CN112102971A - 一种核动力装置的毛细管贯穿件及安装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种核动力装置的毛细管贯穿件及安装方法，提供既保障堆舱壁贯穿处的气密性，又能减少辐射泄漏的毛细管贯穿件，本发明包括前端盖、后端盖和多根贯穿管，所述前端盖上设置多个第一通孔，所述后端盖上设置多个第二通孔，所述贯穿管包括第一水平段、弯折段和第二水平段，所述第一水平段和第二水平段错位分布，所述第一水平段和第二水平段之间连接有所述弯折段，所述第一水平段穿过所述第一通孔并与所述前端盖连接，所述第二水平段穿过所述第二通孔并与所述后端盖连接，所述第一通孔和第二通孔的轴向投影不重叠。本发明具有气密性好，辐射泄漏少等优点。

Description

一种核动力装置的毛细管贯穿件及安装方法
技术领域
本发明涉及核动力装置压力检测技术领域，具体涉及一种核动力装置的毛细管贯穿件及安装方法。
背景技术
核动力装置事故后堆舱温度和压力都较高，测点在堆舱内的压力压差一般无法直接在堆舱内进行测量，而是需要将压力引压或传递至堆舱外进行测量，这时需要用到仪表管或毛细管将压力引压或传递至堆舱外。
对于仪表管引压，容易受到测点位置的影响。
相比于仪表管引压，使用毛细管传递压力不受测点位置的影响，便于压力压差测量仪表的布置，特别适合于舱室容积较小的特种核动力装置。毛细管通常为薄壁、小口径不锈钢管，内部装有填充液，毛细管在贯穿堆舱壁时既要保障贯穿处的气密性也要尽可能减少从贯穿出的辐射泄漏，为此需要研制一种特殊的适用于核动力装置的毛细管贯穿件。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种既保障堆舱壁贯穿处的气密性，又能减少辐射泄漏的毛细管贯穿件。
本发明通过下述技术方案实现：
一种核动力装置的毛细管贯穿件，包括前端盖、后端盖和多根贯穿管，所述前端盖上设置多个第一通孔，所述后端盖上设置多个第二通孔，所述贯穿管包括第一水平段、弯折段和第二水平段，所述第一水平段和第二水平段错位分布，所述第一水平段和第二水平段之间连接有所述弯折段，所述第一水平段穿过所述第一通孔并与所述前端盖连接，所述第二水平段穿过所述第二通孔并与所述后端盖连接，所述第一通孔和第二通孔的轴向投影不重叠。
本发明考虑到核动力装置的特殊性，由于对密封性具有极其严格的要求，在贯穿管上设计弯折段，即第一水平段和第二水平段错位分布，同一贯穿管在前端盖的第一通孔和后端盖的第二通孔的轴向投影不重叠，且不同贯穿管的通孔在径向上不重叠，能够有效减弱从贯穿管处的辐射泄漏。
本发明优选一种核动力装置的毛细管贯穿件，以所述筒体底部为基准，所述第一水平段的位置低于所述第二水平段的位置，所述第一水平段前端位于堆舱内，所述第二水平段末端位于堆舱外。
本发明在将毛细管贯穿件安装好之后，保证所有贯穿管的第一水平段的位置均低于第二水平段的位置，由于第一水平段的前端位于核动力装置的舱内，当堆舱内发生失水事故，即使贯穿管上位于堆舱内部分的卡套密封性丧失导致堆舱内水蒸气进入贯穿管，水蒸气在冷凝后也会在重力作用下自动溢出而不会积聚在贯穿管内，避免了冷凝水的放射性从贯穿管与毛细管之间缝隙漏出。
本发明优选一种核动力装置的毛细管贯穿件，还包括筒体，所述筒体包括前端口和后端口，所述前端口与所述前端盖连接，所述后端口与所述后端盖连接，所述筒体、所述前端盖以及所述后端盖围合形成容纳腔，所述弯折段位于所述容纳腔中。
进一步地，所述筒体的材质为304不锈钢，尺寸为外径194mm，厚度6mm、长度250mm，，筒体末端有10mm长的内径扩大段，所述内径扩大段的内径为
Figure BDA0002696634570000021
所述所述前端盖采用直径为250mm、厚10mm的不锈钢圆板制成，所述前端盖内侧设有外径
Figure BDA0002696634570000022
内径
Figure BDA0002696634570000023
深4mm的环形槽，所述前端盖上开设有19个直径为8.2mm的第一通孔。
所述后端盖采用直径188mm、厚10mm的不锈钢管制成，所述后端盖上开设有19个直径为8.2mm的第二通孔。
本发明优选一种核动力装置的毛细管贯穿件，所述第一水平段和第二水平段均与所述弯折段呈圆弧过渡连接，这样一方面可以减缓毛细管的弯折程度，另一方面可以使得毛细管更好地贯穿所述贯穿管。
本发明优选一种核动力装置的毛细管贯穿件，所述容纳腔中填充有防辐射填充剂。
进一步地，所述防辐射填充剂是蛇纹石混凝土，所述蛇纹石混凝土中含铅粉。
本发明的前端盖和后端盖均采用不锈钢，且在筒体内部紧密填充含铅粉的蛇纹石混凝土，使得整个贯穿件的防辐射泄露性能好。
本发明优选一种核动力装置的毛细管贯穿件，毛细管贯穿所述贯穿管，所述毛细管通过卡套与所述贯穿管的管口密封连接。
本发明优选一种核动力装置的毛细管贯穿件，所述卡套为变径接头卡套。
变径接头卡套便于实现毛细管与贯穿管之间的密封，进一步减少辐射泄漏。
本发明优选一种核动力装置的毛细管贯穿件，所述筒体上设置有灌装孔，所述灌装孔处设置有盖板。
进一步地，所述灌装孔设置在所述筒体的顶部，所述灌装孔的尺寸为长50mm、宽30mm，便于使得蛇纹石混凝土充满整个筒体内部，更好地起到防辐射作用。
本发明优选一种核动力装置的毛细管贯穿件，所述第一通孔和第二通孔均为19个。
一种核动力装置的毛细管贯穿件的安装方法，包括如下步骤：
步骤1：将筒体与前端盖密封连接；
步骤2：将贯穿管在筒体内插入并穿出前端盖；
步骤3：将后端盖与筒体连接，并使得贯穿管穿出后端盖；
步骤4：将贯穿管与前端盖、后端盖进行密封连接；
步骤5：向筒体内部灌装防辐射填充剂；
步骤6：毛细管通过卡套与贯穿管连接；
步骤7：将毛细管贯穿件装入舱壁的穿舱孔中，将所述前端盖与所述舱壁密封连接。
本发明优选的毛细管贯穿件的安装方法，所述密封连接方式为焊接。
本发明具有如下的优点和有益效果：
1、本发明通过对贯穿管进行特殊设计，同一贯穿管在前端盖和后端盖上的通孔不存在轴向重叠，而不同贯穿管在前端盖和后端盖上的通孔不存在径向重叠，能够有效减弱从贯穿管处的辐射泄漏。
2、本发明以堆舱为参考，采用内低外高的贯穿管，如堆舱内发生失水事故，即使贯穿管上位于堆舱内部分的卡套密封性丧失导致堆舱内水蒸气进入贯穿管，水蒸气在冷凝后也会在重力作用下自动溢出而不会积聚在贯穿管内，避免了冷凝水的放射性从贯穿管与毛细管之间缝隙漏出。
3、本发明贯穿管与前和后端盖均采用焊接密封，毛细管通过活动密封卡套与贯穿管连接，能够有效保证贯穿件的气密性，通过前端盖与舱壁的焊接即可实现贯穿件的安装和与舱壁的密封。
4、本发明贯穿件内部填充高密度的含铅蛇纹石混凝土，前后端盖采用后不锈钢板，能够有效提高贯穿件处的辐射屏蔽。
5、本发明的毛细管贯穿件可以实现19根的贯穿，更好地实现引压。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明前端盖的结构示意图。
图3为本发明后端盖的结构示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-筒体，2-前端盖，3-后端盖，4-盖板，5-贯穿管，50-第一水平段，51-第二水平段，52-弯折段，6-卡套，7-防辐射填充剂，8-环形槽，9-第一通孔，10-第二通孔，11-舱壁，12-毛细管。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1至图3所示，一种核动力装置的毛细管贯穿件，包括筒体1、前端盖2、后端盖3和多根贯穿管5，所述筒体1包括前端口和后端口，所述前端口与所述前端盖2连接，所述后端口与所述后端盖3连接，所述筒体1、所述前端盖2以及所述后端盖3围合形成容纳腔。
所述前端盖2上设置多个第一通孔9，所述后端盖3上设置多个第二通孔10，所述贯穿管5包括第一水平段50、弯折段52和第二水平段51，所述第一水平段50和第二水平段51错位分布，所述第一水平段50和第二水平段51之间连接有所述弯折段52，所述第一水平段50穿过所述第一通孔9并与所述前端盖2连接，所述第二水平段51穿过所述第二通孔10并与所述后端盖3连接，所述第一通孔9和第二通孔10的轴向投影不重叠。
本发明考虑到核动力装置的特殊性，由于对密封性具有极其严格的要求，在贯穿管5上设计弯折段52，即第一水平段50和第二水平段51错位分布，前端盖2的第一通孔9和后端盖3的第二通孔10的轴向投影不重叠，可以增加辐射物的传输路径，能够有效减弱从贯穿管5处的辐射泄漏。
所述容纳腔中填充有防辐射填充剂7。
所述防辐射填充剂7是蛇纹石混凝土，所述蛇纹石混凝土中含铅粉。
所述筒体1的顶部设置有灌装孔，所述灌装孔处设置有盖板4，灌装蛇纹石混凝土之后，将所述筒体1与所述盖板4焊接密封，将所述灌装孔设置在所述筒体1的顶部，便于使得蛇纹石混凝土充满整个筒体1内部，更好地起到防辐射作用。
毛细管12贯穿所述贯穿管5，所述毛细管12通过变径接头卡套6与所述贯穿管5的管口密封连接，变径接头卡套6便于实现毛细管12与贯穿管5之间的密封，进一步减少辐射泄漏。
实施例2
一种核动力装置的毛细管贯穿件，包括筒体1、前端盖2、后端盖3和多根贯穿管5，所述筒体1包括前端口和后端口，所述前端口与所述前端盖2连接，所述后端口与所述后端盖3连接，所述筒体1、所述前端盖2以及所述后端盖3围合形成容纳腔。
所述前端盖2上设置多个第一通孔9，所述后端盖3上设置多个第二通孔10，所述贯穿管5包括第一水平段50、弯折段52和第二水平段51，所述第一水平段50和第二水平段51错位分布，所述第一水平段50和第二水平段51之间连接有所述弯折段52，所述第一水平段50穿过所述第一通孔9并与所述前端盖2连接，所述第二水平段51穿过所述第二通孔10并与所述后端盖3连接，所述第一通孔9和第二通孔10的轴向投影不重叠。
本发明考虑到核动力装置的特殊性，由于对密封性具有极其严格的要求，在贯穿管5上设计弯折段52，即第一水平段50和第二水平段51错位分布，前端盖2的第一通孔9和后端盖3的第二通孔10的轴向投影不重叠，可以增加辐射物的传输路径，能够有效减弱从贯穿管5处的辐射泄漏。
所述容纳腔中填充有防辐射填充剂7。
所述防辐射填充剂7是蛇纹石混凝土，所述蛇纹石混凝土中含铅粉。
所述筒体1的顶部设置有灌装孔，所述灌装孔处设置有盖板4，灌装蛇纹石混凝土之后，将所述筒体1与所述盖板4焊接密封，将所述灌装孔设置在所述筒体1的顶部，便于使得蛇纹石混凝土充满整个筒体1内部，更好地起到防辐射作用。
毛细管12贯穿所述贯穿管5，所述毛细管12通过变径接头卡套6与所述贯穿管5的管口密封连接，变径接头卡套6便于实现毛细管12与贯穿管5之间的密封，进一步减少辐射泄漏。
所述筒体1的材质为304不锈钢，尺寸为外径194mm，厚度6mm、长度250mm，所述灌装孔的尺寸为长50mm、宽30mm，筒体1末端有10mm长的内径扩大段，所述内径为
Figure BDA0002696634570000061
所述前端盖2采用直径为250mm、厚10mm的不锈钢圆板制成，所述前端盖2内侧设有外径
Figure BDA0002696634570000062
内径
Figure BDA0002696634570000063
深4mm的环形槽8，所述前端盖2上开设有19个直径为8.2mm的第一通孔9。
所述后端盖3采用直径188mm、厚10mm的不锈钢管制成，所述后端盖3上开设有19个直径为8.2mm的第二通孔10。
所述第一通孔9与第二通孔10相互错位分布，
同一贯穿管对应的第一通孔9和第二通孔10孔垂直距离为20mm，前后端盖上的圆孔均不重叠，避免由此带来的辐射泄漏。
贯穿管5采用直径为8mm，厚度为1mm的不锈钢管制成，贯穿管5采用三段式弯折型结构，所述第一水平段50和第二水平段51均与所述弯折段52呈圆弧过渡连接，圆弧的弯曲半径为150mm，这样一方面可以减缓毛细管12在贯穿管5中的弯折程度，另一方面可以使得毛细管12更好地贯穿所述贯穿管5。所述贯穿管5从所述筒体1插入所述前端盖2并伸出前端盖220mm。贯穿管5在前端盖2就位后，将后端盖3盖住筒体1，并使得贯穿管5也伸出后端盖320mm。待所有贯穿管5在后端盖3贯穿并定位后，对后端盖3与筒体1进行环焊固定，对所有贯穿管5与前后端盖3进行环焊密封。
实施例3
一种核动力装置的毛细管贯穿件的安装方法，包括如下步骤：
步骤1：将筒体1与前端盖2密封连接，将筒体1插入前端盖2的环形槽8中，使得灌装孔垂直朝上，对筒体1内壁与前端盖2连接处进行环焊固定。
步骤2：将贯穿管5在筒体1内插入并穿出前端盖2；
贯穿管5从筒体1插入前端盖2的第一通孔9并伸出前端盖220mm。
步骤3：将后端盖3与筒体1连接，并使得贯穿管5穿过后端盖3的第二通孔10；
将后端盖3盖住所述筒体1，并将贯穿管5穿过后端盖3，贯穿管5伸出后端盖320mm，待所有贯穿管5在后端盖3贯穿并定位后，对后端盖3与筒体1进行环焊固定。
步骤4：将贯穿管5与所述前端盖2和后端盖3进行密封连接；
步骤5：将防辐射填充剂7灌注于所述筒体1中并密封灌装孔；
所有贯穿管5固定后，将含铅粉的蛇纹石混凝土从筒体1上的灌装孔灌入筒体1内，压实填满后将盖板4盖住并通过环焊进行密封。
步骤6：贯穿管5两端安装有变径接头卡套6，毛细管12贯穿时通过卡套6实现毛细管12与贯穿管5的连接与密封。
步骤7：将毛细管贯穿件装入舱壁11的穿舱孔中，并使得第一水平段50处于第二水平段51的正上方，将所述前端盖2与所述舱壁11进行环焊密封。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种核动力装置的毛细管贯穿件，其特征在于，包括前端盖(2)、后端盖(3)和多根贯穿管(5)，所述前端盖(2)上设置多个第一通孔(9)，所述后端盖(3)上设置多个第二通孔(10)，所述贯穿管(5)包括第一水平段(50)、弯折段(52)和第二水平段(51)，所述第一水平段(50)和第二水平段(51)错位分布，所述第一水平段(50)和第二水平段(51)之间连接有所述弯折段(52)，所述第一水平段(50)穿过所述第一通孔(9)并与所述前端盖(2)连接，所述第二水平段(51)穿过所述第二通孔(10)并与所述后端盖(3)连接，所述第一通孔(9)和第二通孔(10)的轴向投影不重叠。
2.根据权利要求1所述的一种核动力装置的毛细管贯穿件，其特征在于，以所述筒体(1)底部为基准，所述第一水平段(51)的位置低于所述第二水平段(52)的位置，所述第一水平段(51)前端位于堆舱内，所述第二水平段(52)末端位于堆舱外。
3.根据权利要求1或2所述的一种核动力装置的毛细管贯穿件，其特征在于，还包括筒体(1)，所述筒体(1)包括前端口和后端口，所述前端口与所述前端盖(2)连接，所述后端口与所述后端盖(3)连接，所述筒体(1)、所述前端盖(2)以及所述后端盖(3)围合形成容纳腔，所述弯折段(52)位于所述容纳腔中。
4.根据权利要求3所述的一种核动力装置的毛细管贯穿件，其特征在于，所述容纳腔中填充有防辐射填充剂(7)。
5.根据权利要求1或2所述的一种核动力装置的毛细管贯穿件，其特征在于，所述贯穿管(5)中贯穿有毛细管(12)，所述毛细管(12)通过卡套(6)与所述贯穿管(5)的管口密封连接。
6.根据权利要求5所述的一种核动力装置的毛细管贯穿件，其特征在于，所述卡套(6)为变径接头卡套(6)。
7.根据权利要求2所述的一种核动力装置的毛细管贯穿件，其特征在于，所述筒体(1)上设置有灌装孔，所述灌装孔处设置有盖板(4)。
8.根据权利要求1或2所述的一种核动力装置的毛细管贯穿件，其特征在于，所述贯穿管(5)为19根，所述第一通孔(9)和第二通孔(10)均为19个。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的核动力装置的毛细管贯穿件的安装方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：将筒体(1)与前端盖(2)密封连接；
步骤2：将贯穿管(5)在筒体(1)内插入并穿出前端盖(2)；
步骤3：将后端盖(3)与筒体(1)连接，并使得贯穿管(5)穿出后端盖(3)；
步骤4：将贯穿管(5)与前端盖(2)、后端盖(3)进行密封连接；
步骤5：向筒体(1)内部灌装防辐射填充剂(7)；
步骤6：毛细管(12)通过卡套(6)与贯穿管(5)连接；
步骤7：将毛细管贯穿件装入舱壁(11)的穿舱孔中，将所述前端盖(2)与所述舱壁(11)密封连接。
10.根据权利要求9所述的毛细管贯穿件的安装方法，其特征在于，所述密封连接方式为焊接。
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