[实用新型]一种降低核主泵用高压冷却器法兰盖热应力结构

说明书

一种降低核主泵用高压冷却器法兰盖热应力结构，属于法兰盖应用技术领域，本实用新型包括隔热管、法兰盖和换热管连通器，法兰盖与换热管连通器通过螺栓连接，隔热管置于法兰盖与换热管连通器的内部，隔热管的侧壁上开有通水孔，法兰盖上设置有注水通道和紧急注水流道，隔热管插装在紧急注水流道内，隔热管外壁与法兰盖的紧急注水流道的内壁之间形成小间隙配合，注水通道与小间隙连通。利用流体导热系数小的特性增大隔热管管外热阻，降低法兰盖紧急注入水流道内壁面换热系数，降低法兰盖热应力，延长法兰盖使用寿命。通过对隔热管内外径尺寸的控制使管外热阻远大于管内热阻，起到隔离作用。

技术领域

本实用新型涉及一种降低核主泵用高压冷却器法兰盖热应力结构，属于法兰盖应用技术领域。

背景技术

高压冷却器是反应堆冷却剂泵(核主泵)紧急轴封注入水供应系统上的重要设备，负责在轴封注入水断失时将带辐射的290℃反应堆冷却剂冷却至50℃以下，供核主泵轴封使用。高压冷却器在核电站服役期间，当核主泵紧急注入水供应系统启动时，从核主泵引出带辐射的290℃反应堆冷却剂会通过管道注入高压冷却器法兰盖，使法兰盖流道内的介质在极端时间内由预备工况的50℃轴封注入水变化到290℃反应堆冷却剂，使法兰盖承受热冲击作用。

分析表明，正常工况下单纯的机械应力并不会导致上法兰盖热流体流道出现裂纹，瞬变热冲击工况下结构的热应力才是热疲劳裂纹产生的主要原因。由于高压冷却器法兰盖属于核一级承压部件，其损坏会导致带有辐射的冷却剂泄漏，造成环境辐射污染，故法兰盖的设计必须考虑降低热应力和防止热疲劳裂纹产生。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述技术问题，进而提供一种降低核主泵用高压冷却器法兰盖热应力结构。

本实用新型的技术方案：

一种降低核主泵用高压冷却器法兰盖热应力结构，包括隔热管、法兰盖和换热管连通器，法兰盖与换热管连通器通过螺栓连接，通过O型密封圈密封。隔热管为阶梯轴式隔热管，隔热管插入安装到法兰盖与换热管连通器的内部，轴肩实现轴向定位。隔热管的侧壁开有通水孔。法兰盖上设置有注水通道和紧急注水流道，隔热管插装在紧急注水流道内，隔热管外壁与法兰盖的紧急注水流道的内壁之间形成小间隙配合，注水通道与隔热管的通水孔相连通。

本实用新型具有以下有益效果：降低法兰盖因瞬态温度变化剧烈导致的热应力过大，提高法兰盖疲劳使用寿命。

本实用新型通过在隔热管的侧壁开有通水孔，并与注入水通道连通，隔热管插入安装到法兰盖和换热管连通器中，并与法兰盖流道内壁面之间留有小间隙，故在预备工况时， 50℃的轴封注入水从法兰盖注水通道流入，一小部分静止于法兰盖紧急注水流道与隔热管之间的小间隙中，其余通过隔热管的通水孔经过法兰盖注水通道流入换热管连通器，最终流进高压冷却器管程中。由于法兰盖为静止部件，因此小间隙中的50℃的轴封注入水只能以导热的方式传热，可看作是固体壁面，由于流体导热系数远小于金属，使液体壁面热阻大大增加，从而起到很好的隔热效果；当50℃的轴封注入水断失，紧急工况启动时， 290℃的带有辐射的冷却剂通过外部管道引入隔热管内，由于小间隙的热阻大大增加，从而使法兰盖流道处的等效对流换热系数大大减小，对流换热系数决定着构件温度场的分布情况，降低对流换热系数即减小温差对流道表面的影响程度，进而大幅度降低热应力。

附图说明

图1是本实用新型的截面图；

图2是图1中A-A剖视图；

图3是隔热管剖视图；

图中1-隔热管，2-螺栓，3-法兰盖，4-密封圈，5-换热管连通器，11-通水孔，31- 注水通道，32-紧急注水流道，S2-小间隙。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型进行详细说明。