CN108022657B - 一种端塞及上支承柱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种端塞及上支承柱，所述端塞包括端塞本体，所述端塞本体上设置有通孔，所述通孔贯穿端塞本体的两端，所述通孔的一端呈喇叭口状，且呈喇叭口状的通孔段的直径最大点位于端塞本体的端部，所述端部为端塞本体用于与基座连接的一端。所述上支承柱包括所述端塞。本案提供的端塞及上支承柱达到提升核反应堆运行的安全性和可靠性的目的。

Description

一种端塞及上支承柱

技术领域

本发明涉及压水型核反应堆堆内构件技术领域，特别是涉及一种端塞及上支承柱。

背景技术

在压水型电站核反应堆堆内构件结构设计中，上支承柱是上部堆内构件的重要组成部分。百万千瓦级核电厂上支承柱由于结构上设计复杂，需通过三段环焊缝的焊接才能满足设计要求的精度和功能。上支承柱的功能是把上堆芯板和上支承组件连接成一个具有足够强度和刚性的整体，把燃料组件及其相关组件压紧弹簧作用在堆芯上板上的反力传递到上支承组件上。探测器组件(包括水位探测器组件、中子探测器组件和温度探测器组件)等堆内测量系统装在支承柱的里面，端部从支承柱下端的端塞伸出来对准燃料组件的出口或深入到燃料组件中去。

安全、经济、可靠是反应堆结构设计的重量因素，进一步优化反应堆结构设计，以提高反应堆运行的安全性、经济性或可靠性等，是本领域技术人员所亟待解决的技术问题。

发明内容

针对上述提出的优化反应堆结构设计，以提高反应堆运行的安全性、经济性或可靠性等，是本领域技术人员所亟待解决的技术问题的问题，本发明提供了一种端塞及上支承柱，本案提供的方案可方便探测器组件、导向管等由上支承柱中穿出，从而达到提升核反应堆运行的安全性和可靠性的目的。

为解决上述问题，本发明提供的一种端塞及上支承柱通过以下技术要点来解决问题：一种端塞，包括端塞本体，所述端塞本体上设置有通孔，所述通孔贯穿端塞本体的两端，所述通孔的一端呈喇叭口状，且呈喇叭口状的通孔段的直径最大点位于端塞本体的端部，所述端部为端塞本体用于与基座连接的一端。

具体的，以上将端塞本体上端塞本体与基座连接的一端处的通孔设置为喇叭口状，同时通过对喇叭口状通孔段直径最大点位置的限定，可使得探测器组件或导向管由基座上的孔穿过所述通孔时，喇叭口状的通孔段能够发挥导向作用，从而达到便于探测器组件或导向管穿出通孔，提升核反应堆运行的安全性和可靠性的目的。

作为以上所述的一种端塞进一步的技术方案，作为一种便于通孔加工的实现方式，所述通孔由两段孔段组成，其中的一段孔段呈喇叭口状，另一段孔段为等径直管段。

进一步的，作为一种喇叭口状通孔段能够始终发挥导向作用的技术方案，端塞本体用于与基座连接的一端的通孔的孔径与基座对应位置处基座上的孔的孔径相等，所述对应位置为基座用于与端塞本体连接的一端。

同时，本发明还公开了一种上支承柱，包括沿着上支承柱轴线方向，由上支承柱一端至另一端顺序连接的延长管、法兰、上支承柱体、基座及端塞，所述端塞为以上任意一个方案提供的端塞。

以上上支承柱方案中，通过采用区别于现有技术的端塞，可使得核反应堆工作过程中，探测器组件或导向管能够顺利的由端塞本体上穿出，从而达到提升核反应堆运行的安全性和可靠性的目的。

作为以上所述的一种上支承柱进一步的技术方案，所述延长管、法兰、上支承柱体、基座四者为整体结构。

现有技术中，核电站堆内构件广泛采用的上支承柱，采用了三段环焊缝将上支承柱延长管与上支承柱法兰、上支承柱法兰与上支承柱体、上支承柱体与上支承柱基座焊接连接的结构。然而，该四段的焊接结构带来的一系列焊接变形导致很难控制上支承柱的位置度超差、焊接缺陷难以避免等问题也显现出来。在百万千瓦级核电厂上支承柱制造过程中，由于坡口和钝边设计不合理、焊接工艺参数选取不佳以及焊接操作工操作不当等因素，导致了多根上支承柱全焊透对接焊缝无损检验出现气孔、未焊透等缺陷，也导致多根上支承柱焊接后的位置度超差。

本结构中，将延长管、法兰、上支承柱体、基座四者设置为整体式结构，如通过锻造、铸造得到毛坯后，通过在车床和铣床上等简单的机加工即可得到成品。这样，不仅使得上支撑柱在制造时加工难度低、制造工艺简单，避免了焊接可能导致的一系列缺陷和超差，省去了焊接后的热处理、无损检验、喷砂、酸洗钝化等工序；同时，制造厂无需再购置如焊机、喷砂设备、酸洗钝化设备、焊缝探伤设备等；同时，也省去了相应工序工作人员的人工成本，达到大大节约上支承柱制造的人力和财力成本的目的；同时，由于不再存在焊接变形，可有效避免焊接变形导致的结构尺寸超差、焊接缺陷，确保了上支承柱满足设计要求的功能；此外，由于焊缝的无损检验可能存在误判的风险，故本方案提供的上支承柱结构可靠性更高。

进一步的，所述延长管、法兰、上支承柱体、基座四者的孔孔径相等。本方案中，将延长管、法兰、上支承柱体、基座四者的孔设置为孔径相等，这样，不仅可方便的通过深孔加工一次性加工出所述孔，同时，由于所述的四个孔实质上为一个连贯的孔，这样在上支承柱受力时，区别于现有技术中采用的不等径孔，可有效避免在所述孔的壁面上产生应力集中，即本方案可达到优化上支承柱受力的目的。

进一步的，由于本案提供的上支承柱上可取消用于连接延长管与法兰的焊缝，故在同等设计强度和寿命下，为减轻上支承柱的重量，可将延长管的壁厚设计得更薄，还包括设置在延长管上的直径减小段，所述直径减小段处延长管的直径小于延长管其他部分的直径，且所述直径减小段位于延长管的两端之间。由于上支承柱在使用时，延长管的自由端需与其他部件相连，为使得本案提供的上支承柱具有互换性，将直径减小段设置在延长管的两端之间，这样，在通过设置直径减小段减轻上支承柱重量的同时，使得延长管自由端的尺寸不变，从而达到上述的使得本案提供的上支承柱具有互换性的目的。

进一步的，作为一种可避免上支承柱上产生过大应力集中的技术方案，沿着延长管的轴线方向，所述延长管的外径光滑过渡。

本发明具有以下有益效果：

本发明中，以上将端塞本体上端塞本体与基座连接的一端处的通孔设置为喇叭口状，同时通过对喇叭口状通孔段直径最大点位置的限定，可使得探测器组件或导向管由基座上的孔穿过所述通孔时，喇叭口状的通孔段能够发挥导向作用，从而达到便于探测器组件或导向管穿出通孔，提升核反应堆运行的安全性和可靠性的目的。

以上上支承柱方案中，通过采用区别于现有技术的端塞，可使得核反应堆工作过程中，探测器组件或导向管能够顺利的由端塞本体上穿出，从而达到提升核反应堆运行的安全性和可靠性的目的。

附图说明

图1为本发明所述的一种上支承柱一个具体实施例的结构示意图。

图中的附图标记分别为：1、延长管，2、法兰，3、上支承柱体，4、基座，5、端塞本体，6、通孔。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明不仅限于以下实施例：

实施例1：

如图1所示，一种端塞，包括端塞本体5，所述端塞本体5上设置有通孔6，所述通孔6贯穿端塞本体5的两端，所述通孔6的一端呈喇叭口状，且呈喇叭口状的通孔段的直径最大点位于端塞本体5的端部，所述端部为端塞本体5用于与基座4连接的一端。

本实施例中，以上将端塞本体5上端塞本体5与基座4连接的一端处的通孔6设置为喇叭口状，同时通过对喇叭口状通孔段直径最大点位置的限定，可使得探测器组件或导向管由基座4上的孔穿过所述通孔6时，喇叭口状的通孔段能够发挥导向作用，从而达到便于探测器组件或导向管穿出通孔6，提升核反应堆运行的安全性和可靠性的目的。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上作进一步限定，如图1所示，作为一种便于通孔6加工的实现方式，所述通孔6由两段孔段组成，其中的一段孔段呈喇叭口状，另一段孔段为等径直管段。

作为一种喇叭口状通孔段能够始终发挥导向作用的技术方案，端塞本体5用于与基座4连接的一端的通孔6的孔径与基座4对应位置处基座4上的孔的孔径相等，所述对应位置为基座4用于与端塞本体5连接的一端。

实施例3：

如图1所示，本实施例提供一种上支承柱，包括沿着上支承柱轴线方向，由上支承柱一端至另一端顺序连接的延长管1、法兰2、上支承柱体3、基座4及端塞，所述端塞为以上任意一个实施例提供的任意一个端塞方案。

以上上支承柱方案中，通过采用区别于现有技术的端塞，可使得核反应堆工作过程中，探测器组件或导向管能够顺利的由端塞本体5上穿出，从而达到提升核反应堆运行的安全性和可靠性的目的。

实施例4：

如图1所示，本实施例对实施例3提供的上支承柱方案作进一步限定，所述延长管1、法兰2、上支承柱体3、基座4四者为整体结构。

现有技术中，核电站堆内构件广泛采用的上支承柱，采用了三段环焊缝将上支承柱延长管1与上支承柱法兰2、上支承柱法兰2与上支承柱体3、上支承柱体3与上支承柱基座4焊接连接的结构。然而，该四段的焊接结构带来的一系列焊接变形导致很难控制上支承柱的位置度超差、焊接缺陷难以避免等问题也显现出来。在百万千瓦级核电厂上支承柱制造过程中，由于坡口和钝边设计不合理、焊接工艺参数选取不佳以及焊接操作工操作不当等因素，导致了多根上支承柱全焊透对接焊缝无损检验出现气孔、未焊透等缺陷，也导致多根上支承柱焊接后的位置度超差。

本结构中，将延长管1、法兰2、上支承柱体3、基座4四者设置为整体式结构，如通过锻造、铸造得到毛坯后，通过在车床和铣床上等简单的机加工即可得到成品。这样，不仅使得上支撑柱在制造时加工难度低、制造工艺简单，避免了焊接可能导致的一系列缺陷和超差，省去了焊接后的热处理、无损检验、喷砂、酸洗钝化等工序；同时，制造厂无需再购置如焊机、喷砂设备、酸洗钝化设备、焊缝探伤设备等；同时，也省去了相应工序工作人员的人工成本，达到大大节约上支承柱制造的人力和财力成本的目的；同时，由于不再存在焊接变形，可有效避免焊接变形导致的结构尺寸超差、焊接缺陷，确保了上支承柱满足设计要求的功能；此外，由于焊缝的无损检验可能存在误判的风险，故本方案提供的上支承柱结构可靠性更高。

实施例5：

如图1所示，本实施例对实施例3提供的上支承柱方案作进一步限定，所述延长管1、法兰2、上支承柱体3、基座4四者的孔孔径相等。本方案中，将延长管1、法兰2、上支承柱体3、基座4四者的孔设置为孔径相等，这样，不仅可方便的通过深孔加工一次性加工出所述孔，同时，由于所述的四个孔实质上为一个连贯的孔，这样在上支承柱受力时，区别于现有技术中采用的不等径孔，可有效避免在所述孔的壁面上产生应力集中，即本方案可达到优化上支承柱受力的目的。

进一步的，由于本案提供的上支承柱上可取消用于连接延长管1与法兰2的焊缝，故在同等设计强度和寿命下，为减轻上支承柱的重量，可将延长管1的壁厚设计得更薄，还包括设置在延长管1上的直径减小段，所述直径减小段处延长管1的直径小于延长管1其他部分的直径，且所述直径减小段位于延长管1的两端之间。由于上支承柱在使用时，延长管1的自由端需与其他部件相连，为使得本案提供的上支承柱具有互换性，将直径减小段设置在延长管1的两端之间，这样，在通过设置直径减小段减轻上支承柱重量的同时，使得延长管1自由端的尺寸不变，从而达到上述的使得本案提供的上支承柱具有互换性的目的。

进一步的，作为一种可避免上支承柱上产生过大应力集中的技术方案，沿着延长管1的轴线方向，所述延长管1的外径光滑过渡。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种上支承柱，包括沿着上支承柱轴线方向，由上支承柱一端至另一端顺序连接的延长管（1）、法兰（2）、上支承柱体（3）、基座（4）及端塞，其特征在于，所述端塞包括端塞本体（5），所述端塞本体（5）上设置有通孔（6），所述通孔（6）贯穿端塞本体（5）的两端，所述通孔（6）的一端呈喇叭口状，且呈喇叭口状的通孔段的直径最大点位于端塞本体（5）的端部，所述端部为端塞本体（5）用于与基座（4）连接的一端；所述延长管（1）、法兰（2）、上支承柱体（3）、基座（4）四者为整体结构；还包括设置在延长管（1）上的直径减小段，所述直径减小段处延长管（1）的直径小于延长管（1）其他部分的直径，且所述直径减小段位于延长管（1）的两端之间；所述延长管（1）、法兰（2）、上支承柱体（3）、基座（4）四者的孔孔径相等。

2.根据权利要求1所述的一种上支承柱，其特征在于，沿着延长管的轴线方向，所述延长管（1）的外径光滑过渡。

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