穿墻體及其使用方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種密封用保護管道的套管，特別是涉及一種用于核電穿墻保護密封的穿墻體及其使用方法。
【背景技術】
[0002]從20世紀60年代開始，英國、美國和德國開始研發(fā)高溫氣冷堆。1964年，英國與歐共體合作建造的世界第一座高溫氣冷堆龍(Dragon，20Mffth)堆建成臨界。其后，德國建成了 15麗e的高溫氣冷試驗堆AVR和30(Mffe的核電原型堆THTR-300。美國建成了 4(Mffe的實驗高溫氣冷堆桃花谷(Peach-Bottom)堆和330Mffe的圣符倫堡(Fort.St.Vrain)核電原型堆。2002年底，“第四代核能系統(tǒng)國際論壇”和美國能源部聯(lián)合發(fā)布了《第四代核能系統(tǒng)技術路線圖》，選取了包括超高溫氣冷堆在內的六中核反應堆型作為未來的研究重點。
[0003]然而直接測量裝置均是實驗裝置，國外高溫氣冷堆氦氣檢測技術沒有固化，只能做實驗測量，無法作為成套裝備用于商用堆。
[0004]高溫氣冷堆是國際公認的一種安全堆型，是未來陷阱核能系統(tǒng)的一個重要發(fā)展方向，2006年初，《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要》中將大型壓水堆及高溫氣冷堆核電站列為重大科技專項之一，高溫氣冷堆是具有第四代核能安全特性的核電技術，被國際認為是第四代核能系統(tǒng)中最有可能率先實現(xiàn)商業(yè)化的技術。
[0005]高溫氣冷堆是具有第四代特征的先進堆型，由于其冷卻劑中載帶數量可觀的石墨粉塵，石墨粉塵上富集大量放射性核素，是高溫氣冷堆放射性產生的源頭。如果能對其進行直接測量，即相當于得到了高溫氣冷堆放射性水平的第一手數據，為研究高溫氣冷堆的輻射安全特性提供第一手材料，對于掌握這種第四代反應堆在各種工況下的整體輻射特點有重要意義。
[0006]參見圖1和圖2，在工作時，即高溫氣冷堆O發(fā)電時，內管20受熱會發(fā)生膨脹，其徑向膨脹會使其密封件之間的壓力更為緊密，從而對其密封性能有利，滿足核電密封要求。然而內管20受熱后的軸向膨脹會和固定在墻體上的熱膨脹不那么明顯的外管22產生相對運動，若內管20、外管22之間采用簡單的密封填充物來填充的話，由于內管20、外管22之間產生相對運動，會使密封填充物使用壽命很短。無法達到核電站的要求。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術問題至少以下目的之一是提供一種結構簡單、成本低、操作簡便、使用壽命長、直線度高、同軸度高、保證管體的伸縮空間又兼顧密封性的穿墻體。
[0008]本發(fā)明穿墻體，包括外管，其用于與墻體固定；內管，其套裝于外管內；和波紋管，其兩端分別與外管、內管密封固定。
[0009]本發(fā)明穿墻體，其中所述波紋管的一端與外管的一端密封固定，波紋管的另一端與內管的正對外管的另一端處密封固定。
[0010]本發(fā)明穿墻體，其中所述波紋管包括第一波紋管和第二波紋管。所述第一波紋管、第二波紋管的一端分別與外管的兩端固定，第一波紋管、第二波紋管的另一端與內管正對的外管中部處密封固定。
[0011]優(yōu)選的，第一波紋管、第二波紋管、外管、內管的中部形成的密封空間，充有氦氣，所述氦氣用于檢測所述密封空間是否泄漏。
[0012]本發(fā)明穿墻體，其中所述內管外套裝有中管。所述中管的一端與內管靠近高溫氣冷堆的一側密封固定，中管和內管之間有間隙；所述波紋管包括第一波紋管和第二波紋管。所述外管遠離高溫氣冷堆的一端與第一波紋管的一端密封固定；所述第一波紋管的另一端與所述中管的另一端密封固定。
[0013]優(yōu)選的，第一波紋管、第二波紋管、外管、中管形成的密封空間，充有氦氣，所述氦氣用于檢測所述密封空間是否泄漏。
[0014]本發(fā)明穿墻體，其中所述第二波紋管的一端與外管靠近高溫氣冷堆的一端密封固定，第二波紋管的另一端與中管密封固定。
[0015]本發(fā)明穿墻體，其中所述第一波紋管的一端通過第一連接圈與外管密封固定。所述第一連接圈的外端面與外圈密封固定，第一連接圈內端面與第一波紋管的一端密封固定。
[0016]本發(fā)明穿墻體，其中所述第二波紋管的一端通過第二連接圈與外管密封固定。所述第二連接圈的外端面與外圈密封固定，第二連接圈內端面與第二波紋管的一端密封固定。
[0017]本發(fā)明穿墻體，其中所述內管正對第一連接圈的內端面的位置固定有第一套筒。所述第一套筒與第一連接圈的內端面有間隙。
[0018]本發(fā)明穿墻體，其中所述中管正對第二連接圈的內端面的位置固定有第二套筒。所述第二套筒與第二連接圈的內端面有間隙。
[0019]本發(fā)明穿墻體，其中所述第二波紋管的直徑大于第一波紋管的直徑。
[0020]本發(fā)明穿墻體與現(xiàn)有技術不同之處在于由于高溫氣冷堆安置于墻體內側，而取樣裝置要從墻體外部通過管道伸入墻體內側，來獲取需要檢測的裝置，那么墻體和管道之間的固定及密封成為了穿墻段得技術問題。穿墻段直線距離較長，且對于穿墻隧道體的直線度、同軸度等要求較高，所以增加了隧道體的研發(fā)與制造難度；穿墻段直接與取樣段相連，穿墻段的密封性要求也極高。
[0021]本發(fā)明穿墻體即高溫氣冷堆發(fā)電時，內管受熱會發(fā)生膨脹，其徑向膨脹會使其密封件之間的壓力更為緊密，從而對其密封性能有利，滿足核電密封要求。然而內管受熱后的軸向膨脹會和固定在墻體上的熱膨脹不那么明顯的外管產生相對運動，為確保內管與外管之間的間隙既保證密封作用又能使用內管、外管之間的相對運動，故兩管之間采用波紋管密封。
[0022]本發(fā)明穿墻體中高溫氣冷堆工作時，取出物質經過取樣段之前的溫度大概在700°C左右，隨后經過多個冷卻裝置降溫后也將達到100攝氏度左右。然而即使是100°C左右的溫度也會讓內管因受熱變膨脹。但外管受到墻體熱傳遞的作用，溫度變化量較小，導致其熱膨脹量較小。內管和外管會發(fā)生軸向相對位移。在內管、外管產生軸向相對位移之后利用波紋管的可伸展性來補償軸向移動的差距，從而使墻體的內側、外側通過波紋管隔離密封，防止墻體內側壓力過高。若內管、外管之間不利用波紋管進行密封連接，而采用內管、外管直接焊接成一體的密封的情況下，若高溫氣冷堆產生泄漏，導致墻體內側的壓力過大致使墻體某個點為出現(xiàn)凹槽或凸起的現(xiàn)象。
[0023]本發(fā)明穿墻體中波紋管是帶有波紋的可伸展的管材，為使其在狹小的空間內，盡可能的有更多的延展量。因此可以采用與外管長度相同的波紋管對外管和內管進行密封，從而避免因波紋管可伸長的距離過小導致的波紋管拉斷的現(xiàn)象。
[0024]本發(fā)明穿墻體中通過第一波紋管、中管與內管之間形成的空腔和墻體外側的常溫空氣連通，大大降低了上述內管的溫度，從而確保內管的密封性能不受溫度的影響。
[0025]本發(fā)明穿墻體中由于內管和外管之間的間隙較大，以內管、外管的內徑之比為1:3為例，其之間的縫隙較大。若直接用波紋管與內管、外管之間固定，勢必需要一個圓臺形的波紋管，然而圓臺形波紋管中直徑較小的部位氣體壓強較大，容易因分壓不均造成連接處的泄漏。所以本發(fā)明通過連接盤將內管、外管與波紋管之間密封固定，只需要使用圓柱形的波紋管即可，并不需要圓臺形的波紋管即可完成高質量的密封，從而延長波紋管的使用壽命O
[0026]本發(fā)明穿墻體中由于穿墻體穿墻管道的密封，在內管和外管產生相對運動的時候由于核級墻體厚度較大，內管在穿過墻體的一段會產生一定的彎曲量。為克服彎曲量對伸長后的內管的伸長位置的影響，需要第一套筒與第一連接圈之間、第二套筒與第二連接圈之間形成滑動導軌結構，當然加入滾輪變?yōu)闈L動摩擦也可。并且，在溫度達到工作溫度的最大值時，第一套筒與第一連接圈之間可恰好無間隙。因為內管和外管之間的相對運動中，波紋管對其僅僅起到密封的作用，然而波紋管與內管、波紋管與中管之間形成的空間是否與外界接觸，僅僅起到了對其降溫或避免內部壓強過大的情況，并不是本發(fā)明能否確保墻體內側與墻體外側密封的關鍵，所以可以有間隙，也可以恰好無間隙。
[0027]本發(fā)明穿墻體中第一連接圈與第一波紋管通過第一波紋管連接筒密封固定，第一波紋管連接筒可作為第一連接圈與第一套筒之間的滑動導向塊。因為第一連接圈靠近墻體外側，第一波紋管連接筒和第一套筒之間相互支撐，有助于消除內管因長度過長和重力造成位置偏移過大的現(xiàn)象。
[0028]本發(fā)明穿墻體中第一波紋管、第二波紋管分別靠近墻體的外側、內側，高溫氣冷堆工作時，靠近墻體內側的第二波紋管勢必會溫度更高，所以為保證其密封性能，盡可能將其作得更大，使其能夠承受的壓強、熱量均更高。并且為適應更大熱伸縮量的內管的一段，直徑更大的第二波紋管可更好的隨著內管的熱伸縮而移動，避免扯壞第二波紋管。
[0029]下面結合附圖對本發(fā)明的穿墻體及其使用方法作進一步說明。
【附圖說明】
[0030]后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細描述本發(fā)明的一些具體實施例。附圖中相同的附圖標記標示了相同或類似的部件或部分。本領域技術人員應該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中:
[0031]圖1是穿墻體所在裝置的結構示意圖；
[0032]圖2是圖1中A處的局部放大圖；
[0033]圖3是穿墻體又一變形結構所在裝置的結構示意圖；.
[0034]圖4是圖3中B處的局部放大圖；
[0035]圖5是圖2、圖4中C處的局部放大圖；
[0036]圖6是圖2中D處的局部放大圖；
[0037