兼具能动与非能动特点的高温气冷堆主氦风机挡板结构制造技术

本发明专利技术涉及反应堆工程技术领域，特别公开了一种兼具能动与非能动特点的高温气冷堆主氦风机挡板结构，该挡板结构包括锥形管、旋启式止回板和电动装置；其中，旋启式止回板的主体部分位于锥形管内部，电动装置布置在锥形管外部；另外，设计了一种特殊的连接结构连接旋启式止回板和电动装置，具体为：在转轴上安装键，在轴套内对应有环形键槽，使得轴套有绕转轴进行90度自由转动的空行程；根据键在环形键槽内不同位置，使得主氦风机挡板具有既能通过重力和气体压力实现启闭的非能动特性，也能通过电动装置实现启闭的能动特性，可以满足高温气冷堆多种工况要求。

【技术实现步骤摘要】
兼具能动与非能动特点的高温气冷堆主氦风机挡板结构
本专利技术涉及反应堆工程
，特别涉及一种兼具能动与非能动特点的高温气冷堆主氦风机挡板结构。
技术介绍
高温气冷堆是以石墨为慢化剂、氦气为冷却剂的高温反应堆，是一种固有安全性好、发电效率高、用途极为广泛的先进核反应堆。高温气冷堆核电站一回路总体结构如图1所示，包括反应堆压力容器1’与蒸汽发生器压力容器5’，其间采用热气导管3’连接。反应堆堆芯由氦气冷却。高温气冷堆依靠主氦风机驱动氦气冷却剂在反应堆一回路内部循环流动。主氦风机4’为立式布置，安装在蒸汽发生器压力容器5’的正上方。由图1可见，主氦风机4’整体处于一回路内，与反应堆堆芯连通。为了防止反应堆事故停堆工况下堆芯内高达750℃的高温热流发生反向自然流动，应在主氦风机进口或者出口设置挡板，发挥阻挡和隔离作用。否则高达750℃的高温热流会流过热气导管外壁等设计温度低于750℃的一回路边界，造成一回路压力边界破坏，严重影响反应堆的安全性。另外，高温气冷堆存在一种小流量工况，需要有小流量氦气反向(与主氦风机正常工况下的氦气流动方向相反)流过主氦风机。此时主氦风机挡板应处于小开度状态，以保证一定的气流速度。为了与高温气冷堆核电站所具有的非能动安全特性一致，挡板结构选择类似止回阀的舌板结构。一般情况下依靠氦气压力和舌板重力启闭舌板，实现氦气的单向流动。另外，高温气冷堆主氦风机的进气和出气方向均沿轴向，所以选择结构最简单的旋启式止回板。进一步，为了满足核电设计的“多样性”要求，选择电动装置驱动旋启式止回板的舌板，在旋启式止回板非能动特性失效时实现能动启闭舌板，使得主氦风机挡板同时具有能动与非能动特点；另外，在小流量工况下，必须依靠电动装置打开舌板。对于电动装置驱动的旋启式止回板，最关键的技术难点在于设计电动装置与旋启式止回板的具体连接结构，使能动与非能动两种特点可以互相切换。已有文献中未见电动装置驱动旋启式止回板的相关报道，没有可借鉴资料。
技术实现思路
为了克服上述现有技术存在的问题，本专利技术要解决的技术问题是提供一种兼具能动与非能动特点的高温气冷堆主氦风机挡板结构。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种兼具能动与非能动特点的高温气冷堆主氦风机挡板结构，包括锥形管1、旋启式止回板和电动装置8，其特征在于：所述旋启式止回板包括舌板2、曲臂连杆3和转轴4；所述曲臂连杆3一端与所述舌板2通过螺母连接，另一端焊接在转轴4的轴套13上；所述锥形管1的管壁有一圆形开口，用于放置处于全开状态的舌板2和曲臂连杆3；所述圆形开口处焊接一段圆形支管16，圆形支管16的轴线与锥形管1的轴线垂直；所述圆形支管16端部为法兰结构，螺栓连接锥形管侧盖板10；所述旋启式止回板的舌板2、曲臂连杆3和部分转轴布置在锥形管1内；所述电动装置8布置在锥形管1外；所述旋启式止回板与电动装置8之间通过转轴4、锥齿轮7和电动装置连接轴9进行连接；所述转轴4一端连接旋启式止回板，另一端连接锥齿轮7；所述电动装置连接轴9一端连接锥齿轮7，另一端连接电动装置8。还包括电动装置8与旋启式止回板连接的特殊结构，具体为：在与所述曲臂连杆3相连接的转轴4上安装有键14，在转轴4的轴套13内对应有环形键槽15，使得轴套13有绕转轴4进行90度自由转动的空行程，所述键14处于所述环形键槽15内。进一步地，所述转轴4布置在所述锥形管1的大截面端。进一步地，所述锥形管1的外壁面、转轴4的下部焊接支撑架6，用于支撑转轴4。进一步地，以转轴4的轴线为参考方向，所述环形键槽15的径向高度比键14的径向高度高0.1-0.3mm，环形键槽15的周向角度α在90°至100°之间，环形键槽15的轴向长度比键14的轴向长度长0.1-0.3mm。进一步地，所述环形键槽15与所述键14为间隙配合。进一步地，所述锥形管1的圆形支管16的内壁面焊接有紧邻锥形管1管壁的全开位置环形密封面11，当主氦风机挡板全开时，舌板2与全开位置环形密封面11接触。进一步地，所述锥形管1的大截面端邻近锥形管的管壁处布置全关位置环形密封面12，当主氦风机挡板全关时，舌板2与全关位置环形密封面12接触。进一步地，发挥非能动特性关闭或打开主氦风机挡板时，从平行于转轴4轴线的方向看，键14始终处于转轴4的正上方。进一步地，在小流量工况下，发挥电动装置8驱动舌板2运动的能动特性关闭或打开主氦风机挡板后，均需通过电动装置8将转轴4反方向旋转，使键14在环形键槽15内反方向转动，直到处于转轴4的正上方为止，为下次打开或关闭主氦风机挡板做准备。进一步地，在非能动特性失效时，必须发挥电动装置8驱动舌板2运行的能动特性关闭或打开主氦风机挡板。进一步地，为了实现主氦风机挡板的小开度状态，从垂直于纸面的方向看，必须依靠电动装置8顺时针旋转键14至所需角度，使键14顺时针方向的侧面紧邻环形键槽15顺时针方向的侧面。和现有技术相比较，本专利技术提供的高温气冷堆主氦风机挡板结构同时具有非能动和能动特点，能满足高温气冷堆多种工况要求。附图说明图1为现有技术高温气冷堆核电站一回路总体结构示意图。图2为本专利技术实施例兼具能动与非能动特点的高温气冷堆主氦风机挡板结构图。图3为本专利技术实施例主氦风机挡板全开时A-A剖面图。图4为本专利技术实施例主氦风机挡板全开时转轴处具体连接结构放大图。图5为本专利技术实施例主氦风机挡板全关时A-A剖面图。图6为本专利技术实施例主氦风机挡板全关时转轴处具体连接结构放大图。其中：1、锥形管；2、舌板；3、曲臂连杆；4、转轴；5、转轴端盖；6、支撑架；7、锥齿轮；8、电动装置；9、电动装置连接轴；10、锥形管侧盖板；11、全开位置环形密封面；12、全关位置环形密封面；13、轴套；14、键；15、环形键槽；16、圆形支管。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。如图2所示，本专利技术实施例提供的高温气冷堆主氦风机挡板结构，位于主氦风机进口处，包括锥形管1、旋启式止回板和电动装置8三部分。其中，锥形管1为主氦风机叶轮前的进口管道，小截面邻近主氦风机叶轮。旋启式止回板包括：舌板2、曲臂连杆3和转轴4。曲臂连杆3一端与舌板2通过螺母连接，另一端焊接在轴套13上。转轴4布置在邻近锥形管1的大截面处。旋启式止回板的舌板2、曲臂连杆3和部分转轴4布置在锥形管1内。旋启式止回板与电动装置8之间通过转轴4、锥齿轮7和电动装置连接轴9进行连接。转轴4一端连接旋启式止回板，另一端连接锥齿轮7；电动装置连接轴9一端连接锥齿轮7，另一端连接电动装置8。转轴4与电动装置连接轴9发挥连接作用，锥齿轮7发挥转向和传递扭矩的作用。电动装置8布置在锥形管1外面，根据需要选择布置地方。为了支撑转轴4，在锥形管1外壁面、转轴4下部焊接支撑架6。为了使主氦风机挡板同时具有能动与非能动的特点，专门设计了一套特殊的具体连接结构：如图4和图6所示，在与曲臂连杆3相连接的转轴4处安装键14，在轴套13靠近转轴4的内表面挖出一个环形键槽15，使得轴套13有绕转轴4进行90度自由转动的空行程。键14处于环形键槽15内，键14与环形键槽15为间隙配合。以转轴4的轴线为参考方向，环形键槽15的径向高度比本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种兼具能动与非能动特点的高温气冷堆主氦风机挡板结构，包括锥形管(1)、旋启式止回板和电动装置(8)，其特征在于：所述旋启式止回板包括舌板(2)、曲臂连杆(3)和转轴(4)；所述曲臂连杆(3)一端与所述舌板(2)通过螺母连接，另一端焊接在转轴(4)的轴套(13)上；所述锥形管(1)的管壁有一圆形开口，用于放置处于全开状态的舌板(2)和曲臂连杆(3)；所述圆形开口处焊接一段圆形支管(16)，圆形支管(16)的轴线与锥形管(1)的轴线垂直；所述圆形支管(16)端部为法兰结构，螺栓连接锥形管侧盖板(10)；所述旋启式止回板的舌板(2)、曲臂连杆(3)和部分转轴布置在锥形管(1)内；所述电动装置(8)布置在锥形管(1)外；所述旋启式止回板与电动装置(8)之间通过转轴(4)、锥齿轮(7)和电动装置连接轴(9)进行连接；所述转轴(4)一端连接旋启式止回板，另一端连接锥齿轮(7)；所述电动装置连接轴(9)一端连接锥齿轮(7)，另一端连接电动装置(8)。还包括电动装置(8)与旋启式止回板连接的特殊结构，具体为：在与所述曲臂连杆(3)相连接的转轴(4)上安装有键(14)，在转轴(4)的轴套(13)内对应有环形键槽(15)，使得轴套(13)有绕转轴(4)进行90度自由转动的空行程，所述键(14)处于所述环形键槽(15)内。...

【技术特征摘要】
1.一种兼具能动与非能动特点的高温气冷堆主氦风机挡板结构，包括锥形管(1)、旋启式止回板和电动装置(8)，其特征在于：所述旋启式止回板包括舌板(2)、曲臂连杆(3)和转轴(4)；所述曲臂连杆(3)一端与所述舌板(2)通过螺母连接，另一端焊接在转轴(4)的轴套(13)上；所述锥形管(1)的管壁有一圆形开口，用于放置处于全开状态的舌板(2)和曲臂连杆(3)；所述圆形开口处焊接一段圆形支管(16)，圆形支管(16)的轴线与锥形管(1)的轴线垂直；所述圆形支管(16)端部为法兰结构，螺栓连接锥形管侧盖板(10)；所述旋启式止回板的舌板(2)、曲臂连杆(3)和部分转轴布置在锥形管(1)内；所述电动装置(8)布置在锥形管(1)外；所述旋启式止回板与电动装置(8)之间通过转轴(4)、锥齿轮(7)和电动装置连接轴(9)进行连接；所述转轴(4)一端连接旋启式止回板，另一端连接锥齿轮(7)；所述电动装置连接轴(9)一端连接锥齿轮(7)，另一端连接电动装置(8)；还包括电动装置(8)与旋启式止回板连接的特殊结构，具体为：在与所述曲臂连杆(3)相连接的转轴(4)上安装有键(14)，在转轴(4)的轴套(13)内对应有环形键槽(15)，使得轴套(13)有绕转轴(4)进行90度自由转动的空行程，所述键(14)处于所述环形键槽(15)内；以转轴(4)的轴线为参考方向，所述环形键槽(15)的径向高度比键(14)的径向高度高0.1-0.3mm，环形键槽(15)的周向角度α在90°至100°之间，环形键槽(15)的轴向长度比键(14)的轴向长度长0.1-0.3mm；所述环形键槽(15)与所述键(14)为间隙配合。2.根据权利要求1所述的兼具能动与非能动特点的高温气冷堆主氦风机挡板结构，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张作义，王宏，王捷，张勤昭，彭威，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11