CN109340183A - 一种核反应堆冷却剂泵及其泵壳结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于核反应堆冷却剂泵的泵壳结构，包括：能够与反应堆压力容器相连的泵壳本体和装设在泵壳本体内部的管体，其中：管体的外部与泵壳本体之间的环腔形成用于输送介质的第一流道，管体的内部形成用于输送介质的第二流道，第二流道与第一流道相连通，其中：所输送的介质由第一流道吸入，经第二流道排出，所输送的介质为径向吸入、径向排出。本发明还公开了一种核反应堆冷却剂泵，实施本发明的核反应堆冷却剂泵及其泵壳结构，能够减少管道布置，有效降低LOCA事故的风险，提高了反应堆的安全性；结构合理，装配便捷，易于维修和维护。

Description

一种核反应堆冷却剂泵及其泵壳结构

技术领域

本发明涉及核电领域，尤其涉及一种核反应堆冷却剂泵及其泵壳结构。

背景技术

现有技术中，核反应堆冷却剂泵（以下简称“主泵”）是一回路的驱动设备，主要作用是驱动一回路冷却剂流动，其可靠的运转是核电站连续安全运行的重要保障。

现有的核反应堆冷却剂泵的泵壳通常采用蜗壳式结构，在叶轮的作用下可对输送介质进行吸入和排出作业。其中：流通出口和流通入口均设置相应的管道构成一回路的承压边界。

该结构存在的技术问题是：管道占用空间大，无法形成紧凑型布置，且管道破裂造成LOCA（冷却剂失水事故），事故的风险较大。此外，现有技术中公开的具有进出口流道泵结构的其它实施方式中，通常仅设计叶轮与导叶所构成的相应流道结构，并不会对泵壳进出口的结构进行设计。同时，泵壳进出口的结构设计是泵壳结构紧凑性的重要影响因素之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种核反应堆冷却剂泵及其泵壳结构，能够减少管道布置，有效降低LOCA事故的风险，提高了反应堆的安全性；结构合理，装配便捷，易于维修和维护。

为了解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种核反应堆冷却剂泵及其泵壳结构，包括：能够与反应堆压力容器相连的泵壳本体和装设在泵壳本体内部的管体，其中：管体的外部与泵壳本体之间的环腔形成用于输送介质的第一流道，管体的内部形成用于输送介质的第二流道，第二流道与第一流道相连通，其中：所输送的介质由第一流道吸入，经第二流道排出，所输送的介质为径向吸入、径向排出。

其中，泵壳本体与反应堆压力容器采用对接焊，进出口通过套管连接，用以减少管道布置。

其中，泵壳本体的底部设有微小坡度，以实现自然排空。

其中，泵壳本体为整体锻造，用以消除通过径向吸入、径向排出的所输送介质一回路中的承压焊缝。

其中，泵壳本体包括：直段和接连在直段上的L型段，直段和L型段为整体锻造，用以消除由第一流道吸入，经第二流道排出的所输送介质一回路中的承压焊缝。

其中，管体为弯管。

其中，弯管包括：弯管本体和用以对弯管本体进行限位的支撑环，其中：弯管本体的底部通过固连在泵壳本体的内壁上的第二支撑块和第三支撑块进行固定，弯管本体的开口侧通过固连在泵壳本体内壁上的支撑环进行限位。

其中，弯管本体与第二支撑块通过螺钉紧固；第三支撑块紧固在弯管本体的水平段进行辅助支撑，第三支撑块设为多块。

本发明还公开了一种核反应堆冷却剂泵。

本发明所提供的核反应堆冷却剂泵及其泵壳结构，具有如下有益效果：

第一、管体的外部与泵壳本体之间的环腔形成用于输送介质的第一流道，管体的内部与逆止阀组件的内腔形成用于输送介质的第二流道，第二流道与第一流道相连通，其中：所输送的介质由第一流道吸入，经第二流道排出，所输送的介质为径向吸入、径向排出，结构布置紧凑；同时，泵壳本体与反应堆压力容器采用对接焊，进出口通过套管连接，减少了管道布置，有效降低LOCA事故的风险，提高了反应堆的安全性。

第二、结构设计灵活合理，安全可靠，且易于维修和维护。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明用于核反应堆冷却剂泵的防倒流泵壳实施例一的结构示意图。

图2是本发明用于核反应堆冷却剂泵的泵壳实施例二的结构示意图。

图3是本发明用于核反应堆冷却剂泵的泵壳实施例三的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，为本发明用于核反应堆冷却剂泵的泵壳的实施例一。

本实施例中的核反应堆冷却剂泵（简称主泵），至少包括：用于核反应堆冷却剂泵的泵壳，用于核反应堆冷却剂泵的泵壳与反应堆压力容器相连。

具体实施时，用于核反应堆冷却剂泵的泵壳包括：能够与反应堆压力容器相连的泵壳本体1、装设在泵壳本体1内部的管体2；以及装设在泵壳本体1的内部，与管体2的一端部相连的用以防止输送的介质发生倒流的逆止阀组件；管体2的外部与泵壳本体1之间的环腔形成用于输送介质的第一流道A，管体2的内部与逆止阀组件3的内腔形成用于输送介质的第二流道B，第二流道B与第一流道A相连通，其中：所输送的介质由第一流道A吸入，经第二流道B排出，所输送的介质为径向吸入、径向排出。

具体实施时，泵壳本体1为两端设有开口的中空腔体结构，其装配固定后，其一端的开口设在竖直方向，另一端的开口设在水平方向。泵壳本体1包括：直段11和接连在直段11上的L型段12。本实施例中的直段11和L型段12为整体锻造，其作用是：能够消除径向吸入、径向排出的所输送介质一回路中的承压焊缝，提高主泵的安全性。

进一步的，管体2在本实施例中设为弯管，其它实施方式中，也可将其设为其它形状，只要满足在泵壳本体1的内部套接管体2形成套管结构，满足径向吸入和径向排出紧凑的布置结构即可。

以下进一步说明弯管的具体结构，弯管包括：弯管本体21和用以对弯管本体21进行支撑固定的支撑环22。具体实施时，弯管本体21为两端设有开口的中空腔体结构，弯管装配在泵壳本体1的内部后，弯管一端的开口朝向竖直方向，与泵壳主体1装配后竖直方向的开口端设为同轴，弯管另一端的开口朝向水平方向，与泵壳主体1装配后水平方向的开口端设为同轴，如此能够加强径向吸入和排出的效果，使所输送的介质均匀流动。

弯管本体21与泵壳本体1的装配是通过如下结构实施的，弯管本体21的底部通过固连在泵壳本体1内壁上的第二支撑块4和第三支撑块5进行固定，弯管本体21的顶部通过支撑环22进行限位。

具体实施时，第二支撑块4和第三支撑块5分别呈块状，装配时，两者分别通过焊接的方式固定在泵壳本体1的内壁上。第二支撑块4装配的位置大致对应在弯管本体21的弯折段位置，其主要起到竖直支撑的作用。第二支撑块4上加工有螺纹，螺钉贯穿弯管本体21的相应位置并锁紧在第二支撑块4的螺纹孔中可实现与第二支撑块4的紧固。第三支撑块5装配的位置大致对应弯管本体21水平段端部的位置，第三支撑块5主要起到辅助支撑的作用，其可以根据实际需要设置一块或多块。

支撑环22的一端紧固在泵壳本体1的内壁上，另一端卡持在弯管本体21开口端侧的外壁上。具体实施时，支撑环22的上述限位结构可以仅通过固定弯管本体21的开口端侧加以实现，也可以通过固定弯管本体21与逆止阀组件3相连的连接处，也就是弯管本体21与逆止阀组件3相连的开口位置加以实现，该方式能够增强支撑环22对弯管以及逆止阀组件3的支撑紧固效果。

进一步的，逆止阀组件3包括：逆止阀本体31；装设在逆止阀本体31内部的能够在一定旋转角度范围内进行旋转的逆止阀32；以及用以将逆止阀本体31紧固在泵壳本体1内壁上的第一支撑块33，第一支撑块33固连在泵壳本体1的内壁上，例如，通过焊接的方式将第一支撑块33连接在泵壳本体1的内壁上，第一支撑块33上开设用于装配逆止阀本体31的螺纹孔。具体实施时，第一支撑块33可以为对称布置的两块状结构体，也可以是一整体的圆环结构件。

本实施例中，逆止阀本体31为两端设有开口的腔体结构，其一端开口为用以装配水力部件的第一承插接口311，相对的另一端开口为用以连接管体2的第二承接插口312。第一承插接口311的外周凸设有支耳311a，螺钉穿过支耳311a固连在第一支撑块33所开设的螺纹孔中，以实施对逆止阀本体31一端部的固定。

第一承插接口311位于逆止阀本体31的顶部，所装配的水力部件可以是叶轮等泵结构中常规应用的构件。第二承接插口312位于逆止阀本体31的底部，第二承接插口312能够与弯管本体21的开口端侧进行对接，而后由支撑环22对两者进行限位固定。

本实施例中用于核反应堆冷却剂泵的泵壳按如下装配步骤进行装配，该装配结构体现出核反应堆冷却剂泵的防倒流泵壳的结构紧凑性，以及便于维护和维护，以及安全性高的结构优势。

首先，在泵壳本体1的底部焊接第二支撑块4，同时焊接第三支撑块5并分别在其上加工出螺纹；紧接着，安装弯管2，将弯管2与第二支撑块4通过螺钉连接，实现紧固；

然后，安装支撑环22，并将支撑环22与弯管2进行焊接，同时精加工弯管2与支撑环22相连的承插接口的配合面；

最后，焊接第一支撑块33，轴向定位其配合面，并加工螺纹孔；安装逆止阀本体31，将逆止阀本体31与第一支撑块33通过螺钉连接；根据具体项目加工制造出所应用的水力部件，并将水力部件安装在逆止阀本体31的第一承插接口311上。

本实施例中用于核反应堆冷却剂泵的泵壳在具体实施时，管体2的外部与泵壳本体1之间的环腔形成用于输送介质的第一流道A，管体2的内部（也可以与逆止阀组件3的内腔共同）形成用于输送介质的第二流道B，第二流道B与第一流道A相连通，其中：所输送的介质由第一流道A吸入，经第二流道B排出，如此，在实现防倒流功能的基础上，简化了结构，使结构布置更为紧凑，同时也降低了管道破裂引起的LOCA事故的风险。同时，还可以通过更改第一承插接口311上水力部件的类型对吸入、排出的进出口加以转换。

优选的，泵壳本体1与反应堆压力容器采用对接焊的方式进行连接。此外，第二流道B和第一流道A，也就是径向吸入、排出的进出口通过使用泵壳本体1和管体2相套接的结构方式实施，如此能够减少管道布置，实现反应堆紧凑布置的结构构造，同时降低LOCA事故的风险。

优选的，泵壳本体1底部的一段设有微小坡度1a，以实现自然排空，减少因排水在底部开设排水孔，增强了泵壳的整体强度。

参见图2，为本发明用于核反应堆冷却剂泵的泵壳的实施例二。

本实施例中的用于核反应堆冷却剂泵的泵壳结构与上述实施例一的区别在于，泵壳本体1包括：直段11和接连在直段11上的L型段12。其中，直段11和L型段12为分别锻造后进行装配，第一支撑块33紧固在泵壳本体1的L型段12的内壁上，也就是说泵壳本体1的分段焊缝设置在第一支撑块33之上。分别锻造的作用是：降低锻造加工难度，提高材料的利用率，该装配方式有利于控制质量，降低制造成本。

参见图3，为本发明用于核反应堆冷却剂泵的泵壳的实施例三。

本实施例中的用于核反应堆冷却剂泵的泵壳结构与上述实施例二的区别在于，第一支撑块33紧固在泵壳本体1的直段11的内壁上，也就是说泵壳本体1的分段焊缝设置在第一支撑块33之下。分别锻造的作用是：降低锻造加工难度，提高材料的利用率，该装配方式有利于控制质量，降低制造成本。

实施本发明的核反应堆冷却剂泵及其泵壳结构，具有如下有益效果：

第一、管体的外部与泵壳本体之间的环腔形成用于输送介质的第一流道，管体的内部与逆止阀组件的内腔形成用于输送介质的第二流道，第二流道与第一流道相连通，其中：所输送的介质由第一流道吸入，经第二流道排出。

所输送的介质为径向吸入、径向排出，结构布置紧凑；同时，泵壳本体与反应堆压力容器采用对接焊，进出口通过套管连接，减少了管道布置，有效降低LOCA事故的风险，提高了反应堆的安全性。

第二、泵壳本体的内部装设与管体的一端部相连的逆止阀组件，能够防止主泵在所输送的介质倒流时发生倒转，保障了主泵的性能。

第三、泵壳本体为整体锻造，能够消除径向吸入、径向排出的所输送介质一回路中的承压焊缝，提高了主泵的安全性。

第四、结构设计灵活合理，安全可靠，且易于维修和维护。

Claims (9)

1.一种用于核反应堆冷却剂泵的泵壳结构，其特征在于，包括：能够与反应堆压力容器相连的泵壳本体和装设在所述泵壳本体内部的管体，其中：

所述管体的外部与所述泵壳本体之间的环腔形成用于输送介质的第一流道，所述管体的内部形成用于输送介质的第二流道，所述第二流道与所述第一流道相连通，其中：

所输送的介质由所述第一流道吸入，经所述第二流道排出，所输送的介质为径向吸入、径向排出。

2.如权利要求1所述的用于核反应堆冷却剂泵的泵壳结构，其特征在于，所述泵壳本体与反应堆压力容器采用对接焊，进出口通过套管连接，用以减少管道布置。

3.如权利要求1所述的用于核反应堆冷却剂泵的泵壳结构，其特征在于，所述泵壳本体的底部设有微小坡度，以实现自然排空。

4.如权利要求1-3任一项所述的用于核反应堆冷却剂泵的泵壳结构，其特征在于，所述泵壳本体为整体锻造，用以消除通过径向吸入、径向排出的所输送介质一回路中的承压焊缝。

5.如权利要求1-3任一项所述的用于核反应堆冷却剂泵的泵壳结构，其特征在于，所述泵壳本体包括：直段和接连在所述直段上的L型段，所述直段和所述L型段为整体锻造，用以消除由所述第一流道吸入，经所述第二流道排出的所输送介质一回路中的承压焊缝。

6.如权利要求1所述的用于核反应堆冷却剂泵的泵壳结构，其特征在于，所述管体为弯管。

7.如权利要求6所述的用于核反应堆冷却剂泵的泵壳结构，其特征在于，所述弯管包括：弯管本体和用以对所述弯管本体进行限位的支撑环，其中：

所述弯管本体的底部通过固连在所述泵壳本体的内壁上的第二支撑块和第三支撑块进行固定，所述弯管本体的开口侧通过固连在所述泵壳本体内壁上的支撑环进行限位。

8.如权利要求7所述的用于核反应堆冷却剂泵的泵壳结构，其特征在于，所述弯管本体与所述第二支撑块通过螺钉紧固；

所述第三支撑块紧固在所述弯管本体的水平段进行辅助支撑，所述第三支撑块设为多块。

9.一种核反应堆冷却剂泵，其特征在于，所述核反应堆冷却剂泵包括如权利要求1-8任一项所述的用于核反应堆冷却剂泵的泵壳结构。