CN106090513A - 一种波纹管密封球形旋转过球装置 - Google Patents

一种波纹管密封球形旋转过球装置 Download PDF

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刘岩
张国华
张小文
李双印
王斌斌
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    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L51/00—Expansion-compensation arrangements for pipe-lines
    • F16L51/02—Expansion-compensation arrangements for pipe-lines making use of bellows or an expansible folded or corrugated tube
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L27/00—Adjustable joints, Joints allowing movement
    • F16L27/02—Universal joints, i.e. with mechanical connection allowing angular movement or adjustment of the axes of the parts in any direction
    • F16L27/04—Universal joints, i.e. with mechanical connection allowing angular movement or adjustment of the axes of the parts in any direction with partly spherical engaging surfaces

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Abstract

本发明涉及一种波纹管密封球形旋转过球装置，该装置包括球体、球壳、波纹管、端管和环板，所述球体一端与过球管道对接，且球体内开设有与过球管道内径相同的对接通孔，所述球壳贴合环套在球体外，球壳与球体可相对旋转，且球壳远离球体的一端与过球管道对接，球体和球壳外部环套有波纹管，波纹管的两端分别通过端管与固定套设在球体和球壳外的环板连接；本发明通过设置可相对旋转的球体和球壳，并在球壳外设置波纹管密封结构，能够解决燃料装卸系统燃料球输送管道的空间管段的角位移补偿问题，降低管道的应力水平，提高管道的安全性，外部采用波纹管密封的结构，可解决普通球形补偿器填料密封泄漏的问题。

Description

一种波纹管密封球形旋转过球装置
技术领域
本发明涉及波纹管应用技术领域，具体的说是一种波纹管密封球形旋转过球装置。
背景技术
华能山东石岛湾核电厂高温气冷堆核电站示范工程（HTR-PM），是在由清华大学自主设计、建造和运营的10兆瓦高温气冷实验堆的技术基础上建设的具有我国自主知识产权的20万千瓦高温气冷堆核电站示范工程，是中国第一座高温气冷堆商用示范电站。该工程于2006年2月列入国家中长期科技发展规划（2006-2020）的16个国家科技重大专项之一，是我国建设创新型国家的一项标志性工程。燃料装卸系统是高温气冷堆核电站中影响其经济并关系到反应堆安全性的关键系统之一。
燃料装卸系统燃料球输送管道的热补偿问题，受内部燃料球过球的限制（管道内径φ65，燃料球外径φ60），采用的现有波纹管膨胀节结构，只能满足直管线的轴向位移补偿。对于平面及空间的“Z”形管段，通常需要选用能够补偿角向位移的膨胀节，现有的单式铰链、单式万向铰链等补偿角位移的膨胀节，在工程应用中，波纹管的角位移变形势必导致燃料球在膨胀节中的卡阻，难以满足顺畅过球的要求。如果采用普通的球形补偿器，填料函耐高温，内部介质氦气的密封问题难以解决。
发明内容
为解决上述现有的燃料装卸系统燃料球输送管道的空间管段的角位移补偿问题，降低管道应力水平，本发明提供一种波纹管密封球形旋转过球装置。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种波纹管密封球形旋转过球装置，该装置包括球体、球壳、波纹管、端管和环板，所述球体一端与过球管道对接，且球体内开设有与过球管道内径相同的对接通孔，所述球壳贴合环套在球体外，球壳与球体可相对旋转，且球壳远离球体的一端与过球管道对接，球体和球壳外部环套有波纹管，波纹管的两端分别通过端管与固定套设在球体和球壳外的环板连接。
所述球壳与球体之间相对旋转的角度为-15°~15°。
所述球体外套设有挡块，且挡块与球壳的端部固定连接。
所述挡块与球体的接触面为与球体相匹配的球面。
所述挡块通过螺栓与球壳固定连接。
所述球体包裹在球壳内的端部倒角。
所述环板的一端分别与端管焊接连接，另一端分别与球体和球壳端部过球管道焊接连接。
本发明的有益效果：
本发明提供的波纹管密封球形旋转过球装置，通过设置可相对旋转的球体和球壳，并在球壳外设置波纹管密封结构，能够解决燃料装卸系统燃料球输送管道的空间管段的角位移补偿问题，降低管道的应力水平，提高管道的安全性，外部采用波纹管密封的结构，可解决普通球形补偿器填料密封耐高温及内部介质氦气泄漏的问题。
附图说明
图1 本发明结构示意图；
图2 本发明应用实施例示意图；
附图标记：1、球体，2、挡块，3、波纹管，4、球壳，5、端管，6、环板，7、固定支架，8、导向管架，9、过球装置Ⅰ，10、过球装置Ⅱ。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的阐述。
一种波纹管密封球形旋转过球装置，其特征在于：该装置包括球体1、球壳4、波纹管3、端管5和环板6，所述球体1一端与过球管道对接，且球体1内开设有与过球管道内径相同的对接通孔，所述球壳4贴合环套在球体1外，球壳4与球体1可相对旋转-15°~15°，且球壳4远离球体1的一端与过球管道对接，球体1和球壳4外部环套有波纹管3，波纹管3的两端分别通过端管5与固定套设在球体1和球壳4外的环板6连接；所述环板6的一端分别与端管5焊接连接，另一端分别与球体1和球壳4端部过球管道焊接连接；所述球体1外套设有挡块2，挡块2与球体1的接触面为与球体1相匹配的球面，且挡块2通过螺栓与球壳4的端部固定连接。
图1为波纹管密封球形旋转过球装置示意图，球体1外表面与球壳4内表面接触，可相对万向旋转-15°~15°，补偿过球管线的角位移变形。球体内孔直径与过球管道内径尺寸相同，端部倒角，便于石墨球顺利通过，挡块2内表面与球体1接触，通过螺栓与球壳4联接固定，防止球体与球壳滑脱。波纹管3两端通过端管5，环板6的一端分别与端管5焊接连接，另一端分别与球体1和球壳4端部过球管道焊接连接，起到密封作用。
图2是波纹管密封球形旋转过球装置在管线上的应用实施例。两个波纹管密封球形旋转过球装置配合使用，通过角向旋转，补偿Z形管段的热位移。
将波纹管密封球形旋转过球装置，简化画为过球装置Ⅰ9、过球装置Ⅱ10，安装在Z形管段的中间管上，过球装置Ⅰ9初始安装位置见图2实线所示，最大可偏转至虚线所示位置，旋转的角度为θ，θ=15度，补偿量为L。两个过球装置成组使用，采用角位移的方式补偿管线热位移，可解决燃料装卸系统燃料球输送管道的空间管段的角位移补偿问题，外部设置的波纹管可以有效解决密封问题，防止内部氦气的泄漏。

Claims (7)

1.一种波纹管密封球形旋转过球装置，其特征在于：该装置包括球体（1）、球壳（4）、波纹管（3）、端管（5）和环板（6），所述球体（1）一端与过球管道对接，且球体（1）内开设有与过球管道内径相同的对接通孔，所述球壳（4）贴合环套在球体（1）外，球壳（4）与球体（1）可相对旋转，且球壳（4）远离球体（1）的一端与过球管道对接，球体（1）和球壳（4）外部环套有波纹管（3），波纹管（3）的两端分别通过端管（5）与固定套设在球体（1）和球壳（4）外的环板（6）连接。
2.如权利要求1所述的波纹管密封球形旋转过球装置，其特征在于：所述球壳（4）与球体（1）之间相对旋转的角度为-15°~15°。
3.如权利要求1所述的波纹管密封球形旋转过球装置，其特征在于：所述球体（1）外套设有挡块（2），且挡块（2）与球壳（4）的端部固定连接。
4.如权利要求3所述的波纹管密封球形旋转过球装置，其特征在于：所述挡块（2）与球体（1）的接触面为与球体（1）相匹配的球面。
5.如权利要求3所述的波纹管密封球形旋转过球装置，其特征在于：所述挡块（2）通过螺栓与球壳（4）固定连接。
6.如权利要求1所述的波纹管密封球形旋转过球装置，其特征在于：所述球体（1）包裹在球壳（4）内的端部倒角。
7.如权利要求1所述的波纹管密封球形旋转过球装置，其特征在于：所述环板（6）的一端分别与端管（5）焊接连接，另一端分别与球体（1）和球壳（4）端部过球管道焊接连接。
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