CN113013824B - 堆芯探测器组件用密封装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种堆芯探测器组件用密封装置，包括装置主体，所述装置主体为其上设置有贯穿孔的柱状结构，所述贯穿孔贯穿装置主体的两端，还包括柱体，所述柱体可嵌入所述贯穿孔中；柱体的外壁面上设置有外壁凹槽、贯穿孔的孔壁上设置有内壁凹槽；在柱体嵌入贯穿孔后，外壁凹槽与内壁凹槽可形成用于堆芯探测器组件引线穿过密封装置的穿线通道。本密封装置结构简单，便于获得理想的密封可靠性。

Description

堆芯探测器组件用密封装置
技术领域
本发明涉及核电站堆芯仪表测量技术领域，特别是涉及一种堆芯探测器组件用密封装置。
背景技术
堆芯仪表系统是反应堆运行期间进行各参数测量的关键系统，反应堆堆芯会设置堆芯中子测量仪表、堆芯出口温度测量仪表、堆芯液位测量仪表等各类探测器。核电站正常运行过程中，反应堆堆芯内部高温、高压、高腐蚀及强辐射。各类堆芯探测器组件插入堆芯进行参数监测，测得的数据通过组件内的引线穿出密封装置把信号送出堆芯外。
其中密封装置一端与插入堆芯内的套管连接，另一端与堆芯外的放置信号引线的套管连接。如果堆芯内的套管出现破口，密封装置将作为密封边界起到阻止堆芯内放射性水溶液泄漏的作用。所以对密封装置的可靠性具有非常高的要求。此外，不同核电站使用的探测器类型不相同。同时，密封装置在功能上需要确保各类探测器组件的监测信号传出到堆芯外以及可靠的阻挡堆芯内放射性水溶液泄漏。现有技术中并没有披露以上密封装置的具体结构设计。
发明内容
针对上述提出的现有技术中并没有披露以上密封装置的具体结构设计的技术问题，本发明提供了一种堆芯探测器组件用密封装置。本密封装置结构简单，便于获得理想的密封可靠性。
针对上述问题，本发明提供的堆芯探测器组件用密封装置通过以下技术要点来解决问题：堆芯探测器组件用密封装置，包括装置主体，所述装置主体为其上设置有贯穿孔的柱状结构，所述贯穿孔贯穿装置主体的两端，还包括柱体，所述柱体可嵌入所述贯穿孔中；
柱体的外壁面上设置有外壁凹槽、贯穿孔的孔壁上设置有内壁凹槽；
在柱体嵌入贯穿孔后，外壁凹槽与内壁凹槽可形成用于堆芯探测器组件引线穿过密封装置的穿线通道。
本方案针对密封装置所需要具备的，在如堆芯内的套管出现破口时，密封装置将作为密封边界起到阻止堆芯内放射性水溶液泄漏作用的功能需求，提供了一种具体的密封装置结构形式。
具体结构形式中，针对探测器组件引线多为铠装电缆的特点，提供了一种基于柱体上的外壁凹槽、贯穿孔上的内壁凹槽，共同围成所述穿线通道的技术方案，以上结构设计中，所述外壁凹槽即为柱体外壁上的槽体，所述内壁凹槽即为贯穿孔孔壁上的槽体，采用以上方案：便于将贯穿孔本身设置得较大，这样，以上贯穿孔可在组件前期安装时作为如传感器的穿入通道；而完成相应配合后进行密封装置密封处理时，由于以上穿线通道相当于为骑缝孔，可根据具体引线的尺寸，设置所述骑缝孔的尺寸参数，为设置为所述穿线通道的孔径与引接线相等或略大于引接线尺寸，这样，以上柱体与装置本体的配合关系设计，仅需要考虑柱体能够嵌入所述贯穿孔中即可，达到使得形成于柱体与装置本体之间的密封间隙尽可能小的目的。在后续完成所述密封处理时，通过基于粉末焊料和焊剂的填充焊的方式，得到的熔融体封闭所述密封间隙即可。更小的密封间隙填充所需要引入的焊接热量更少，利于保持装置主体、柱体本身具有的材料性能以用于应对环境腐蚀、辐照、力学性能要求等；更少的密封用材料填充量引入便于通过如提升材料一致性，提升密封装置整体结构连接的可靠性，达到提升密封可靠性的目的；更小的填充间隙便于使得所述熔融体能够滞留于所述填充间隙内以可靠的封堵所述填充间隙；更小的填充间隙便于减小填充体端部受压面积，以进一步提高密封可靠性。同时本方案结构简单，便于制备和形成密封关系。
更进一步的技术方案为：
针对探测器组件多传感器，所涉及引线数量一般为多根的特点，为使得单根引线具有单个穿线通道，以减小形成密封所需要填补的填充间隙的大小，设置为：所述柱体的外壁面上设置有多条外壁凹槽、所述贯穿孔的孔壁上设置有多条内壁凹槽，所述外壁凹槽的数量与内壁凹槽的数量相等；
外壁凹槽与内壁凹槽一一对应：在柱体嵌入贯穿孔后，各外壁凹槽均可与其中一条内壁凹槽形成用于堆芯探测器组件引线穿过密封装置的穿线通道。本方案中，以上一一对应即为：一条外壁凹槽对应一条唯一的内壁凹槽，一条内壁凹槽对应一条唯一的外壁凹槽。
为使得柱体与装置本体之间能够形成直接挤压，以进一步提升本密封装置的密封可靠性，设置为：所述贯穿孔为一端孔径大于另一端孔径的台阶孔，所述柱体为T字形结构；
柱体与贯穿孔的配合关系为：柱体以其小端为引入端，由贯穿孔的大端嵌入贯穿孔，柱体的台阶面可支撑于贯穿孔的台阶面上，柱体的小端陷于贯穿孔内；
所述外壁凹槽由柱体的一端延伸至另一端，所述内壁凹槽由贯穿孔的一端延伸至另一端。柱体的台阶面可支撑于贯穿孔的台阶面上即用于形成所述直接挤压关系：在具体运用时，所述柱体的大端朝下。所述柱体的小端陷于贯穿孔内旨在使得当形成所述挤压关系后，柱体的上端还具有未被柱体小端填充的贯穿孔孔道，这样，利用以上贯穿孔孔道填充相应焊料和焊剂，即可非常方便的事实本密封装置的密封焊接。
为便于柱体、贯穿孔加工，同时使得能够利用相应台阶面作为熔融体的挡流面，设置为：所述台阶面均为与密封装置轴线垂直的平面。
为便于熔融体注满所述密封间隙，设置为：所述外壁凹槽、内壁凹槽均由沿着密封装置轴线方向延伸的轴向段和沿着密封装置径向方向延伸的径向段组成。
为便于本密封装置与用于传感器安装的定位装置端部的位置调节器连接，同时使得具体连接位置在一定范围内线性可调，设置为：所述装置主体为一端外径大于另一端外径的台阶轴状结构，在装置主体的小端端部还设置有外螺纹段。本方案在具体运用时，装置主体与下端套管的对接位置位于装置主体外侧的台阶面上，即装置主体的小端位于下端套管内，以便于本密封装置与下端套管的连接。
为更好的利用所述柱体加强装置主体的强度，以使得本密封装置具有更高的强度，设置为：所述贯穿孔为一端孔径大于另一端孔径的台阶孔，所述柱体为T字形结构；
柱体与贯穿孔的配合关系为：柱体以其小端为引入端，由贯穿孔的大端嵌入贯穿孔，柱体的台阶面可支撑于贯穿孔的台阶面上，柱体的小端陷于贯穿孔内；
在密封装置的轴线方向上，装置主体外壁上的台阶面位于装置主体的小端与柱体的小端之间。以上装置主体外壁上的台阶面位于装置主体的小端与柱体的小端之间即旨在通过局部位于装置主体大端贯穿孔中的柱体，形成位于小端与大端之间的连接强度加强段。
为便于本密封装置上装置主体两端分别与外侧的套管、内侧的套管相对接，设置为：所述装置主体的大端端面上设置有为环形凸起或环形凹槽的第一定位台阶，所述装置主体外壁上的台阶面上还设置有为环形凸起或凹槽的第二定位台阶，所述第一定位台阶与第二定位台阶同轴，所述贯穿孔位于第一定位台阶以及第二定位台阶的内侧区域内。在具体运用时，作为本领域技术人员，以上环形凸起或凹槽与相应套管对应：通过所述环形凸起或凹槽，形成相应套管在装置主体对应端面上的限位。
在本密封装置与相应套管对接后，为便于对相应套管的内部空间进行抽真空和注入惰性气体，设置为：所述装置主体上设置有贯穿其两端的竖向充气孔；所述装置主体上还设置有一端孔口位于装置主体侧壁上，另一端孔口与装置主体其中一端端面相通的横向充气孔。本方案在具体运用时，所述竖向充气孔可用于在完成下端套管对接后，由本密封装置的上端利用所述竖向充气孔进行抽真空处理和注入惰性气体处理，而后封闭竖向充气孔；以上横向充气孔用于在完成与上端套管的对接后，由装置主体的侧面进行上端套管内部空间抽真空处理和惰性气体注入处理，而后封闭所述横向充气孔。为便于开设，以上竖向和横向可设置为分别对应装置主体的轴向和径向。针对外壁具有台阶面以用于连接下端套管的运用，以上竖向充气孔的其中一个孔口位于所述台阶面上；针对柱体嵌入后不能完全封闭贯穿孔上端的运用，以上横向充气孔开设为孔口位于所述贯穿孔内壁上且位于柱体上端上方即可。
作为一种结构简单、便于制备、整体力学性能好、尺寸稳定性好的技术方案，设置为：所述装置主体及柱体均为不锈钢材质的一体化结构。
本发明具有以下有益效果：
本方案针对探测器组件引线多为铠装电缆的特点，提供了一种基于柱体上的外壁凹槽、贯穿孔上的内壁凹槽，共同围成所述穿线通道的技术方案，以上结构设计中，所述外壁凹槽即为柱体外壁上的槽体，所述内壁凹槽即为贯穿孔孔壁上的槽体，采用以上方案：便于将贯穿孔本身设置得较大，这样，以上贯穿孔可在组件前期安装时作为如传感器的穿入通道；而完成相应配合后进行密封装置密封处理时，由于以上穿线通道相当于为骑缝孔，可根据具体引线的尺寸，设置所述骑缝孔的尺寸参数，为设置为所述穿线通道的孔径与引接线相等或略大于引接线尺寸，这样，以上柱体与装置本体的配合关系设计，仅需要考虑柱体能够嵌入所述贯穿孔中即可，达到使得形成于柱体与装置本体之间的密封间隙尽可能小的目的。在后续完成所述密封处理时，通过基于粉末焊料和焊剂的填充焊的方式，得到的熔融体封闭所述密封间隙即可。更小的密封间隙填充所需要引入的焊接热量更少，利于保持装置主体、柱体本身具有的材料性能以用于应对环境腐蚀、辐照、力学性能要求等；更少的密封用材料填充量引入便于通过如提升材料一致性，提升密封装置整体结构连接的可靠性，达到提升密封可靠性的目的；更小的填充间隙便于使得所述熔融体能够滞留于所述填充间隙内以可靠的封堵所述填充间隙；更小的填充间隙便于减小填充体端部受压面积，以进一步提高密封可靠性。同时本方案结构简单，便于制备和形成密封关系。
附图说明
图1为本发明所述的堆芯探测器组件用密封装置一个具体实施例的结构示意图，该示意图为位置调节器的结构剖视图；
图2为本发明所述的堆芯探测器组件用密封装置一个具体实施例的具体运用示例示意图；
图3为图1所示沿A-A方向得到的剖视图；
图4为本发明所述的堆芯探测器组件用密封装置一个具体实施例的结构示意图，该示意图为局部结构示意图，反映柱体的剖视结构；
图5为图4所示沿B-B方向得到的剖视图。
图中标记分别为：1、装置主体、1-1、外螺纹段，1-2、内壁凹槽，1-3、横向充气孔，1-4、竖向充气孔，1-5、第一定位台阶，1-6、第二定位台阶，2、柱体，2-1、外壁凹槽。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明不仅限于以下实施例：
实施例1：
如图1至图5所示，堆芯探测器组件用密封装置，包括装置主体1，所述装置主体1为其上设置有贯穿孔的柱状结构，所述贯穿孔贯穿装置主体1的两端，还包括柱体2，所述柱体2可嵌入所述贯穿孔中；
柱体2的外壁面上设置有外壁凹槽2-1、贯穿孔的孔壁上设置有内壁凹槽1-2；
在柱体2嵌入贯穿孔后，外壁凹槽2-1与内壁凹槽1-2可形成用于堆芯探测器组件引线穿过密封装置的穿线通道。
本方案针对密封装置所需要具备的，在如堆芯内的套管出现破口时，密封装置将作为密封边界起到阻止堆芯内放射性水溶液泄漏作用的功能需求，提供了一种具体的密封装置结构形式。
具体结构形式中，针对探测器组件引线多为铠装电缆的特点，提供了一种基于柱体2上的外壁凹槽2-1、贯穿孔上的内壁凹槽1-2，共同围成所述穿线通道的技术方案，以上结构设计中，所述外壁凹槽2-1即为柱体2外壁上的槽体，所述内壁凹槽1-2即为贯穿孔孔壁上的槽体，采用以上方案：便于将贯穿孔本身设置得较大，这样，以上贯穿孔可在组件前期安装时作为如传感器的穿入通道；而完成相应配合后进行密封装置密封处理时，由于以上穿线通道相当于为骑缝孔，可根据具体引线的尺寸，设置所述骑缝孔的尺寸参数，为设置为所述穿线通道的孔径与引接线相等或略大于引接线尺寸，这样，以上柱体2与装置本体的配合关系设计，仅需要考虑柱体2能够嵌入所述贯穿孔中即可，达到使得形成于柱体2与装置本体之间的密封间隙尽可能小的目的。在后续完成所述密封处理时，通过基于粉末焊料和焊剂的填充焊的方式，得到的熔融体封闭所述密封间隙即可。更小的密封间隙填充所需要引入的焊接热量更少，利于保持装置主体1、柱体2本身具有的材料性能以用于应对环境腐蚀、辐照、力学性能要求等；更少的密封用材料填充量引入便于通过如提升材料一致性，提升密封装置整体结构连接的可靠性，达到提升密封可靠性的目的；更小的填充间隙便于使得所述熔融体能够滞留于所述填充间隙内以可靠的封堵所述填充间隙；更小的填充间隙便于减小填充体端部受压面积，以进一步提高密封可靠性。同时本方案结构简单，便于制备和形成密封关系。
实施例2：
本实施例在实施例1的基础上作进一步限定，针对探测器组件多传感器，所涉及引线数量一般为多根的特点，为使得单根引线具有单个穿线通道，以减小形成密封所需要填补的填充间隙的大小，设置为：所述柱体2的外壁面上设置有多条外壁凹槽2-1、所述贯穿孔的孔壁上设置有多条内壁凹槽1-2，所述外壁凹槽2-1的数量与内壁凹槽1-2的数量相等；
外壁凹槽2-1与内壁凹槽1-2一一对应：在柱体2嵌入贯穿孔后，各外壁凹槽2-1均可与其中一条内壁凹槽1-2形成用于堆芯探测器组件引线穿过密封装置的穿线通道。本方案中，以上一一对应即为：一条外壁凹槽2-1对应一条唯一的内壁凹槽1-2，一条内壁凹槽1-2对应一条唯一的外壁凹槽2-1。如图5所示，以引线数量为8条为例，其中的7条引线采用相同的线径(对应孔I～VII)，剩余1条采用其它线径(对应孔VIII)，引线为形状为圆形。
实施例3：
本实施例在实施例1的基础上作进一步限定，为使得柱体2与装置本体之间能够形成直接挤压，以进一步提升本密封装置的密封可靠性，设置为：所述贯穿孔为一端孔径大于另一端孔径的台阶孔，所述柱体2为T字形结构；
柱体2与贯穿孔的配合关系为：柱体2以其小端为引入端，由贯穿孔的大端嵌入贯穿孔，柱体2的台阶面可支撑于贯穿孔的台阶面上，柱体2的小端陷于贯穿孔内；
所述外壁凹槽2-1由柱体2的一端延伸至另一端，所述内壁凹槽1-2由贯穿孔的一端延伸至另一端。柱体2的台阶面可支撑于贯穿孔的台阶面上即用于形成所述直接挤压关系：在具体运用时，所述柱体2的大端朝下。所述柱体2的小端陷于贯穿孔内旨在使得当形成所述挤压关系后，柱体2的上端还具有未被柱体2小端填充的贯穿孔孔道，这样，利用以上贯穿孔孔道填充相应焊料和焊剂，即可非常方便的事实本密封装置的密封焊接。
为便于柱体2、贯穿孔加工，同时使得能够利用相应台阶面作为熔融体的挡流面，设置为：所述台阶面均为与密封装置轴线垂直的平面。
为便于熔融体注满所述密封间隙，设置为：所述外壁凹槽2-1、内壁凹槽1-2均由沿着密封装置轴线方向延伸的轴向段和沿着密封装置径向方向延伸的径向段组成。
为便于本密封装置与用于传感器安装的定位装置端部的位置调节器连接，同时使得具体连接位置在一定范围内线性可调，设置为：所述装置主体1为一端外径大于另一端外径的台阶轴状结构，在装置主体1的小端端部还设置有外螺纹段1-1。本方案在具体运用时，装置主体1与下端套管的对接位置位于装置主体1外侧的台阶面上，即装置主体1的小端位于下端套管内，以便于本密封装置与下端套管的连接。
为更好的利用所述柱体2加强装置主体1的强度，以使得本密封装置具有更高的强度，设置为：所述贯穿孔为一端孔径大于另一端孔径的台阶孔，所述柱体2为T字形结构；
柱体2与贯穿孔的配合关系为：柱体2以其小端为引入端，由贯穿孔的大端嵌入贯穿孔，柱体2的台阶面可支撑于贯穿孔的台阶面上，柱体2的小端陷于贯穿孔内；
在密封装置的轴线方向上，装置主体1外壁上的台阶面位于装置主体1的小端与柱体2的小端之间。以上装置主体1外壁上的台阶面位于装置主体1的小端与柱体2的小端之间即旨在通过局部位于装置主体1大端贯穿孔中的柱体2，形成位于小端与大端之间的连接强度加强段。
实施例4：
本实施例在实施例1的基础上作进一步限定，为便于本密封装置上装置主体1两端分别与外侧的套管、内侧的套管相对接，设置为：所述装置主体1的大端端面上设置有为环形凸起或环形凹槽的第一定位台阶1-5，所述装置主体1外壁上的台阶面上还设置有为环形凸起或凹槽的第二定位台阶1-6，所述第一定位台阶1-5与第二定位台阶1-6同轴，所述贯穿孔位于第一定位台阶1-5以及第二定位台阶1-6的内侧区域内。在具体运用时，作为本领域技术人员，以上环形凸起或凹槽与相应套管对应：通过所述环形凸起或凹槽，形成相应套管在装置主体1对应端面上的限位。
在本密封装置与相应套管对接后，为便于对相应套管的内部空间进行抽真空和注入惰性气体，设置为：所述装置主体1上设置有贯穿其两端的竖向充气孔1-4孔；所述装置主体1上还设置有一端孔口位于装置主体1侧壁上，另一端孔口与装置主体1其中一端端面相通的横向充气孔1-3。本方案在具体运用时，所述竖向充气孔1-4孔可用于在完成下端套管对接后，由本密封装置的上端利用所述竖向充气孔1-4孔进行抽真空处理和注入惰性气体处理，而后封闭竖向充气孔1-4孔；以上横向充气孔1-3用于在完成与上端套管的对接后，由装置主体1的侧面进行上端套管内部空间抽真空处理和惰性气体注入处理，而后封闭所述横向充气孔1-3。为便于开设，以上竖向和横向可设置为分别对应装置主体1的轴向和径向。针对外壁具有台阶面以用于连接下端套管的运用，以上竖向充气孔1-4孔的其中一个孔口位于所述台阶面上；针对柱体2嵌入后不能完全封闭贯穿孔上端的运用，以上横向充气孔1-3开设为孔口位于所述贯穿孔内壁上且位于柱体2上端上方即可。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.堆芯探测器组件用密封装置，包括装置主体(1)，其特征在于，所述装置主体(1)为其上设置有贯穿孔的柱状结构，所述贯穿孔贯穿装置主体(1)的两端，还包括柱体(2)，所述柱体(2)可嵌入所述贯穿孔中；
柱体(2)的外壁面上设置有外壁凹槽(2-1)、贯穿孔的孔壁上设置有内壁凹槽(1-2)；
在柱体(2)嵌入贯穿孔后，外壁凹槽(2-1)与内壁凹槽(1-2)可形成用于堆芯探测器组件引线穿过密封装置的穿线通道；
所述外壁凹槽(2-1)由柱体(2)的一端延伸至另一端，所述内壁凹槽(1-2)由贯穿孔的一端延伸至另一端；
所述外壁凹槽(2-1)、内壁凹槽(1-2)均由沿着密封装置轴线方向延伸的轴向段和沿着密封装置径向方向延伸的径向段组成；
所述贯穿孔为一端孔径大于另一端孔径的台阶孔，所述柱体(2)为T字形结构；
柱体(2)与贯穿孔的配合关系为：柱体(2)以其小端为引入端，由贯穿孔的大端嵌入贯穿孔，柱体(2)的台阶面可支撑于贯穿孔的台阶面上，柱体(2)的小端陷于贯穿孔内；
所述柱体(2)外侧面与所述贯穿孔的内侧面之间设置有间隙，并通过基于粉末焊料和焊剂的填充焊的方式得到熔融体，并使用所述熔融体密封所述柱体(2)外侧面与所述贯穿孔的内侧面之间的间隙；
所述柱体(2)的大端与所述贯穿孔的大端形成挤压关系后，所述柱体(2)的小端与所述贯穿孔的小端之间设置有未被填充的贯穿孔孔道，并在所述未被填充的贯穿孔孔道内填充焊料和焊剂。
2.根据权利要求1所述的堆芯探测器组件用密封装置，其特征在于，所述柱体(2)的外壁面上设置有多条外壁凹槽(2-1)、所述贯穿孔的孔壁上设置有多条内壁凹槽(1-2)，所述外壁凹槽(2-1)的数量与内壁凹槽(1-2)的数量相等；
外壁凹槽(2-1)与内壁凹槽(1-2)一一对应：在柱体(2)嵌入贯穿孔后，各外壁凹槽(2-1)均可与其中一条内壁凹槽(1-2)形成用于堆芯探测器组件引线穿过密封装置的穿线通道。
3.根据权利要求1所述的堆芯探测器组件用密封装置，其特征在于，所述台阶面均为与密封装置轴线垂直的平面。
4.根据权利要求1所述的堆芯探测器组件用密封装置，其特征在于，所述装置主体(1)为一端外径大于另一端外径的台阶轴状结构，在装置主体(1)的小端端部还设置有外螺纹段(1-1)。
5.根据权利要求1所述的堆芯探测器组件用密封装置，其特征在于，在密封装置的轴线方向上，装置主体(1)外壁上的台阶面位于装置主体(1)的小端与柱体(2)的小端之间。
6.根据权利要求1所述的堆芯探测器组件用密封装置，其特征在于，所述装置主体(1)的大端端面上设置有为环形凸起或环形凹槽的第一定位台阶(1-5)，所述装置主体(1)外壁上的台阶面上还设置有为环形凸起或凹槽的第二定位台阶(1-6)，所述第一定位台阶(1-5)与第二定位台阶(1-6)同轴，所述贯穿孔位于第一定位台阶(1-5)以及第二定位台阶(1-6)的内侧区域内。
7.根据权利要求1所述的堆芯探测器组件用密封装置，其特征在于，所述装置主体(1)上设置有贯穿其两端的竖向充气孔(1-4)；所述装置主体(1)上还设置有一端孔口位于装置主体(1)侧壁上，另一端孔口与装置主体(1)其中一端端面相通的横向充气孔(1-3)。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的堆芯探测器组件用密封装置，其特征在于，所述装置主体(1)及柱体(2)均为不锈钢材质的一体化结构。
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