[发明专利]一种大补偿量异形弹簧

说明书

本发明公布一种大补偿量异形弹簧，所述异形弹簧的主体结构为锥角θ为140—180°的锥形壳体，锥形壳体包括第一圆弧形部、斜面部、第二圆弧形部，第一圆弧形部通过斜面部与第二圆弧形部连接，第一圆弧形部靠近锥形壳体的锥顶，第二圆弧形部靠近锥形壳体的锥底。本技术方案所述的异形弹簧刚度适中，可靠性高，弹簧变形补偿大，加工简单，特别适合内外温差大的容器的内部构件的压紧，如ACP100反应堆堆内构件及其他化工容器的内部构件的压紧，市场应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及反应堆堆内构件技术领域，具体涉及一种大补偿量异形弹簧。

背景技术

压紧弹簧是堆内构件的重要部件，其主要作用为压紧堆内构件，防止堆内构件在运行中出现横向滑移磨损，以及补偿堆内构件制造偏差及堆内构件与压力容器间的热胀。

三代核电ACP100模块式一体化反应堆由于结构设计的需要，反应堆压力容器与堆内构件轴向热胀差较大，可达到5mm，现有反应堆堆内构件压紧弹簧的结构形式已经不能满足使用要求，必须设计一种可靠性高、补偿量大的堆内构件压紧弹簧。

基于此，提供一种大补偿量异形弹簧。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：现有应用于反应堆堆内构件的弹簧，不能满足应用要求，现在提供一种大补偿量异形弹簧，对该异形弹簧的结构进行设计，采用第一弧形部、第二弧形部、斜面部，使其适用于内外温差大的容器中内部构件的压紧，且兼具刚度和弹性，解决了现有异形弹簧不能填充反应堆压力容器与堆内构件轴向热胀差较大等问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种大补偿量异形弹簧，所述异形弹簧的主体结构为锥角θ为140°—180°的锥形壳体，锥形壳体包括第一圆弧形部、斜面部、第二圆弧形部，第一圆弧形部通过斜面部与第二圆弧形部连接，第一圆弧形部靠近锥形壳体的锥顶，第二圆弧形部靠近锥形壳体的锥底。

针对现有技术中容器内外温差大中内部构件的压紧操作中，需要通过压紧弹簧来填充反应堆压力容器与堆内构件轴向热胀差的技术问题，通常采用的异形弹簧结构为：锥顶通过过渡段与锥底连接，该过渡段为：从靠近到原离锥顶部分依次为圆环段、斜面段、圆环段，该结构的异形弹簧具有一定的刚度，但是在内外温度差较大时，该结构压紧力较小，无法满足堆内构件的压紧要求，尤其是在内外温度相差较大时，热胀冷缩的效应，该弹簧的变形量无法达到反应堆堆内构件的压紧要求。

本技术方案中采用的异形弹簧，其主体结构为锥角θ为140°—180°的锥形壳体，锥形壳体设置的具体结构，设置在靠近锥顶位置的第一圆弧形部通过斜面部与设置在靠近锥底位置的第二圆弧形部连接，其对于温差较大的反应堆堆内构件、化工容器内部构件等对象来说，其冷态压缩量、压紧力，热态压缩量、高温下的压紧力，相对现有技术的异形弹簧均具有显著的提高，在性能上更优越，其压紧力和变形更能满足堆内构件的压紧要求。

大补偿异形弹簧弹力刚度及应力计算公式：

不考虑弹簧与压紧系统间的摩擦系数的弹簧刚度

考虑弹簧与压紧系统间的摩擦系数μ的弹簧刚度