[實(shí)用新型]連接結(jié)構(gòu)和核反應(yīng)儀表套管

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320455529.3
• 申請(qǐng)日: 2013-07-30
• 公開（公告）號(hào): CN203356861U
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王慶田;李燕;胡朝威;夏欣;趙偉;李寧;饒琦琦;李娜;李浩;舒翔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院
• 主分類號(hào): B23K33/00
• 分類號(hào): B23K33/00;G21C17/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 譚新民

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及壓水型核反應(yīng)堆堆內(nèi)構(gòu)件中，用于儀表套管及二次支承柱的一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。具體是指一種連接結(jié)構(gòu)及其構(gòu)成的儀表套管和二次支承柱及其焊接方法。

背景技術(shù)

在壓水型電站核反應(yīng)堆堆內(nèi)構(gòu)件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，儀表套管和二次支承組件是下部堆內(nèi)構(gòu)件的重要組成部分。百萬千瓦級(jí)核電廠儀表套管共分為儀表套管I型、II型、III型、IV型和V型。600MWe核電廠儀表套管共分為儀表套管I型、II型和III型。二次支承柱空心和實(shí)心均為兩個(gè)。儀表套管為中子通量測(cè)量系統(tǒng)的指套管提供連續(xù)導(dǎo)向和定位，為保證指套管通道的光滑，當(dāng)堆內(nèi)構(gòu)件中的幾何通道發(fā)生變化時(shí)，入口或過渡區(qū)域應(yīng)倒圓光滑過渡。在發(fā)生假想的吊籃斷裂事故下，二次支承結(jié)構(gòu)將吸收堆芯跌落的能量；減輕由于堆芯跌落作用在壓力容器底部的豎直方向的載荷；限制堆芯跌落高度，保持控制棒能插入堆芯。

目前核電站堆內(nèi)構(gòu)件廣泛采用的儀表套管及二次支承柱，采用了插套式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是便于組裝定位，在早期的制造工藝不是很發(fā)達(dá)的情況下，具有一定的合理性。但隨著工業(yè)的發(fā)展，制造工藝也隨之有了大幅提高，該插套式結(jié)構(gòu)帶來的一系列加工制造困難、焊接時(shí)無法進(jìn)行背面保護(hù)等問題也顯現(xiàn)出來。在百萬千瓦級(jí)核電廠儀表套管制造過程中，由于變更焊機(jī)以及焊接操作工操作不當(dāng)，曾導(dǎo)致多根儀表套管柱全焊透對(duì)接焊縫體積檢查出現(xiàn)氣孔、未焊透等缺陷。而插套式設(shè)計(jì)導(dǎo)致焊縫的體積檢查不可達(dá)，無法確保該接頭的焊縫質(zhì)量，加大了該焊接接頭運(yùn)行過程中出現(xiàn)事故的風(fēng)險(xiǎn)。

為了確保焊縫的質(zhì)量，提高反應(yīng)堆在運(yùn)行過程中的固有安全性，本實(shí)用新型針對(duì)核電站堆內(nèi)構(gòu)件儀表套管及二次支承柱提出一種新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。該實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，且能及時(shí)對(duì)焊縫質(zhì)量進(jìn)行全面檢驗(yàn)，增加設(shè)備的安全性。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種連接結(jié)構(gòu)、核反應(yīng)儀表套管和二次支承柱及焊接方法，通過該結(jié)構(gòu)的焊接設(shè)計(jì)，將插套焊接連接的方式變更為全焊透的對(duì)接接頭焊接連接的方式。該新型設(shè)計(jì)避免了插套連接造成的氣體保護(hù)焊無法實(shí)施背面保護(hù)、加工困難以及無法對(duì)焊縫進(jìn)行體積檢查的缺陷，具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、加工方便、便于控制焊縫質(zhì)量以及方便對(duì)焊縫進(jìn)行體積檢查等優(yōu)點(diǎn)。

本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)方案如下：連接結(jié)構(gòu)，包括焊接接頭A和焊接接頭B，焊接接頭A和焊接接頭B通過全焊透對(duì)接焊的方式對(duì)接，焊接接頭A和焊接接頭B對(duì)接后，其外徑面存在截面為單U型坡口，其內(nèi)徑面存在截面為光滑過渡凹槽，光滑過渡凹槽和單U型坡口的開口方向相反，且光滑過渡凹槽和單U型坡口之間的連接區(qū)域?yàn)楹附咏宇^A的本體和焊接接頭B的本體，焊接接頭A和焊接接頭B對(duì)接后的連接縫位于光滑過渡凹槽和單U型坡口之間，單U型坡口內(nèi)填充有焊料層。單U型坡口即截面為U形的凹槽。

本實(shí)用新型的焊接區(qū)域即為焊接接頭A和焊接接頭B連接后的空隙區(qū)間，與傳統(tǒng)的連接結(jié)構(gòu)相比，傳統(tǒng)的焊接區(qū)域成L形，如背景技術(shù)中的焊接方式，其進(jìn)行插套式焊接，例如，焊接接頭A的一端外徑面與焊接接頭B的內(nèi)徑面連接，這連接面之間的間隙，很難進(jìn)行焊接，同時(shí)該間隙位于焊接接頭A的內(nèi)徑面與焊接接頭B的外徑面之間，因此很難采取背面氣體保護(hù)進(jìn)行焊接，因此在焊接過程中，很難保證根道焊的焊接質(zhì)量，且由于L形結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，焊接后的體積檢驗(yàn)無法實(shí)施，若焊接不當(dāng)，容易產(chǎn)生焊接氣孔和未焊透等缺陷，其結(jié)構(gòu)安全性存在隱患。而本實(shí)用新型采用上述結(jié)構(gòu)的焊接方式，焊接區(qū)間包括單U型坡口以及焊接接頭A和焊接接頭B相對(duì)面之間的間隙，不論是外部還是內(nèi)部的焊接區(qū)間均可采用焊接氣體進(jìn)行保護(hù)，焊接方式簡(jiǎn)單，根道焊質(zhì)量容易保證，且便于進(jìn)行焊縫的體積檢查，及時(shí)消除焊接缺陷，安全性大大提高。在焊接接頭A和焊接接頭B連接后的內(nèi)徑面設(shè)置光滑過渡凹槽，可使得該過渡區(qū)域光滑過渡，防止套管安裝時(shí)出現(xiàn)困難，焊接坡口形式為單U型坡口，與單V型坡口相比，有利于控制焊接變形。

光滑過渡凹槽的內(nèi)凹面主要由依次連接的倒角段A、錐角段、倒角段B、垂直段A、倒角段C、平行段A、平行段B、倒角段D、垂直段B、倒角段E構(gòu)成，垂直段A和垂直段B均垂直于焊接接頭A的軸線，平行段A和平行段B均平行于焊接接頭A的軸線，倒角段A一端與焊接接頭B平滑過渡連接，倒角段A另一端與錐角段平滑過渡連接，倒角段E一端與焊接接頭A平滑過渡連接，倒角段E另一端與垂直段B平滑過渡連接。