[發明專利]一種承壓容器的管嘴

無效

• 申請號: 201010239951.6
• 申請日: 2010-07-28
• 公開（公告）號: CN102345737A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發明（設計）人: 何樹延;萬力;張作義;張征明;史力;吳宗鑫
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: F16J12/00
• 分類號: F16J12/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術領域

本發明涉及承壓容器技術領域，特別是涉及一種承壓容器上的管嘴。

背景技術

承壓容器廣泛應用于能源、化工等工業技術領域。在核能動力領域，反應堆壓力容器是一回路系統的重要設備，是一回路冷卻劑壓力邊界的主要部分之一，用于容納反應堆冷卻劑、堆芯熱量和裂變產物。

反應堆壓力容器在工作時需承受很高的壓力和溫度，為了保證全壽期的安全，必須對其進行仔細的設計和分析。傳統的壓力容器設計一般根據相關的規范進行，根據規范的規定確定結構的具體形式，并按照規范的內容進行力學計算。隨著工業技術的發展，按規范進行設計暴露出了許多問題，這其中主要表現在管嘴結構的設計上。現有技術中管嘴的內孔為直圓孔，即，管嘴內孔的各個沿容器縱向截面為等直徑的圓形。當容器的管嘴直徑過大、或管嘴需要密集排布時，就可能超過了規范的限值，無法按照規范進行設計。對于這種特殊情況，就必須對管嘴結構進行詳細的有限元應力分析，并采用特殊的結構形式，以減小管嘴局部結構的應力集中，從而保證壓力容器的安全特性。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是如何有效地緩解管嘴局部的應力集中，進而使承壓容器的變形更加均勻。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，提供一種承壓容器的管嘴，其內孔從容器內部向外依次包括不等徑孔、過渡孔和圓孔；所述不等徑孔是指沿容器的軸向和周向兩個方向上的直徑不同的孔，不等徑孔的長徑沿容器的周向，不等徑孔的短徑沿容器的軸向；過渡孔銜接所述不等徑孔和圓孔。

進一步的技術方案是，所述不等徑孔為長圓孔。

再進一步的技術方案是，所述過渡孔的內表面為平滑曲面。

再進一步的技術方案是，所述管嘴伸入容器內側部分的內孔均為不等徑孔。

再進一步的技術方案是，所述長圓孔的長徑大于所述圓孔的直徑，短徑小于所述圓孔的直徑。

再進一步的技術方案是，所述管嘴的外表面為圓柱面。

(三)有益效果

本發明對承壓容器的管嘴內孔形狀做了改進，管嘴內伸段的內壁為長圓孔形式，其中，長圓孔的長徑沿容器的周向、短徑沿容器的軸向，這就使得在容器的縱截面上管嘴補強得到了加強，從而減小了該部位的應力集中。管嘴外伸段的端頭的內壁仍為圓孔形式，這就使得管嘴與外接管道之間的連接不受影響。由于管嘴內壁存在長圓孔和圓孔兩種形狀，因此這兩種形狀之間需要一段過渡段(過渡孔)以實現形狀的漸變。與現有技術相比，本發明的技術方案具有如下優點：

1)有效地節約容器的材料成本；

2)不增加容器的制造成本；

3)有效地緩解管嘴局部的應力集中；

4)承壓容器的變形更加均勻。

附圖說明

圖1是本發明承壓容器的管嘴沿承壓容器縱向的剖視圖；

圖2是本發明承壓容器的管嘴沿承壓容器橫向(即圖1的B-B向)的剖視圖；

圖3是本發明承壓容器的管嘴沿承壓容器徑向(即圖1的A向)的側視示意圖；

圖4是承壓容器和管嘴的結構關系示意圖。

下面結合附圖和具體實施例對本發明承壓容器的管嘴進行詳細介紹。

具體實施方式

參見圖1-圖3，承壓容器100的管嘴200具有一個內孔，該內孔從承壓容器100內部向外依次包括長圓孔1、過渡孔2和圓孔3。長圓孔1的沿容器100縱向的截面為公知的長圓形(即由兩個半圓和連接兩個半圓的上下兩條直線構成，參見圖3)，長圓孔1的長徑L1沿承壓容器100的周向，長圓孔1的短徑L2沿承壓容器100的軸向。參見圖4，圖4中所示X軸方向即為承壓容器100的軸向，Y軸方向即為承壓容器100的徑向，Z軸方向即為承壓容器100的周向。過渡孔2銜接長圓孔1和圓孔3。過渡孔2用以實現從長圓孔1到圓孔3之間的漸變，過渡孔2的內表面為平滑曲面。管嘴100內伸段(伸入承壓容器內部分)和外伸段(突出于承壓容器的部分)的外壁仍為圓形，即管嘴外表面仍為圓柱狀。本實施例中，長圓孔1一直延伸到承壓容器200外部，即，管嘴伸入承壓容器200內側部分的內孔均為長圓孔。如圖3中所示，長圓孔1的長徑L1大于圓孔3的直徑L，短徑L2小于圓孔3的直徑L。