本发明涉及一种蒸汽发生器或锅炉的管束包封和隔板的径向固定或支承装置。 热交换器,诸如加压水核反应堆的蒸汽发生器,有一个由大量小直径管组成的管束,管束直立地装在一个基本上为圆柱形的管束包封之内,管束的包封位于蒸汽发生器很厚的、坚固耐压的外壳中。
核反应堆的加压水在小直径管内循环,要汽化的水被引入管束包封内,在那里水与管的外表面接触。蒸汽在管束包封的上部回收,然后在蒸汽一水分离器中基本上被干燥,此分离器在蒸汽发生器的外壳内,管束包封之上。
蒸汽发生器构成很高的部件,在发生器中同轴地设有彼此相隔一个较小径向距离的外壳。
已知采用一些隔板,管束的管子穿过隔板,这些隔板沿管束的高度分布,以保持这些管子有彼此固定的径向位置。这些隔板用直立的连杆互相连接,这一组件装在管束包封中。
因此,重要之点是要支承蒸汽发生器不同地同轴机壳,并通过隔板沿径向支承全部管束,以避免这些机壳和管束之间,在受到例如伴随地震带来的外部作用力的情况下,产生相对移动和冲击。
通过固定在管束包封上的支座来获得径向固定或支承,支座与隔板等高,为每个隔板配置若干个支座。这些支座沿隔板圆周均匀分布。
由FR-A-2511491已知这类固定或支承装置。此装置由一些其厚度超过管束包封厚度的零件构成,管束包封上有螺纹孔,孔中可拧入螺栓,螺栓的端头伸入管束包封和坚固的外壳之间的空隙中,并压靠在此外壳的内表面上。通过将一些楔形垫片插入隔板外缘和支承装置内表面之间,从而朝管束方向调整螺栓,促使这些支座完成支承作用。
这些支座带来的缺点是,它们占去了管束包封和外壳之间空隙的大部分宽度,因而显著减小要汽化的水的通道截面,而且没有提供良好的密封。要汽化的水在此空隙中循环。这些支座带来的另一个缺点是,它们要求将楔形垫片插入制在隔板圆周上的槽中。这些槽相应地减少了管束中的外围管子与隔板边缘之间的距离。若希望在外围管和隔板边缘之间保持有足够的距离,那就必须减少管束中的管子数量。此外,这些支座所必须具有的形状不便于将它们通过焊接固定在管束包封的壁上。
蒸汽发生器管束包封和隔板的其他一些径向固定装置,公开在FRAMATOME FR-A-2562996和美国专利US-A-4503903、4583584、4690206和4768582中。这些装置中无一是完全令人满意的。它们中的一些由于使用楔形垫片,故使其组合和装配变得复杂。这些装置中有些没有提供为令人满意地支承隔板所需的足够的支承面。
为了克服这些缺点,本发明提出一种装置,它可沿径向支承蒸汽发生器的管束包封和隔板,并保证提供一种比迄今可能的更为简单和更加快速的组装过程。这种新颖的支承装置还保证更好地楔紧或固定隔板,因为有较大的支承面。通过使用双螺纹支座,可更进一步地获得这些优点。
因此,本发明涉及一种用于径向支承蒸汽发生器管束包封和隔板的装置,蒸汽发生器包括一个沿给定轴线延伸的耐压外壳,而管束包封也同样沿此轴线延伸,并装在耐压外壳的里面,从而在这两个壳体之间留下了一个环形的空隙;隔板按规定的间隔距离配置,并垂直于轴线地装在管束包封内,以支承管子;支承装置由一些支座组成,这些支座与管束包封的壁横交,并与隔板等高地固定在此壁上;支座沿每个隔板的圆周分布,以便沿径向隔开管束包封和耐压外壳,并在隔板和管束包封之间作用刚性固定力;支座具有允许它沿轴线在耐压外壳内表面上滑动的装置,并具有相对于轴线改变其径向尺寸的螺纹机构,其特征在于,每个支座由与耐压外壳内表面接触的第一部分、第二部分和与隔板接触的第三部分组成,此第二部分作为第一和第三部分之间的中间体,第一部分上制有第一螺纹、上述支座的滑动装置和第二螺纹,通过操纵机构可将其第一螺纹拧在管束包封上,从而将它固定;第二部分有第一螺纹和旋向与第一螺纹相反的第二螺纹,通过操纵机构将第一螺纹拧在第一部分的第二螺纹上;第三部分上有一个螺纹,可以将此螺纹拧在第二部分的第二螺纹上,第三部分上还有一个装置,用于将刚性固定力作用在隔板上。
第一部分可包括一个回转的圆柱体,圆柱体中有一轴向孔,孔被一底部所封闭,以保证它与耐压外壳内表面的接触,圆柱体外壁上制有此第一部分的第一螺纹,它的第二螺纹制在孔上。
第二部分可为一环,在它的外部和内部的圆柱体表面上,各制有第二部分的一个螺纹。
第三部分有一个制有其螺纹的圆柱部分,并有一个延伸的底部,用于与隔板接触。
第一和第二部分的操纵机构,至少可包括一个插入螺栓板手的凹槽。
第一部分和耐压外壳内表面之间的接触,可沿第一部分的一个外凸的表面进行,以便形成点接触,并以此方式构成所述之滑动装置。
第三部分和隔板之间的接触,可沿第三部分的一个大支承面进行,以便将压力作用在隔板外缘上。
下面针对一个非限制性的实施例并参见附图进一步详细说明本发明。其中:
图1:用于加压水核反应堆中的蒸汽发生器纵剖面;
图2:用于径向支承蒸汽发生器管束包封和隔板的止动器或支座;
图3:按本发明的径向支承的支座相应于图2的视图,支座处于装配过程中;
图4:图3的支座在装配结束时的情况;
图5:沿图4V-V线看的径向支承用的支座;
图6:图4的左视图。
在图1所示的纵剖面图中,可见一台蒸汽发生器或锅炉,在它耐压外壳1下部的较小直径部分中装有管束2,管束2有许多倒“U”字形弯管。构成初次循环部分的加压水流过这些管子,并通过进口4从管子隔板3下方流入蒸汽发生器。加压水流过管束2的管子,然后再次流到隔板3的下方,经出口5流出。
在下部附近,管束2的四周环绕着管束包封6,包封6构成汽化腔,在此腔内,供给水与流过离开堆芯的高温水的管束2接触,逐渐汽化,在包封6内上升。汽室上部设有孔口7,用以将蒸汽排往涡轮。
图中未表示的一个给水装置,可以使给水在蒸汽发生器中的水平面8,保持在管束2上方、旋流器10下方的一定距离处,旋流器10构成蒸汽分离器的第一级,并通过管形支柱11与汽化腔包封6的顶端连通。这些管形支柱11焊在汽化腔包封6的顶盖9上,它们可与包封6内部连通。供给水首先流入外壳1和包封6之间的空隙内,进而流到此包封的下端。
在旋流器10出口,已分离出大部分夹带水的蒸汽,流入二级分离器12,二级他离器12由一些挡板组成,它可在蒸汽从孔口7排出前,得到更彻底的干燥。
管束的管子横向由隔板13支承,隔板13横向地装在管束包封6内,连接杆14的下部固定在管子隔板3上,用来保持隔板13的轴向间距。
图2用较大的比例表示图1中的Ⅱ区。图中可清楚看出固定或支承一个隔板13的支座之一。为了实施这一固定,包封6上有一径向孔16,孔16中可插入并固定一个包括径向衬套17的结构,它的一端焊在包封6上,并略微伸入耐压外壳1和管束包封6之间的环形空隙中。上述结构还包括环形板18,环形板18焊在衬套17的端部,它位于环形空隙内并部分地封闭衬套17。最后,此结构还包括第二个衬套19,衬套19与第一个衬套17同心,它焊在环形板18孔的边缘上。
支座包括一个基本上为圆柱形的零件20,此圆柱零件20插入上述结构中,直至与耐压外壳1的内壁接触为止。此零件20有一个大直径部分21和一个直径较小的部分22,大直径部分的直径略小于衬套17的内径,直径较小部分22的直径略小于衬套19的内径。零件20面朝管束包封6的表面经过机械加工,以便构成一个支承面23,支承面23相对于垂直线倾斜角约5°。此支承面的倾斜角与插入隔板13和零件20之间的楔形垫片24的机械加工角相同。零件20的部分22面朝耐压外壳的那一端经机械加工,以构成一个作用在耐压外壳上的球形支承面。
为了将支座安装就位,零件20装入槽内并与耐压外壳1接触。每个零件20通过环形焊缝25焊在衬套17的内表面上。楔形垫片24装在支承面23和隔板13的边缘之间并进行焊接,以便在隔板和管束包封之间构成刚性的支承作用。
现在来说明按照本发明的支承装置,它不使用如先有技术装置中的楔形垫片。图3和4表示支座,它们是同样的视图,但处于不同的装配阶段。图5和6中,一个是平面视图另一个是从图4的左方看的视图。由这些图中可见耐压外壳1、管束包封6和隔板13。支座30由第一部分31、第二部分32和第三部分33组成,这三部分有一根公共的轴线34。套管35焊在圆形的轴向开口28上,它与隔板13等高。套管35占据分隔这两个壳体的环形空隙的一部分。套管35有螺纹孔,用于通过螺纹装入支座30。
第一部分31包括一个回转的圆柱体41,它有一个轴向孔42,轴向孔42由底部43封闭。圆柱体41的外壁44上制有螺纹,它使支座可通过螺纹拧入套管35。孔42是螺纹孔,所以第二部分32可通过螺纹装入部分31。底部43朝耐压外壳1的方向制成凸面。部分31上还制有槽45,使这可通过螺栓板手进行操纵。
第二部分32是一个环,它制有外螺纹,使之能拧入第一部分31,它还制有内螺纹,以便通过螺纹拧入第三部分33。第二部分32上同样制有槽46,以便用一个螺栓板手对它进行操纵。第三部分33有一个制有螺纹的圆柱形部分47,从而可将第三部分33拧入第二部分32。圆柱形部分47延伸出一个底部48。
管束包封和隔板在蒸汽发生器内的组装过程如下:将蒸汽发生器的下部水平地置入;管束包封6临时地固定在蒸汽发生器内它的位置上;在这一阶段,蒸汽发生器内既无管子,亦无隔板;用塞尺通过管束包封内的光滑孔,检验管束包封6的定位情况,以获得在管束包封和耐压外壳之间所要求的间距。
支座30装在套管35上,它们位于收缩的位置上,亦即如图3所示径向尺寸减小了的位置。然而,与图3不同,此时第一部分31没有超出套管35之外。只是在管束包封6在耐压外壳1中就位时,才操纵第一部分31,使之与耐压外壳的内表面接触。可通过焊缝51将此已获得的位置固定下来。
隔板与连接杆顺序地组装在一起,并借助于支座固定。每块隔板用一组所谓“钓杆”的连接杆固定,在组装隔板时,连接杆的各段通过螺纹互相连接,其中第一段连接杆固定在管子隔板3上。隔板13在定位时应使它们的管子插孔彼此对齐,并应与管子隔板3上的孔对齐。
当装入一块隔板时,用螺栓板手操纵第二部分32,将其拧入第一部分31。这导致第三部分33朝隔板无相对转动地直线移动。这一相对运动用箭头表示在图3中。
以此方式,使部分33紧靠在隔板13的外缘上,如图4所示。
作为举例,部分32上可制有外螺纹,共为螺距3毫米的右螺纹,而部分32上制的内螺纹可为螺距6毫米的左螺纹。
在部分32、33之间的焊缝53以及再加上部分32、31之间的焊缝52,结束了支座的装配过程。
图6表示,在第三部分33和隔板13之间的接触,沿底部48的一个大的支承面进行。
因此,按本发明的装置保证结合以下两个功能;
在组装时调整管束包封和耐压外壳之间的间距;
刚性地固持管束包封,并使隔板处于水平面中,包封和隔板保持了它们沿垂直方向的自由度。
此固定或支承作用具有抗地震的功能。这就能使耐压外壳一起来承受突然的水平力和隔板传来的力。