁上设置有下加强肋,所述下加强肋的两端分别固定于两所述第二法兰部。所述下加强肋的作用是增强所述连接模块的结构强度。
较佳地,所述第二侧壁与所述第三侧壁上分别设置有侧加强肋,所述侧加强肋的两端分别固定于两所述第二法兰部。所述侧加强肋的作用是增强所述连接模块的结构强度。
附图说明
图1是单列的本发明安全壳再循环过滤器的立体图。
图2是本发明安全壳再循环过滤器中过滤模块的立体图。
图3是过滤模块的侧视图。
图4是过滤模块中汇流槽的立体图。
图5是过滤模块中滤筒的爆炸图。
图6是过滤模块中基座的立体图。
图7是过滤模块中防涡格栅与连接件的示意图。
图8是本发明安全壳再循环过滤器中连接模块的立体图。
图9是连接模块的部分爆炸图。
图10是连接模块的俯视图。
图11是本发明安全壳再循环过滤器中坑口模块的立体图。
图12是本发明安全壳再循环过滤器中相邻两个过滤模块的连接示意图。
具体实施方式
下面结合给出的说明书附图对本发明的较佳实施例作出描述。
如图1所示,本发明提供了一种安全壳再循环过滤器,包括若干过滤模块1、若干连接模块2及至少一坑口模块3。过滤模块1、连接模块2及坑口模块3排布于安全壳地坑环廊内并连通成一流道,其中过滤模块1起过滤作用,连接模块2用于连接相邻的相同或不同模块并能起到管道模块的作用,坑口模块3安装于地坑内的泵入口处。本实施例中的安全壳再循环过滤器以一单列呈现,其具体包括了六个过滤模块1、六个连接模块2及一个坑口模块3。以下将分别详细介绍这三种模块的具体结构,再叙述模块间的连接关系。
如图2与图3所示,过滤模块1包括汇流槽11、若干滤筒12、两防涡格栅13、若干连接件14及两基座15。
如图4所示,汇流槽11呈两端开口的箱体结构并包括相对的两个第一侧壁111及相对的第一顶壁112与底壁113,第一顶壁112连接于两第一侧壁111的上端之间,底壁113连接于两第一侧壁111的下端之间。汇流槽11两端的开口处设置有相对第一顶壁112、底壁113及第一侧壁111向外翻折延伸的第一法兰部114,第一法兰部114呈围绕汇流槽11端部整个开口的环形,因此第一法兰部114包括两个相对的短边及两个相对的长边,其两长边的上下端各设置有一片状的定位卡115,定位卡115的一端固定于第一法兰部114,定位卡115的另一端设置开口的连接槽115a。定位卡由塑性材料制成从而可以扳动。
第一顶壁112上间隔地设置有两排凸起的螺柱112a,每一排螺柱112a包括有若干个,两排螺柱112a的位置分别靠近两第一侧壁111,且螺柱112a的排列方向大致与第一侧壁111的长度方向平行,两排螺柱112a于第一顶壁112上对称设置。本实施例中每一排螺柱112a的数量为四个。底壁113的两端分别固定有一底板116,底板116的位置靠近汇流槽11的开口处并可以紧靠于第一法兰部114,底板116的两端分别伸出于两第一侧壁111之外且底板116的两端分别开设有通孔116a。
两第一侧壁111分别开设有若干滤筒孔111a,且两第一侧壁111呈对称设置,即两第一侧壁111上的滤筒孔111a的位置都是一一对应的。较佳的,滤筒孔111a呈阵列排布,具体为每一第一侧壁111上有三行四列滤筒孔111a,共12个。滤筒孔111a的形状为六边形。每一滤筒孔111a的周围设置有四个向外凸出的螺柱111b。回看图3,为了增加汇流槽11的结构强度,还可以在两第一侧壁111之间设置多个横杆117,横杆117的两端分别固定于两第一侧壁111的内表面,从而在两第一侧壁111之间形成连接关系,防止第一侧壁111受力变形。
结合图2与图4、图5,若干滤筒12一一对应的安装于两第一侧壁111的滤筒孔111a处,因此在本实施例中滤筒12的数量为24个。滤筒12为与滤筒孔111a对应的六棱柱结构,其一端具有方形板状的连接部121,连接部121的四个角落处分别开设有通孔121a。安装滤筒12时,使滤筒12的位置与第一侧壁111上滤筒孔111a的位置相对并将连接部121贴紧到第一侧壁111上,使滤筒孔111a周围的四个螺柱111b分别穿过连接部121上的四个通孔121a,然后用四个螺母分别旋到四个螺柱111b上,当螺母拧紧后滤筒12便被固定于第一侧壁111上。重复进行以上安装步骤完成所有24个滤筒12的安装。
为了在滤筒12长度不变的前提下增加过滤面积而强化过滤效果,本实施例中滤筒12设置为内外双层滤网的结构。具体的,滤筒12包括六棱柱形状的外滤网122及内滤网123,内滤网123设置在外滤网122之内且内滤网123的各个面分别与外滤网122的对应面平行并具有间隔,因此内滤网123与外滤网122之间形成六边的环形区间124。内滤网123与外滤网122的两端均开口,连接部121于外滤网122后端的外侧面形成并向外侧延伸因而不会对外滤网122的开口造成影响。滤筒12还包括一前盖板125与一后盖板126,其中前盖板125呈与环形区间124对应的环形,而后盖板126呈与内滤网123的开口对应的六边形。前盖板125固定在外滤网122的前端与内滤网123的前端之前从而封闭环形区间124这一端的开口。后盖板126固定于内滤网123的后端从而封闭内滤网123后端的开口。后盖板126并未遮蔽环形区间124后端的开口,将滤筒12安装于汇流槽11后,环形区间124可以通过滤筒孔111a与汇流槽11的内部空间连通。过滤水通过外滤网122上的孔洞进入到环形区间124内,经过外滤网122与内滤网123的过滤之后再流入到汇流槽11之内。
参照图6并结合图4,基座15顶部的两端设置有凸起的螺柱151,两螺柱151间的距离与底板116上两通孔116a间的距离相同,基座15的作用是支承汇流槽11,使汇流槽11准确、牢固地固定于地坑内的地面。安装过滤模块1时,首先将两个基座15通过焊接等手段固定到地坑内的地面,再将汇流槽11安放到两基座15上使基座15上的螺柱151穿过底板116上的通孔116a,再使用螺母拧到螺柱151上,从而将汇流槽11固定于地坑内,安装过程简便。作为更优选的设置方式,可以将底板116上的通孔116a设置为长形孔,这样基座15上的螺柱151就可以在通孔116a内滑动,使汇流槽11的位置可以进行一定微调。
参照图7并结合图2,两个防涡格栅13呈网格结构,防涡格栅13的一端开设有一排通孔(未显示),这一排通孔的数量为四个且位置能够一一与第一顶壁112上的螺柱112a对应。连接件14的作用是与第一顶壁112上的螺柱112a连接并将两个防涡格栅13固定在汇流槽11上,因此本实施例中的连接件14的数量也为四个,连接件14是长条板状结构,其两端分别开设有通孔141。当汇流槽11安装到位后,将两防涡格栅13开设有通孔的一端分别安装到第一顶壁112上,使两排螺柱112a穿过两防涡格栅13的两排通孔,然后将四个连接件14压到两防涡格栅13上,使每一连接件14的两通孔141被两排螺柱112a中位置对应的两个穿过。再使用螺母拧紧到螺柱112a上,便可以通过连接件14将防涡格栅13固定于汇流槽11。两防涡格栅13固定后,分别向两第一侧壁111的外侧延伸并分别遮盖于对应的两第一侧壁111上的滤筒12的上方。由于防涡格栅13只有一端固定,为了防止其往下接触滤筒12,在其悬空的一端固定有向下延伸的支撑杆16,支撑杆16支撑于地坑底面,防止防涡格栅13下塌。在具体实现时,防涡格栅13由纵向和横向两种材料交叉而成,其中纵向的为30mm×5mm的扁钢,横向为麻花钢。扁钢和麻花钢隔成的方格尺寸为100mm×30mm。
结合图8至图10所示,连接模块2包括主体20、至少两弹片21及至少两弹性件22。
主体20呈中间围出空腔的框体结构并包括相对且平行的上壁201与下壁202及相对的第二侧壁203与第三侧壁204,上壁201的两端分别固定于第二侧壁203高度方向上的一端与第三侧壁204高度方向上的一端,下壁202的两端分别固定于第二侧壁203高度方向上的另一端与第三侧壁204高度方向上的另一端。第二侧壁203的长度小于第三侧壁204的长度,上壁201与下壁202均大致为梯形,且上壁201与下壁202较窄的一端固定于第二侧壁203,上壁201与下壁202较宽的一端固定于第三侧壁204。具体的,上壁201与下壁202是平面状的,而第二侧壁203与第三侧壁204均是由两个平面相接而成的V形状,且第二侧壁203与第三侧壁204凸向的方向一致。
主体20两端的开口处分别设置有相对上壁201、下壁202、第二侧壁203及第三侧壁204向外翻折延伸的第二法兰部23,第二法兰部23呈围绕主体20的端部开口的矩形的环形结构,并且第二法兰部23尺寸大小与第一法兰部114相同。
上壁201上设置有上加强肋205,上加强肋205的两端分别固定于两第二法兰部23。下壁202上设置有下加强肋(未显示),下加强肋的两端分别固定于两第二法兰部23。第二侧壁203与第三侧壁204上分别设置有两个侧加强肋206,侧加强肋206的两端分别固定于两第二法兰部23。上加强肋205、下加强肋及侧加强肋206均起到加强连接模块2结构强度的作用。两侧加强肋206的高度位置与第一法兰部114上的两定位卡115的高度位置分别对应,并且在每一侧加强肋206的两端还分别设置有凸出的螺柱206a。
本实施例中弹片21与弹性件22均呈与第二法兰部23尺寸大小相同的矩形的环形结构,因此弹片21与弹性件22的数量均为两个。一弹片21与一弹性件22设置于一第二法兰部23,另一弹片21与另一弹性件22设置于另一第二法兰部23。弹片21的内缘使用焊接等手段固定于第二法兰部23的外侧面,弹片21的外缘与第二法兰部23之间具有间隔且弹片21的外缘弯折成弧形。弹性件22的横截面为圆形并容纳于弹片21外缘的弧形区域内,且弹性件22被夹持于弹片21与第二法兰部23之间。具体地,弹性件22是金属网卷制而成且首尾相接的金属网绳,因此弹性件22具有弹性同时也具有一定刚性。
如图11所示,坑口模块3包括坑口汇流槽31,坑口汇流槽31为两端及底部开口的中空箱体结构并包括第二顶壁311及相对的两第四侧壁312,坑口汇流槽31两端的开口处设置有相对第二顶壁311及第四顶壁向外翻折延伸的第三法兰部32,第三法兰部32也是与第一法兰部114、第二法兰部23尺寸大小相同的环形。流入由两端开口流入坑口汇流槽31内的再循环水从其底部开口流入泵入口。
回看图1,坑口模块3还包括坑口基座33,坑口基座33的中间开孔(未显示)并密封地固定于泵入口的周围,坑口汇流槽31密封地固定于坑口基座33上。坑口基座33可以预先安装再支撑坑口汇流槽31,使坑口汇流槽31准确、牢固地固定于泵入口上方。
结合图1、图4、图8及图12,相邻的两个过滤模块1之间通过连接模块2连接,而坑口模块3也通过两连接模块2与其两侧的两个过滤模块1连接。安装时,以连接模块2一侧为例,过滤模块1汇流槽11的第一法兰部114与连接模块2的第二法兰部23对齐并相向紧贴,将第一法兰部114上的定位卡115扳动到连接模块2的这一侧,使连接模块2侧加强肋206上的螺柱206a由连接槽115a的开口处进入连接槽115a内,即定位卡115套在螺柱206a上。然后使用螺母拧到螺柱206a上,拧紧后的螺母将定位卡115压紧在侧加强肋206上,实现了第一法兰部114与第二法兰部23的对接固定。此时第二法兰部23上的弹片21及弹性件22被压紧于第二法兰部23与第一法兰部114之间,从而起到密封作用。在这一连接模块2的另一侧,另一过滤模块1以相同的方式与连接模块2完成连接。对于坑口模块3,同样可以在其第三法兰部32上设置与定位卡115类似的结构,从而完成第三法兰部32与第二法兰部23的对接固定,实现坑口模块3与连接模块2的连接。
安装完成后,每一过滤模块1汇流槽11两端被第一法兰部114围绕的开口分别与两个连接模块2主体20端部被第二法兰部23围绕的开口连通,同时连接模块2主体20端部被第二法兰部23围绕的开口与坑口模块3坑口汇流槽31端部被第三法兰部32围绕的开口连通,进而在所有过滤模块1、连接模块2及坑口模块3之间形成完整流道。流入安全壳地坑的冷却剂由滤筒12上的孔洞进入到环形区间124内并被过滤,过滤后的再循环水在汇流槽11与主体20组成的流道内流向坑口汇流槽31,并进入泵入口,实现重复利用。
本实施例中的螺柱可以是直接成型于相应位置,也可以是先在相应位置打孔后将再穿设现成的螺柱。
与现有技术相比,本发明过滤器由三种模块组成,实现了模块化,且这三种模块都有统一的规格,生产加工简单,成本较低。在组装时坑口模块3对应于地坑中的泵入口处,连接模块2起连接作用并与过滤模块1及坑口模块3连通成为一整体的流道,相邻模块间的连接通过第一法兰部114、第二法兰部23及第三法兰部32的对接来实现,操作简单,同时由于第二法兰部23上已经设置起到密封作用的弹片21及弹性件22,无需另外设置密封结构,降低了安装难度。另外,由于连接模块2的主体20为梯形结构,且安装时相邻的两个过滤模块1设置一连接模块2的两侧,因此能够使所有过滤模块1及坑口模块3自动呈弧形排列而与地坑环廊相应,安装简便。通过改变连接模块2的主体20的形状,便能够使相同的过滤模块1及坑口模块3可以布置于不同的工况场所,并且模块的多少可以自由调整,提高适用性。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已,其作用是方便本领域的技术人员理解并据以实施,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明申请专利范围所作的等同变化,仍属于本发明所涵盖的范围。