CN112700894A - 非能动余热排出冷凝器及其安装结构 - Google Patents

非能动余热排出冷凝器及其安装结构 Download PDF

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方园
刘政
罗小雨
程堃
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Abstract

本发明涉及一种非能动余热排出冷凝器及其安装结构，冷凝器包括上端封头、上端封头连接法兰、上端管板、下端封头、下端封头连接法兰、下端管板以及C形管束，上端封头和上端封头连接法兰焊接为一个整体，上端封头连接法兰的两端连接在上端管板的一面，下端封头和下端封头连接法兰焊接为一个整体，下端封头连接法兰的两端连接在下端管板的一面，C形管束开口处的上端部与上端管板的另一面进行胀接，C形管束开口处的下端部与下端管板的另一面进行胀接。本发明冷凝器结构紧凑，堵管维修方便，安装方式牢固可靠，可在狭小的船体空间内进行安装，管束抗冲击摇摆性能好，保证非能动余热排出冷凝器的安全功能。

Description

非能动余热排出冷凝器及其安装结构
技术领域
本发明涉及浮动核电站二次侧的冷凝器，具体地指浮动核电站二次侧非能动余热排出冷凝器及其安装结构。
背景技术
浮动核电站为搭载小型反应堆的可移动式核电站，可为海洋石油平台、海岛提供电、热等能源供给。浮动核电站在设计中采用二次侧非能动余热排出系统作为专设安全设施，在浮动平台发生全平台断电事故时，利用系统自然循环持续导出堆芯余热。非能动余热排出冷凝器作为非能动余热排出系统的核心设备，是提供堆芯余热排出安全相关的关键设备。浮动核电站非能动余热排出冷凝器安装在非能动余热排出水箱内，水箱尺寸狭长，高度较高，采用船体舱壁构造，水箱壁面布置大量构件骨材，水箱外部空间狭窄，这些特点对非能动余热排出冷凝器结构设计及安装非常不利。因此，非能动余热排出冷凝器采用何种结构形式何种安装方式，既能满足狭小空间的在役检查、堵管维修，又能保证冷凝器满足结构可靠、安装牢固、抵抗浮动平台摇摆、冲击、振动等要求成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明目的在于克服上述现有技术的不足而提供一种浮动核电站二次侧非能动余热排出冷凝器及其安装结构，该冷凝器结构简单紧凑，安装牢固，能可靠执行安全功能。
实现本发明目的采用的技术方案是一种非能动余热排出冷凝器，其包括上端封头、上端封头连接法兰、上端管板、下端封头、下端封头连接法兰、下端管板以及C形管束，所述上端封头和上端封头连接法兰焊接为一个整体，上端封头连接法兰的两端连接在所述上端管板的一面，所述下端封头和下端封头连接法兰焊接为一个整体，下端封头连接法兰的两端连接在所述下端管板的一面，所述C形管束开口处的上端部与上端管板的另一面进行胀接，所述C形管束开口处的下端部与下端管板的另一面进行胀接。
此外，本发明专利提供一种上述非能动余热排出冷凝器的安装结构，该安装机构包括上端支撑环、上端支撑筒体、下端支撑环、下端支撑筒体和支撑框架，所述上端支撑环套接于所述上端管板的外部，且焊接在上端支撑筒体的内部；所述下端支撑环套接于所述下端管板的外部，且焊接在下端支撑筒体的内部；所述支撑框架包括四根立柱、四根纵向横梁和四根横向横梁焊接成立方体框架结构，所述C形管束穿过该立方体框架结构；立方体框架结构中的两个相邻立柱的上端与上端支撑筒体焊接固定，立方体框架结构中的两个相邻立柱的下端与下端支撑筒体焊接固定。该安装结构上端和下端支撑筒体贯穿水箱壁面(即船体舱壁)，并与舱壁进行焊接安装，支撑框架侧方四根横向横梁支腿焊接在水箱另一侧壁面的安装垫板上。
本发明具有如下优点：
1)上述非能动余热排出冷凝器结构简单紧凑，可在浮动核电站狭小的水箱空间内进行安装；
2)上述非能动余热排出冷凝器采用C形换热管束传热，C形管束的水平管和竖直管设置管束支持板，可固定和支撑C形管束，并减小管束振动；
3)上述非能动余热排出冷凝器的换热器本体采用支撑框架进行支承，支撑框架采用型钢搭建焊接而成，结构牢固可靠，支撑框架的上下支撑筒体和侧面4根支腿作为固定点焊接在水箱两侧的壁面上，安装方式简单，可保证水箱贯穿处的密封性，具有良好的抗摇摆、冲击性能；
4)上述非能动余热排出冷凝器的封头和管板之间采用法兰连接，封头拆卸简单，堵管维修方便。
本发明浮动核电站非能动余热排出冷凝器结构紧凑，堵管维修方便，通过本发明专用的安装结构，能够牢固可靠地在狭小的船体空间内进行安装，并有效抵御摇摆、冲击等海洋环境条件，管束抗冲击摇摆性能好，保证非能动余热排出冷凝器的安全功能。
附图说明
图1为本发明非能动余热排出冷凝器立体图。
图2为本发明非能动余热排出冷凝器的安装示意图。
图3为图1的主视图。
图4为图1的左视图。
图5为图1的俯视图。
图中标号：1-上端封头，2-上端封头连接法兰，3-上端管板，4-上端支撑环，5-上端支撑筒体，6-下端封头，7-下端封头连接法兰，8-下端管板，9-下端支撑环，10-下端支撑筒体，11-C形管束，12-支撑框架，13-管束支持板，14-安装垫板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明非能动余热排出冷凝器及安装结构作进一步的详细说明。
如图1～5所示，本发明非能动余热排出冷凝器包括换热器本体，本实施例中，换热器本体包括上端封头1、上端封头连接法兰2、上端管板3、下端封头6、下端封头连接法兰7、下端管板8以及C形管束11、管束支持板13，上端封头1和上端封头连接法兰2焊接为一个整体，上端封头连接法兰2通过螺柱和螺母与上端管板3的一面固定连接，上端封头连接法兰2和上端管板3上设置有密封面，下端封头6和下端封头连接法兰7焊接为一个整体，下端封头连接法兰7通过螺柱和螺母与下端管板8的一面固定连接，下端封头连接法兰7和上端管板8上设置有密封面，C形管束11开口处的上端部与上端管板3的另一面进行胀接，C形管束11开口处的下端部与下端管板8的另一面进行胀接。
C形管束11的弧形部位包括位于上下两端的两个水平向管束段、以及连接在两个水平向管束段之间的竖直向管束段，两个水平向管束段和竖直向管束段通过管束支持板13进行支撑固定
本发明还提供一种上述换热器本体的安装结构，该结构用于对换热器本体的支撑，其包括换热器支撑包括上端支撑环4、上端支撑筒体5、下端支撑环9、下端支撑筒体10和支撑框架12，上端支撑环4焊接在上端支撑筒体5的内部，下端支撑环9焊接在下端支撑筒体10的内部，支撑框架12由八根立柱、六根纵向横梁和四根横向横梁焊接成“立方体”形框架结构，支撑框架12的其中两个立柱的上端与上端支撑筒体5焊接固定，立柱下端与下端支撑筒体10焊接固定。
具体地，作为优先的实施方式，该安装结构包括上端支撑环4、上端支撑筒体5、下端支撑环9、下端支撑筒体10和支撑框架12，上端支撑环4套接于所述上端管板的外部，且焊接在上端支撑筒体5的内部；所述下端支撑环9套接于所述下端管板的外部，且焊接在下端支撑筒体10的内部；支撑框架中的四根立柱、四根纵向横梁和四根横向横梁焊接成立方体框架结构，C形管束11穿过该立方体框架结构；立方体框架结构中的两个相邻立柱的上端与上端支撑筒体焊接固定，立方体框架结构中的两个相邻立柱的下端与下端支撑筒体10焊接固定；
进一步地，为了实现对C形管束11的弧形部位的安装，立方体框架结构位于上平面的两根横梁上分别连接有一根上支撑柱(可视为立柱)，所述立方体框架结构位于下平面的两根横梁上分别连接有一根下支撑柱(可视为立柱)，两根上支撑柱的顶端通过第一连接杆连接，两根上支撑柱的底端通过第二连接杆连接。C形管束的弧形部位中位于上端的水平向管束段穿过两根上支撑柱，位于下端的水平向管束段穿过所述两根下支撑柱，竖直向管束段穿过所述立方体框架结构。为了进一步地的固定C形管束，竖直向管束段通过管束支持板13焊接于支撑框架上以实现固定连接；两个水平向管束段通过管束支持板13与上下端的支撑柱焊接以实现固定连接。
本发明非能动余热排出冷凝器的换热器本体通过上端管板3、下端管板8和管束支持板13等多处支撑点焊接固定在换热器支撑的上端支撑环4、下端支撑环9和支撑框架12(支撑柱)上。
本发明非能动余热排出冷凝器安装后的结构如图2所示，冷凝器安装在船体舱壁构造而成的水箱内，非能动余热排出冷凝器依靠支撑框架12的四根横向横梁向外伸出的支腿和上端支撑筒体5、下端支撑筒体10焊接安装在水箱两侧壁面上，水箱一侧壁面开两个圆形孔，上端支撑筒体5贯穿在水箱上部圆形孔内，下端支撑筒体10贯穿在水箱下部圆形孔内，并进行焊接固定，四根支腿焊接固定在水箱另一侧的四块安装垫板14上。

Claims (8)

1.一种非能动余热排出冷凝器，其特征在于：包括上端封头、上端封头连接法兰、上端管板、下端封头、下端封头连接法兰、下端管板以及C形管束，所述上端封头和上端封头连接法兰焊接为一个整体，上端封头连接法兰的两端连接在所述上端管板的一面，所述下端封头和下端封头连接法兰焊接为一个整体，下端封头连接法兰的两端连接在所述下端管板的一面，所述C形管束开口处的上端部与上端管板的另一面进行胀接，所述C形管束开口处的下端部与下端管板的另一面进行胀接。
2.根据权利要求1所述的非能动余热排出冷凝器，其特征在于：所述上端封头连接法兰的两端通过螺柱和螺母与所述上端管板的一面进行固定连接；所述下端封头连接法兰的两端通过螺柱和螺母与所述下端管板的一面进行固定连接。
3.根据权利要求2所述的非能动余热排出冷凝器，其特征在于：所述C形管束的弧形部位包括位于上下两端的两个水平向管束段、以及连接在两个水平向管束段之间的竖直向管束段，两个水平向管束段和竖直向管束段通过管束支持板进行支撑固定。
4.根据权利要求1-3任一所述的非能动余热排出冷凝器，其特征在于：所述上端封头连接法兰和上端管板设置有密封面，所述下端封头连接法兰和下端管板设置有密封面。
5.一种用于权利要求1所述非能动余热排出冷凝器的安装结构，其特征在于：包括上端支撑环、上端支撑筒体、下端支撑环、下端支撑筒体和支撑框架，所述上端支撑环套接于所述上端管板的外部，且焊接在上端支撑筒体的内部；所述下端支撑环套接于所述下端管板的外部，且焊接在下端支撑筒体的内部；所述支撑框架包括四根立柱、四根纵向横梁和四根横向横梁焊接成立方体框架结构，所述C形管束穿过该立方体框架结构；立方体框架结构中的两个相邻立柱的上端与上端支撑筒体焊接固定，立方体框架结构中的两个相邻立柱的下端与下端支撑筒体焊接固定。
6.根据权利要求5所述非能动余热排出冷凝器的安装结构，其特征在于：所述立方体框架结构位于上平面的两根横梁上分别连接有一根上支撑柱，所述立方体框架结构位于下平面的两根横梁上分别连接有一根下支撑柱，两根上支撑柱的顶端通过第一连接杆连接，两根上支撑柱的底端通过第二连接杆连接。
7.根据权利要求5或6所述非能动余热排出冷凝器的安装结构，其特征在于：所述C形管束的弧形部位包括位于上下两端的两个水平向管束段、以及连接在两个水平向管束段之间的竖直向管束段；所述位于上端的水平向管束段穿过所述两根上支撑柱，位于下端的水平向管束段穿过所述两根下支撑柱，所述竖直向管束段穿过所述立方体框架结构。
8.根据权利要求7所述非能动余热排出冷凝器的安装结构，其特征在于：所述竖直向管束段通过第一管束支持板与所述支撑框架固定连接；所述两个水平向管束段通过第二管束支持板与支撑柱固定连接。
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