CN108953763B - 用于反应堆柔性长管的支承装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于反应堆柔性长管的支承装置，支承装置包括管夹、支承机构。管夹安装在柔性长管上，支承机构一端与管夹连接，另一端固定设置。支承机构可弹性变形的设置，以释放柔性长管所受的冲击载荷。支承装置用于承载海洋环境反应堆柔性长管所受的各种载荷，支承既满足柔性长管的热膨胀、热位移要求，同时又能满足适应海洋环境下长时间周期性交变载荷和外部冲击载荷，优化柔性长管的受力状态，避免疲劳失效，提高设备可靠性。支承装置的各支承机构可以在狭小空间内成一定角度布置安装，可保证柔性长管在三维空间内的载荷传递。在热膨胀、低速摇摆工况等低速位移发生时允许柔性长管自由膨胀，释放热应力及一定的周期性交变载荷。

Description

用于反应堆柔性长管的支承装置

技术领域

本发明涉及核电技术领域，更具体地说，涉及一种用于反应堆柔性长管的支承装置。

背景技术

反应堆运行时会有冷热态变化，温度变化导致设备产生热膨胀和热位移。

柔性长管(例如波动管)与反应堆容器(例如稳压器与蒸汽发生器)接管嘴直接相连，当反应堆处于冷态时，柔性长管处于冷态位置。当反应堆起堆时，柔性长管温度逐渐上升，柔性长管产生膨胀并且轴线发生热位移。在反应堆冷、热态变化时，柔性长管管道会自胀产生热位移；在事故工况下，巨大冲击会造成柔性长管剧烈甩动。

柔性长管在海洋环境下运行，除设备重量、设备所含介质重量，以及介质流动所产生的静载荷外，还叠加了持续存在的周期性交变载荷。该载荷使柔性长管受到持续的交变惯性力作用，可能导致设备或支承疲劳失效。此外，外部冲击载荷使柔性长管受到较大的瞬时惯性力。

柔性长管自身是一条细长的弯曲承压管道，由若干段焊接而成且自身刚性较低，在海洋交变载荷和冲击载荷作用下有破口风险。因此柔性长管支承布置方式需要释放热膨胀，限制位移，防止发生甩击。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种用于反应堆柔性长管、并能优化柔性长管的受力状态、避免疲劳失效的支承装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种用于反应堆柔性长管的支承装置，包括管夹、支承机构；

所述管夹安装在所述柔性长管上，所述支承机构一端与所述管夹连接，另一端固定设置；

所述支承机构为弹性变形结构，以释放所述柔性长管所受的冲击载荷；

所述支承机构包括在竖直方向进行弹性支承的第一支承组件以及倾斜设置、以在倾斜方向进行弹性支承的第二支承组件，所述第二支承组件包括至少一组阻尼器。

优选地，所述第一支承组件包括可弹性伸缩的弹性件和套设在所述弹性件外的筒状体，所述弹性件的上端与所述管夹连接，下端固定安装。

优选地，所述第一支承组件还包括限定所述弹性件向下变形的变形量的限位机构。

优选地，所述限位机构包括竖直设置的限位件，所述限位件的一端固定设置；

所述限位件的另一端位于所述弹性件的上端和下端之间，与所述弹性件对应的端部之间形成供所述弹性件压缩变形的变形区间。

优选地，所述限位件的上端与所述弹性件的上端定位连接，下端悬空设置；

所述限位机构还包括设于所述弹性件下端的限位部，所述限位部与所述限位件的下端间隔，限定所述限位件下端的下移位置，并限定所述弹性件向下压缩时的变形量。

优选地，所述弹性件设置在所述筒状体内，所述筒状体的上端设有防止所述弹性件向上脱出的定位板，所述定位板上设有通孔；

所述弹性件的上端和所述管夹之间连接有连接件，所述连接件可上下移动地穿设所述通孔。

优选地，所述阻尼器的一端与所述管夹连接，另一端固定安装。

优选地，反应堆包括蒸汽发生器、稳压器以及连接在所述蒸汽发生器的接管嘴和所述稳压器的接管嘴之间的柔性长管，所述支承装置对所述柔性长管支承；

所述柔性长管包括弯折设置的多段管段，部分或全部管段上设有所述支承机构。

优选地，所述支承机构设置在对应管段的中间位置。

优选地，所述支承机构的弹性变形方向与对应位置的所述管段的轴线垂直。

优选地，所述阻尼器的一端与所述管夹连接，另一端固定安装；部分所述管段上设有两组或多组所述阻尼器，两组所述阻尼器的倾斜方向不同。

实施本发明的用于反应堆柔性长管的支承装置，具有以下有益效果：支承装置用于承载海洋环境反应堆柔性长管所受的各种载荷，支承既满足柔性长管的热膨胀、热位移要求，同时又能满足适应海洋环境下长时间周期性交变载荷和外部冲击载荷，优化柔性长管的受力状态，避免疲劳失效，提高设备可靠性。

另外，支承装置的各支承机构可以在狭小空间内成一定角度布置安装，可保证柔性长管在三维空间内的载荷传递。在热膨胀、低速摇摆工况等低速位移发生时允许柔性长管自由膨胀，释放热应力及一定的周期性交变载荷。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例中的柔性长管上安装有支承装置时的立体结构示意图；

图2是图1中的柔性长管上安装有支承装置时的右视方向示意图；

图3是图1中的柔性长管上安装有支承装置时的俯视方向示意图；

图4是图1中的第一支承组件的剖面结构示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

结合图1至图3所示，本发明一个优选实施例中的反应堆包括蒸汽发生器、稳压器以及连接在蒸汽发生器的接管嘴和稳压器的接管嘴之间的柔性长管1，本实施例中，柔性长管1可为波动管，柔性长管1自身是一条细长的弯曲承压管道，通常由若干段焊接而成且自身刚性较低。

反应堆还包括对柔性长管1支承的支承装置，支承装置包括管夹21、支承机构22。管夹21安装在柔性长管1上，让支承装置与柔性长管1连接，对柔性长管1支承，保证柔性长管1的稳定。管夹21的分布可以与支承机构22对应，数量可不做限定，依据支承机构22的设置而定。

支承机构22一端与管夹21连接，另一端固定设置，在连接完成后，可限定柔性长管1的初始位置。支承机构22为弹性变形结构，以在柔性长管1受到外载荷时释放柔性长管1所受的冲击载荷。

支承装置用于承载海洋环境反应堆柔性长管1所受的各种载荷，支承既满足柔性长管1的热膨胀、热位移要求，同时又能满足适应海洋环境下长时间周期性交变载荷和外部冲击载荷，优化柔性长管1的受力状态，避免疲劳失效，提高设备可靠性。

柔性长管1包括弯折设置的多段管段11，可以在部分管段11上设置有支承机构22，比如在其中一个管段11或几个管段11上设置，也可在全部管段11上设置支承机构22。

通常，支承机构22设置在对应管段11的中间位置，可以避开柔性长管1焊缝，同时在接管嘴处预留较大空间，方便柔性长管1的安装及后续运行维护。

支承机构22的弹性变形方向与对应位置的管段11的轴线垂直，可以保证对应管段11轴向受力的平衡。在其他实施例中，若同一管段11上设置两个或多个支承机构22时，该管段11上的各支承机构22的弹性变形方向也可呈夹角，共同作用对管段11定位。

在一些实施例中，支承机构22包括在竖直方向进行弹性支承的第一支承组件221，在柔性长管1受到冲击载荷时，第一支承组件221可以在竖直方向进行弹性缓冲，让柔性长管1的变形幅度在可控范围内。

进一步地，结合图4所示，第一支承组件221包括可弹性伸缩的弹性件2211和套设在弹性件2211外的筒状体2212，弹性件2211的上端与管夹21连接，下端固定安装。

弹性件2211通常为弹簧，也可为通常弹片等结构。安装时可以选用合适弹性系数的弹性件2211，以匹配受到载荷时允许的变形量，也可在安装时调整弹性件2211的预压缩量，来平衡初始载荷。

弹性件2211可为柔性长管1受到载荷时进行缓冲，降低冲击。弹性件2211的下端固定在支承座3上，支承座3可以现场根据需要制作安装，也可为通用件。

第一支承组件221还包括限定弹性件2211向下变形的变形量的限位机构2213，限位机构2213可以利用限定弹性件2211的变形量来限定柔性长管1向下摆动地幅度。

本实施例中，限位机构2213包括竖直设置的限位件2214，限位件2214的一端固定设置。限位件2214的另一端位于弹性件2211的上端和下端之间，与弹性件2211对应的端部之间形成供弹性件2211压缩变形的变形区间。

限位件2214可以为上端固定，下端悬空，也可为下端固定，上端向上伸出。

进一步地，在本实施例中，限位件2214的上端与弹性件2211的上端定位连接，下端悬空设置，在弹性件2211被压缩时，限位件2214随弹性件2211向下运动。

限位机构2213还包括设于弹性件2211下端的限位部2215，限位部2215可为板状，也可为限位凸台等，通常设置在支承座3上，也可设置在筒状体2212的下端。

限位部2215与限位件2214的下端间隔，在弹性件2211压缩后带动限位件2214向下移动时，限位部2215限定限位件2214下端的下移位置，并起到限定弹性件2211向下压缩时的变形量的作用。

若限位件2214的下端固定时，则限位件2214的上端可以起到限定弹性件2211的上端向下变形后的位置，也能达到限定弹性件2211向下压缩时的变形量的作用。在其他实施例中，也可为让筒状体2212限位，弹性件2211的至少一端伸出筒状体2212，在被压缩后，伸出的端部被压缩到筒状体2212内，利用筒状体2212的上下两端进行限位，限定弹性件2211的压缩变形量。

在一些实施例中，弹性件2211设置在筒状体2212内，筒状体2212的上端设有防止弹性件2211向上脱出的定位板2216，定位板2216上设有通孔2217。弹性件2211的上端和管夹21之间连接有连接件2218，连接件2218可上下移动地穿设通孔2217。在柔性长管1受冲击时，经连接件2218传递到弹性件2211，让弹性件2211压缩变形。也可将定位板2216取消，让弹性件2211直接传输筒状体2212。

再结合图1至图3所示，在本实施例中，支承机构22包括倾斜设置、以在倾斜方向进行弹性支承的第二支承组件222。第一支承组件221、第二支承组件222可以分别单独设置，对柔性长管1支承，也可同时设置，同时对柔性长管1支承。

另外，第一支承组件221、第二支承组件222可以单独设置在一管段11上，也可同时设置在一管段11上。

进一步地，第二支承组件222包括一组阻尼器2221，阻尼器2221的一端与管夹21连接，另一端可以固定安装在支承座3上。第一支承组件221的支承座3和第二支承组件222的支承座3可以为一体结构，也可为分体结构单独设置。

阻尼器2221在速度或加速度超过相应值时闭锁，形成刚性支承。一组阻尼器2221可以与第一支承组件221组合，第一支承组件221在竖直方向支承，第二支承组件222的阻尼器2221可以在倾斜方向支承。

第二支承组件222也可包括两组或两组以上的阻尼器2221，与第一支承组件221组合支承，各组阻尼器2221的倾斜方向不同，形成多角度支承。

在外部冲击作用下或破口事故工况下，通过限位机构2213限制弹性件2211向下的变形量，以及阻尼器2221的闭锁，可形成刚性支承对柔性长管1进行各方向限位，防止柔性长管1位移过大而导致破坏或发生甩击。

第二支承组件222也可单独对某管段11进行支承，该管段11上的第二支承组件222可包括一组阻尼器2221，也可包括两组或两组以上的阻尼器2221，分别与柔性长管1连接，各组阻尼器2221的倾斜方向不同，形成多角度支承，保证柔性长管1在多个方向上的载荷传递。

支承装置的各支承机构22可以在狭小空间内成一定角度布置安装，可保证柔性长管1在三维空间内的载荷传递。在热膨胀、低速摇摆工况等低速位移发生时允许柔性长管1自由膨胀，释放热应力及一定的周期性交变载荷，进而优化柔性长管1受力状态，避免疲劳失效。

另外，还可通过调整弹性件2211和阻尼器2221的刚度及预压缩量，平衡竖直方向的初始载荷及水平初始载荷，以确保竖直方向的热位移及沿柔性长管1轴线方向的热位移的释放在可控范围内，避免柔性长管1热位移过大而发生损坏，竖直方向的初始载荷主要为柔性长管1重量及流体介质重量。

还可通过现场实配支承座3的高度与倾斜角度，实现支承机构22布置高度与角度的微调，增强可调性，确保柔性长管1受力均衡。

支承装置仅采用阻尼器2221及弹性件2211两种支承部件，支承结构形式简单，占用空间小，符合紧凑布置反应堆的空间需求。

各阻尼器2221与柔性长管1所成的角度可保证柔性长管1所受载荷在立体空间三维平面内有效传递，进而优化柔性长管1受力状态。在热膨胀、热位移等低速位移发生时允许管道自由膨胀，释放热应力。在外部冲击作用下提供刚性支承对柔性长管1进行各方向限位，避免柔性长管1在惯性力的作用下位移过大而导致破坏。同时在破口事故时，也提供刚性支承限制柔性长管1位移，防止柔性长管1发生甩击。

可以理解地，上述各技术特征可以任意组合使用而不受限制。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于反应堆柔性长管的支承装置，其特征在于，包括管夹（21）、支承机构（22）；

所述管夹（21）安装在所述柔性长管（1）上，所述支承机构（22）一端与所述管夹（21）连接，另一端固定设置；

所述支承机构（22）为弹性变形结构，以释放所述柔性长管（1）所受的冲击载荷；

所述支承机构（22）包括在竖直方向进行弹性支承的第一支承组件（221）以及倾斜设置、以在倾斜方向进行弹性支承的第二支承组件（222），所述第二支承组件（222）包括至少一组阻尼器（2221）；

反应堆包括蒸汽发生器、稳压器以及连接在所述蒸汽发生器的接管嘴和所述稳压器的接管嘴之间的柔性长管（1），所述支承装置对所述柔性长管（1）支承；

所述柔性长管（1）包括弯折设置的多段管段（11），部分或全部管段（11）上设有所述支承机构（22）；

所述阻尼器（2221）的一端与所述管夹（21）连接，另一端固定安装；部分所述管段（11）上设有两组或多组所述阻尼器（2221），两组所述阻尼器（2221）的倾斜方向不同。

2.根据权利要求1所述的用于反应堆柔性长管的支承装置，其特征在于，所述第一支承组件（221）包括可弹性伸缩的弹性件（2211）和套设在所述弹性件（2211）外的筒状体（2212），所述弹性件（2211）的上端与所述管夹（21）连接，下端固定安装。

3.根据权利要求2所述的用于反应堆柔性长管的支承装置，其特征在于，所述第一支承组件（221）还包括限定所述弹性件（2211）向下变形的变形量的限位机构（2213）。

4.根据权利要求3所述的用于反应堆柔性长管的支承装置，其特征在于，所述限位机构（2213）包括竖直设置的限位件（2214），所述限位件（2214）的一端固定设置；

所述限位件（2214）的另一端位于所述弹性件（2211）的上端和下端之间，与所述弹性件（2211）对应的端部之间形成供所述弹性件（2211）压缩变形的变形区间。

5.根据权利要求4所述的用于反应堆柔性长管的支承装置，其特征在于，所述限位件（2214）的上端与所述弹性件（2211）的上端定位连接，下端悬空设置；

所述限位机构（2213）还包括设于所述弹性件（2211）下端的限位部（2215），所述限位部（2215）与所述限位件（2214）的下端间隔，限定所述限位件（2214）下端的下移位置，并限定所述弹性件（2211）向下压缩时的变形量。

6.根据权利要求2所述的用于反应堆柔性长管的支承装置，其特征在于，所述弹性件（2211）设置在所述筒状体（2212）内，所述筒状体（2212）的上端设有防止所述弹性件（2211）向上脱出的定位板（2216），所述定位板（2216）上设有通孔（2217）；

所述弹性件（2211）的上端和所述管夹（21）之间连接有连接件（2218），所述连接件（2218）可上下移动地穿设所述通孔（2217）。

7.根据权利要求1所述的用于反应堆柔性长管的支承装置，其特征在于，所述支承机构（22）设置在对应管段（11）的中间位置。

8.根据权利要求1所述的用于反应堆柔性长管的支承装置，其特征在于，所述支承机构（22）的弹性变形方向与对应位置的所述管段（11）的轴线垂直。