[实用新型]双层混凝土安全壳的中能流体机械贯穿组件

说明书

本实用新型公开一种双层混凝土安全壳的中能流体机械贯穿组件，双层混凝土安全壳包括内安全壳、外安全壳，以及位于内安全壳和外安全壳之间的环廊区域，中能流体机械贯穿组件包括：贯穿内安全壳的第一套管，第一套管中设有第一工艺管道，第一工艺管道位于环廊区域的一端设有封头；以及贯穿外安全壳的第二套管，第二套管中设有与第一工艺管道连接的第二工艺管道；其中，封头与第二套管之间设有金属波纹管膨胀节，金属波纹管膨胀节的一端焊接于外安全壳的第二套管上，另一端密封焊接于所述封头外侧。本实用新型的金属波纹管膨胀节载荷作用于封头上，通过封头传递给第一套管，再由第一套管传递到内安全壳，载荷传递路径理想，贯穿组件受力合理。

技术领域

本实用新型属于核电技术领域，更具体地说，本实用新型涉及一种双层混凝土安全壳的中能流体机械贯穿组件。

背景技术

核岛内的工艺管道经常需要贯穿安全壳，贯穿区域的设计与工艺管道的设计要求、安全壳的设计要求两者直接相关。安全壳作为核电厂保护公众环境的第三道安全屏障，其主要的技术要求包括密封性包容、抗震、承载安全壳内事故工况、严重事故工况和紧急工况等。机械贯穿件为安全壳内的管道进出安全壳提供通道，不仅应满足工艺系统的各项技术要求和安全要求，同时应满足安全壳的要求。

目前，核电技术的安全壳结构为双层安全壳，内层安全壳提供密封、包容等安全壳必须功能，外层安全壳提供二次包容和防护外部灾害的功能。机械贯穿件的结构应满足双层安全壳的技术要求，并能吸收内外层安全壳之间可能产生的位移差。具体而言，贯穿件需要能够承载安全壳内的事故工况，保证内安全壳的密封功能，自身不发生破坏；承载工艺管道的各种运行工况，自身不发生破坏；保证外安全壳的二次包容功能；当内外安全壳之间产生位移差时吸收位移差；保护环廊的环境不受到贯穿件内介质的影响。

现有的中能流体管道贯穿双层混凝土安全壳的贯穿件结构一般包括封头、预埋套管、工艺管道和金属波纹管膨胀节，其中，套管和封头用于保证安全壳的密封性，金属波纹管膨胀节用于吸收内安全壳和外安全壳之间的位移差，工艺管道为工艺介质提供通道。

但是，现有的中能流体管道贯穿双层混凝土安全壳的贯穿件结构存在以下缺陷：

首先，贯穿件通过封头-套管与安全壳连接，膨胀节载荷生根于工艺管道外壁，膨胀节单侧载荷直接作用在工艺管道，通过工艺管道与封头的连接，传递给封头，再由封头传递到套管，由套管传递到内层安全壳，载荷传递路径不合理。膨胀节相关载荷包括膨胀节的自重，各工况下由于膨胀节刚度造成的六个方向的载荷。膨胀节一端固定于工艺管道，另一端固定于外安全壳。因此，这些载荷直接作用于工艺管道。当工艺管道的管径较小时，由于管道的承载能力有限，难以承载膨胀节传递的载荷，容易发生破坏。

其次，由于封头位于贯穿件端部，贯穿件总长5米左右，对于小管径的工艺管道，需增设支承件才能满足管道的支撑要求，支承件位于预埋套管内，造成现场安装难度增加。

为了满足承载要求，通常采取增加工艺管道壁厚，并在预埋套管内增加支承件的方式。此方法能够在一定程度上满足承载要求，但对于管径为DN8、DN15、DN25等效管径的管道难以适用。由于管径较小，常用的ASME标准和我国国家标准的全系列管道均无法满足地震载荷的承载要求，所以不得不采用非标厚壁管道，因此造成采购困难和采购周期增长。机械贯穿件与所连接管道的焊缝处进行壁厚转换易，容易造成应力集中。此外，工艺管道壁厚增加后，内径减小，造成介质的流通面积减小，流速增大。

有鉴于此，确有必要提供一种具有理想载荷传递路径的双层混凝土安全壳的中能流体机械贯穿组件。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：克服现有技术的缺陷，提供一种具有理想载荷传递路径的双层混凝土安全壳的中能流体机械贯穿组件。