熱電偶密封裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種核反應(yīng)堆用密封裝置，尤其涉及一種用于對(duì)反應(yīng)堆堆芯中的熱電偶進(jìn)行密封的熱電偶密封裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在核反應(yīng)堆中，裝有反應(yīng)堆堆芯的壓力容器具有一個(gè)基本為半球形的頂蓋，頂蓋上有若干個(gè)孔，孔上固定有允許反應(yīng)堆控制桿和儀器柱例如圓柱形的熱電偶導(dǎo)柱通過(guò)的管接頭;在每個(gè)熱電偶導(dǎo)柱中都安裝一套熱電偶，使得可以測(cè)量反應(yīng)堆堆芯的一套組件出口處冷卻液的溫度。
[0003]每個(gè)管接頭都包括一個(gè)伸在頂蓋下方、為熱電偶導(dǎo)柱提供導(dǎo)向的部分和一個(gè)伸在頂蓋上方的部分，上方部分具有用于連接管狀組件的裝置，管狀組件用于支承和密封熱電偶導(dǎo)柱并安裝在管接頭的伸出部分上。
[0004]固定在管接頭上的支承組件的內(nèi)部加工有一個(gè)臺(tái)階，熱電偶導(dǎo)柱的一部分通過(guò)在此部分和臺(tái)階之間的密封墊而與該臺(tái)階壓合;穿過(guò)彼此軸向加長(zhǎng)的支承組件和管接頭中心孔的熱電偶導(dǎo)柱具有一個(gè)相對(duì)于支承組件向外伸出的端部，其中，支承組件與一個(gè)用于夾緊的裝置接合，夾緊是通過(guò)在軸向拉緊熱電偶導(dǎo)柱使熱電偶導(dǎo)柱和支承表面之間的密封墊受擠壓而實(shí)現(xiàn)的。具體介紹結(jié)合圖1如下:
[0005]公開(kāi)號(hào)為FR2642217的法國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種熱電偶密封裝置，如圖1所示，可以看到一個(gè)核反應(yīng)堆的壓力容器的頂蓋I的一部分，壓力容器的頂蓋I上有一個(gè)開(kāi)孔2，在開(kāi)孔2中以密封的方式通過(guò)焊接固定有管接頭3，管接頭3包括為熱電偶導(dǎo)柱5提供導(dǎo)向的、位于壓力容器的頂蓋I之下的部分和具有加寬部分4、位于壓力容器的頂蓋I之上的部分，在加寬部分4的外表面加工有螺紋4a。
[0006]在管接頭3的頂部部分4上，沿管接頭3的軸向加長(zhǎng)方向裝有用于固定和密封熱電偶導(dǎo)柱5的熱電偶密封6，這種安裝是借助于下法蘭7實(shí)現(xiàn)的，下法蘭7上有一個(gè)與管接頭3的加寬部分4上的螺紋部分4a相配的螺紋孔。因此，用于熱電偶導(dǎo)柱5的固定和密封組件安裝在管接頭3的端部。管接頭3的加寬部分4以及熱電偶密封裝置6上具有環(huán)形密封緣4'、7'，當(dāng)部分7完全擰在加寬部分4上時(shí)，環(huán)形密封緣V和7,相接觸。通過(guò)焊接將密封緣V和7,連接，以便在元件4和7之間保證螺紋連接的密封性。
[0007]壓力容器的頂蓋I和管接頭3在工廠加工完成，并運(yùn)到核反應(yīng)堆的安裝現(xiàn)場(chǎng)。
[0008]在反應(yīng)堆的現(xiàn)場(chǎng)，將用于熱電偶導(dǎo)柱5的熱電偶密封裝置6連接和固定到管接頭3的頂端。
[0009]熱電偶密封裝置6的下法蘭7固定在管接頭3的端部，使得如果需要的話(huà)，可以通過(guò)熔化密封緣4'和7'的連接區(qū)使這種連接拆除。只有當(dāng)對(duì)熱電偶導(dǎo)柱的通道進(jìn)行維修或特殊干預(yù)時(shí)才需要進(jìn)行這種拆除。
[0010]熱電偶密封裝置6還包括上法蘭件8，上法蘭件8以密封的形式安裝在下法蘭件7上，在它們之間有一個(gè)設(shè)有一個(gè)密封環(huán)10，下法蘭件7和上法蘭件8的通過(guò)兩個(gè)半圓環(huán)式密封結(jié)構(gòu)12裝配，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置與開(kāi)口 13中的螺栓(圖中未示)可使得該半圓環(huán)式密封結(jié)構(gòu)12鎖緊，下法蘭件7和上法蘭件8軸向距離壓縮，密封環(huán)10受力發(fā)生彈性變形，下法蘭件7的下法蘭面7a和上法蘭件8的上法蘭8a與密封環(huán)緊貼，從而使得下法蘭件7與上法蘭件8密封對(duì)接;因此，密封環(huán)10及半圓環(huán)式密封結(jié)構(gòu)12構(gòu)成用于熱電偶導(dǎo)柱6密封的下部密封機(jī)構(gòu)。
[0011 ]這兩件元件可以通過(guò)插在開(kāi)口 13中的螺釘連接和夾緊，開(kāi)口 13穿過(guò)位于這兩個(gè)扇形元件端部的相對(duì)的突緣。
[0012]半圓環(huán)式密封結(jié)構(gòu)12的內(nèi)側(cè)上有錐形支承表面，這些錐形支承表面與分別加工在下法蘭件7的下法蘭面7a和上法蘭件8的上法蘭8a上的相應(yīng)支承表面夾緊接觸。
[0013]管接頭3以及熱電偶密封裝置6制造成管狀形狀，并且位于彼此軸向加長(zhǎng)的位置，使得其構(gòu)成熱電偶導(dǎo)柱5的通道，熱電偶導(dǎo)柱5由管子制造，用于支承和保持一套熱電偶15。
[0014]在熱電偶密封裝置6的內(nèi)部，熱電偶導(dǎo)柱5形成有一用于支承和密封用的元件16，此元件16上加工有的密封面16a，密封面16a與加工在上法蘭件8上的TC下杯座(TC下杯座，其中，TC為英文“thermocouple”的縮寫(xiě)，中文為:熱電偶)的端部的孔內(nèi)側(cè)的相應(yīng)的臺(tái)階相作用，在該臺(tái)階與密封面16a之間夾有一個(gè)蝶形墊片，即蝶形墊片夾于TC下杯座與熱電偶導(dǎo)柱5之間；
[0015]在實(shí)心的元件16的上面，熱電偶導(dǎo)柱還有一部分，此部分相對(duì)于上法蘭件8上的TC下杯座的端部伸出，此部分上加工有能夠安裝半圓卡環(huán)18的環(huán)形凹槽，即該環(huán)形凹槽18開(kāi)設(shè)在熱電偶導(dǎo)柱5上，兩個(gè)半圓卡環(huán)18能橫向安裝在該環(huán)形凹槽18中，螺栓盤(pán)19具有與半圓卡環(huán)18的下表面接觸的凸緣，頂緊螺釘20的端部直接作用TC下杯座的頂面上。
[0016]通過(guò)旋緊20，將19抬起，并將力傳給熱電偶柱5的拉環(huán)18因此，
[0017]由于擰緊頂緊螺釘20時(shí)，頂緊螺釘20向下頂緊TC下杯座，螺栓盤(pán)19將向上移動(dòng)，從而螺栓盤(pán)19便使半圓卡環(huán)18向上受力，半圓卡環(huán)18在熱電偶導(dǎo)柱5的環(huán)形凹槽中向上頂緊熱電偶導(dǎo)柱5;從而使得TC下杯座向下受力，熱電偶導(dǎo)柱5向上受力并向上移動(dòng)，因此夾在熱電偶導(dǎo)柱5的密封面16a與TC下杯座的臺(tái)階之間的蝶形墊片受力被擠壓變形，從而達(dá)到密封效果；因此，半圓卡環(huán)18、螺栓盤(pán)19、頂緊螺釘20及蝶形墊片構(gòu)成了用于熱電偶導(dǎo)柱密封的上部密封機(jī)構(gòu)。
[0018]綜上，熱電偶導(dǎo)柱5通過(guò)上部密封機(jī)構(gòu)與下部密封機(jī)構(gòu)兩道密封機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)密封；但是現(xiàn)在的這種密封機(jī)構(gòu)存在下述缺陷:
[0019](I)螺栓盤(pán)19均勻的設(shè)置有六個(gè)頂緊螺釘20，頂緊螺釘20成對(duì)的徑向相對(duì)地布置，借助于手動(dòng)工具，例如力矩板手將穿過(guò)螺栓盤(pán)19的頂緊螺釘20順序地?cái)Q緊，就可以實(shí)現(xiàn)熱電偶導(dǎo)柱5的密封，但是，繞著螺栓盤(pán)19中心孔的軸線彼此相間60°地使用6個(gè)頂緊螺釘，使得一個(gè)操作員難于平衡各個(gè)頂緊螺釘20的緊固力;此外，將一個(gè)頂緊螺釘20緊固到某一力矩會(huì)對(duì)相鄰頂緊螺釘20的緊固力會(huì)產(chǎn)生影響，很難保證使螺栓盤(pán)19和熱電偶導(dǎo)柱5的全部頂緊螺釘20都獲得均勻和令人滿(mǎn)意的緊固力，從而導(dǎo)致螺栓盤(pán)19與頂緊螺釘20之間不能有效的平衡和緊固。
[0020](2)如上所述，由一個(gè)操作員對(duì)螺栓盤(pán)19的六個(gè)頂緊螺釘20進(jìn)行手工緊固和平衡需要一定的工作時(shí)間，每個(gè)熱電偶導(dǎo)柱5至少需要約10?15分鐘，極大的浪費(fèi)了時(shí)間；并且當(dāng)這些工作在核反應(yīng)堆的維護(hù)和燃料更換操作期間進(jìn)行時(shí)(最常見(jiàn)的情況)，在熱電偶導(dǎo)柱的密封操作所需的全部時(shí)間里，操作人員暴露在來(lái)自管接頭和來(lái)自壓力容器底面的核輻射中；這種長(zhǎng)時(shí)間的工作會(huì)對(duì)操作員的健康造成影響。
[0021](3)頂緊螺釘20通過(guò)其底端直接頂緊于TC下杯座的頂面上，在頂緊螺釘20接觸壓力的影響下，TC下杯座的頂面會(huì)出現(xiàn)頂緊螺釘20對(duì)其造成的頂壓痕跡，從而顯現(xiàn)出失去其密封夾緊效果的形狀和特點(diǎn)。
[0022](4)為了避免頂緊螺釘20和半圓環(huán)式密封結(jié)構(gòu)12的開(kāi)口 13中的螺栓松動(dòng)，需要通過(guò)穿鋼絲的方式來(lái)防止其松動(dòng)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。
[0023]因此，亟需一種安全可靠、操作快捷且密封效果好的熱電偶密封裝置，來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0024]本發(fā)明的目的在于提供一種安全可靠、操作快捷且密封效果好的熱電偶密封裝置。
[0025]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種熱電偶密封裝置，用于在核反應(yīng)堆中密封熱電偶下杯座與熱電偶導(dǎo)柱之間的連接，所述熱電偶密封裝置包括上部密封機(jī)構(gòu)及下部密封機(jī)構(gòu)，所述上部密封機(jī)構(gòu)包括螺栓盤(pán)、頂緊螺釘、半圓卡環(huán)及蝶形墊片，擰緊所述頂緊螺釘，所述頂緊螺釘向下頂緊所述熱電偶下杯座，所述螺栓盤(pán)將向上移動(dòng)，并藉由所述半圓卡環(huán)帶動(dòng)所述熱電偶導(dǎo)柱向上移動(dòng)，夾在所述熱電偶導(dǎo)柱的密封面與所述熱電偶下杯座的臺(tái)階之間的所述蝶形墊片受力擠壓變形，實(shí)現(xiàn)密封;其中，所述下部密封機(jī)構(gòu)包括至少兩個(gè)卡套、鎖緊螺栓、鎖緊螺母、導(dǎo)向件、第一鎖緊件、第二鎖緊件及防松件，所述卡套橫向貫穿開(kāi)設(shè)有卡槽，所述卡套依次首尾樞接形成卡環(huán)結(jié)構(gòu)，所述卡環(huán)結(jié)構(gòu)的起