CN109681685B - 一种爆破片保护装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于核反应堆蒸汽发生器泄压保护技术领域，具体涉及一种爆破片保护装置，用于钠冷快堆中的蒸汽发生器内发生钠水反应时的泄压保护，包括设置在由顶盖和外壳密封连接构成的空腔的内部的接管；接管的底端的接管入口连接在外壳的底端的底座上，用于连通蒸汽发生器，作为钠水反应时蒸汽发生器的内部气体压力的泄放通道；接管的顶端通过一块可更换的爆破片实现密封；外壳上还设有用于连通泄压设备的泄压出口，爆破片能够在内部气体压力达到设定值时发生爆破，使得气体经过接管进入空腔，并经泄压出口进入泄压设备。该装置能够极速泄压，防止事故扩大化，且维护费用低，易于维修更换。

Description

一种爆破片保护装置
技术领域
本发明属于核反应堆蒸汽发生器泄压保护技术领域，具体涉及一种爆破片保护装置。
背景技术
蒸汽发生器是钠冷快堆主热传输系统的关键设备。在钠冷快堆运行过程中，蒸汽发生器长期运行在高温、高压、高流速液体冲刷以及钠环境的恶劣工况下，可能发生水蒸汽管路的泄漏事故。泄漏一旦发生，水和钠将发生剧烈的钠水反应，放出大量的热，使得钠水反应区附近温度、压力急剧升高，造成泄漏的扩大和蔓延，不仅对蒸汽发生器造成破坏，严重时会威胁钠冷快堆的正常运行。
由于钠水反应是一个快速释放氢气、急速升压的爆炸反应，因此，在钠水反应发生瞬间，快速释放掉超压以及反应物，是防止灾害扩大的有效措施。目前，各国针对此事故工况采用的控制技术均相同，即安装爆破片装置实现钠水反应发生时的超压泄放，但针对具体的技术方案和技术要求有差异。
发明内容
本发明的目的是提供一种爆破片保护装置，当蒸汽发生器中发生钠水反应，引起设备超压后，爆破片保护装置能够及时爆破，快速泄压，以实现二回路主冷却系统压力边界的完整性，防止灾害扩大化。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案是一种爆破片保护装置，用于钠冷快堆中的蒸汽发生器内发生钠水反应时的泄压保护，其中，包括设置在由顶盖和外壳密封连接构成的空腔的内部的接管；所述接管的底端的接管入口连接在所述外壳的底端的底座上，用于连通所述蒸汽发生器，作为钠水反应时所述蒸汽发生器的内部气体压力的泄放通道；所述接管的顶端通过一块可更换的爆破片实现密封；所述外壳上还设有用于连通泄压设备的泄压出口，所述爆破片能够在所述内部气体压力达到设定值时发生爆破，使得气体经过所述接管进入所述空腔，并经所述泄压出口进入所述泄压设备。
进一步，所述顶盖底端设有第一上法兰，所述外壳顶端设有第一下法兰，所述顶盖和所述外壳通过所述第一上法兰和所述第一下法兰密封连接构成所述空腔。
进一步，在所述接管的顶端设有第二下法兰和第二上法兰，所述爆破片通过所述第二下法兰和所述第二上法兰密封设置在所述接管的顶端。
进一步，所述爆破片通过焊接密封设置在夹持器上，构成爆破片装置，所述爆破片装置通过所述第二下法兰和所述第二上法兰密封设置在所述接管的顶端；所述爆破片装置和所述第二下法兰之间通过第二锥形垫圈实现密封，或者通过所述第二锥形垫圈和金属圈实现双重密封，所述金属圈为O型金属圈或C型金属圈；所述爆破片装置和所述第二上法兰之间可通过金属垫圈密封或不做密封。
进一步，所述第一上法兰和所述第一下法兰之间通过第一锥形垫圈实现密封；在所述第一锥形垫圈外围的所述第一上法兰和所述第一下法兰的螺栓连接位置，设有平垫圈，实现所述第一上法兰和所述第一下法兰之间的进一步密封，所述螺栓穿过所述平垫圈连接所述第一上法兰和所述第一下法兰。
进一步，在所述第二下法兰和所述第二上法兰之间设有中间法兰，三个法兰通过螺栓连接，所述爆破片设置在所述第二上法兰和所述中间法兰之间；所述中间法兰与所述爆破片的边缘相接触的部分设有环槽，通过所述环槽与所述爆破片的凸起部分的被压限实现所述爆破片对所述接管的顶端密封；或者在所述中间法兰与所述爆破片之间设置金属垫圈实现所述爆破片对所述接管的顶端密封。
进一步，所述中间法兰与所述第二下法兰之间通过第四锥形垫圈实现密封。
进一步，所述第一上法兰和所述第一下法兰之间通过第三锥形垫圈实现密封。
进一步，还包括设置在所述底座上的低点排钠管，所述低点排钠管用于外部容器与所述第一上法兰和所述第一下法兰密封连接构成空腔的连通，排出所述空腔内的液态钠。
本发明的有益效果在于：
1.能够在蒸汽发生器内发生大钠水反应，引起设备超压后，极速泄压，防止事故扩大化。
2.爆破片保护装置加工和维护费用低，易于维修和更换。
附图说明
图1是本发明具体实施方式中所述的A型爆破片保护装置的示意图；(图中箭头为气体泄流方向)
图2是本发明具体实施方式中所述的B型爆破片保护装置的示意图；(图中箭头为气体泄流方向)
图中：1-底座，2-铭牌，3-爆破片标牌，4-外壳，5-第一下法兰，6-第一锥形垫圈，7-第一上法兰，8-顶盖，9-螺栓，10-螺母，11-垫片，12-第二上法兰，13-爆破片装置，14-第二锥形垫圈，15-第二下法兰，16-接管，17-爆破片，18-顶盖吊钩，19-泄压出口，20-低点排钠管，21-接管入口，22-平垫圈，23-第三锥形垫圈，24-第四锥形垫圈，25-中间法兰。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
本发明提供的一种爆破片保护装置，用于钠冷快堆中的蒸汽发生器的泄压保护，包括外壳4、顶盖8、接管16、爆破片17等部件。
如图1、图2所示，顶盖8为筒状，顶端密封，底端设有第一上法兰7；外壳4顶端设有第一下法兰5，底端设有底座1。顶盖8和外壳4通过第一上法兰7和第一下法兰5密封连接构成空腔。
接管16竖直设置在顶盖8和外壳4密封连接构成的空腔的内部；接管16的底端的接管入口21连接在外壳4的底端的底座1上，用于连通蒸汽发生器，使得接管16作为蒸汽发生器内发生钠水反应时的内部气体压力的泄放通道，钠水反应由蒸汽发生器内水蒸汽管路泄漏造成；接管16的顶端密封设置一块爆破片17，爆破片17可更换；外壳4上还设有用于连通泄压设备的泄压出口19；爆破片17是一个圆形薄片，泄压过程中，爆破片17能够在内部气体压力达到设定值(爆破片的上限容许值)时发生爆破，使得气体经过接管16进入空腔，并经泄压出口19进入泄压设备。
在接管16的顶端设有第二下法兰15和第二上法兰12，第二下法兰15与接管16的顶端之间为密封连接，爆破片17通过第二下法兰15和第二上法兰12密封设置在接管16的顶端。
在底座1上还设置有低点排钠管20，低点排钠管20用于外部容器与第一上法兰7和第一下法兰5密封连接构成空腔的连通，排出在泄压过程中进入到空腔内的液态钠。
顶盖8外表面的顶盖吊钩18在爆破片保护装置安装和检修时用于起吊设备。
根据实际需要，本发明所提供的爆破片保护装置包括A型和B型，具体区别如下：
A型爆破片保护装置，如图1所示，
爆破片17通过焊接密封设置在夹持器上，构成爆破片装置13，爆破片装置13通过第二下法兰15和第二上法兰12密封设置在接管16的顶端；爆破片装置13和第二下法兰15之间通过第二锥形垫圈14实现密封，或者通过第二锥形垫圈14和金属圈实现双重密封，金属圈为O型金属圈或C型金属圈；爆破片装置13和第二上法兰12之间可通过金属垫圈密封或不做密封。
第一上法兰7和第一下法兰5之间通过第一锥形垫圈6实现密封；在第一锥形垫圈6外围的第一上法兰7和第一下法兰5的螺栓连接位置，设有平垫圈22，实现第一上法兰7和第一下法兰5之间的进一步密封，螺栓穿过平垫圈22连接第一上法兰7和第一下法兰5。
待爆破片17爆破后，可整体更换爆破片装置13，勿需切割管道。
B型爆破片保护装置，如图2所示，
在第二下法兰15和第二上法兰12之间设有中间法兰25，三个法兰通过螺栓连接，爆破片17设置在第二上法兰12和中间法兰25之间；中间法兰25与爆破片17的边缘相接触的部分设有环槽，通过环槽与爆破片17的凸起部分的被压限实现爆破片17对接管16的顶端密封；或者在中间法兰25与爆破片17之间设置金属垫圈实现爆破片17对接管16的顶端密封。
中间法兰25与第二下法兰15之间通过第四锥形垫圈24实现密封。
第一上法兰7和第一下法兰5之间通过第三锥形垫圈23实现密封。
待爆破片17爆破后，可直接更换爆破片17，勿需切割管道。
本发明所述的装置并不限于具体实施方式中所述的实施例，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。

Claims (7)

1.一种爆破片保护装置，用于钠冷快堆中的蒸汽发生器内发生钠水反应时的泄压保护，其特征是：包括设置在由顶盖(8)和外壳(4)密封连接构成的空腔的内部的接管(16)；所述接管(16)的底端的接管入口(21)连接在所述外壳(4)的底端的底座(1)上，用于连通所述蒸汽发生器，作为钠水反应时所述蒸汽发生器的内部气体压力的泄放通道；所述接管(16)的顶端通过一块可更换的爆破片(17)实现密封；所述外壳(4)上还设有用于连通泄压设备的泄压出口(19)，所述爆破片(17)能够在所述内部气体压力达到设定值时发生爆破，使得气体经过所述接管(16)进入所述空腔，并经所述泄压出口(19)进入所述泄压设备；所述爆破片(17)通过焊接密封设置在夹持器上，构成爆破片装置(13)，所述爆破片装置(13)通过第二下法兰(15)和第二上法兰(12)密封设置在所述接管(16)的顶端；所述爆破片装置(13)和所述第二下法兰(15)之间通过第二锥形垫圈(14)实现密封，或者通过所述第二锥形垫圈(14)和金属圈实现双重密封，所述金属圈为O型金属圈或C型金属圈；所述爆破片装置(13)和所述第二上法兰(12)之间可通过金属垫圈密封或不做密封。
2.如权利要求1所述的爆破片保护装置，其特征是：所述顶盖(8)底端设有第一上法兰(7)，所述外壳(4)顶端设有第一下法兰(5)，所述顶盖(8)和所述外壳(4)通过所述第一上法兰(7)和所述第一下法兰(5)密封连接构成所述空腔。
3.如权利要求2所述的爆破片保护装置，其特征是：所述第一上法兰(7)和所述第一下法兰(5)之间通过第一锥形垫圈(6)实现密封；在所述第一锥形垫圈(6)外围的所述第一上法兰(7)和所述第一下法兰(5)的螺栓连接位置，设有平垫圈(22)，实现所述第一上法兰(7)和所述第一下法兰(5)之间的进一步密封，所述螺栓穿过所述平垫圈(22)连接所述第一上法兰(7)和所述第一下法兰(5)。
4.如权利要求2所述的爆破片保护装置，其特征是：在所述第二下法兰(15)和所述第二上法兰(12)之间设有中间法兰(25)，三个法兰通过螺栓连接，所述爆破片(17)设置在所述第二上法兰(12)和所述中间法兰(25)之间；所述中间法兰(25)与所述爆破片(17)的边缘相接触的部分设有环槽，通过所述环槽与所述爆破片(17)的凸起部分的被压限实现所述爆破片(17)对所述接管(16)的顶端密封；或者在所述中间法兰(25)与所述爆破片(17)之间设置金属垫圈实现所述爆破片(17)对所述接管(16)的顶端密封。
5.如权利要求4所述的爆破片保护装置，其特征是：所述中间法兰(25)与所述第二下法兰(15)之间通过第四锥形垫圈(24)实现密封。
6.如权利要求5所述的爆破片保护装置，其特征是：所述第一上法兰(7)和所述第一下法兰(5)之间通过第三锥形垫圈(23)实现密封。
7.如权利要求2所述的爆破片保护装置，其特征是：还包括设置在所述底座(1)上的低点排钠管(20)，所述低点排钠管(20)用于外部容器与所述第一上法兰(7)和所述第一下法兰(5)密封连接构成空腔的连通，排出所述空腔内的液态钠。
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