一种核电厂用节流孔板及系统的制作方法

本发明涉及核电厂高温高压，尤其是涉及了一种核电厂用节流孔板及系统。

背景技术：

1、在压水/重水核动力装置中，管道系统中存在大量的节流孔板，用于限制流体通过管路系统的流量或实现减压功能。其原理是流体在管道中流动时，由于孔板的局部阻力，使得流体的压力降低，能量损耗，该现象在热力学上称为节流现象。传统的节流孔板结构由法兰、孔板、垫片、螺栓、螺母和垫圈组成，该类型节流装置应用较为广泛。然而，在系统实施运行过程中，由于管道中的湍流和压力波动，往往会引起管道的振动或产生汽蚀现象，进而加速节流装置部件的疲劳，严重时将导致法兰结构密封失效，形成核泄漏，影响系统的安全运行。

2、目前，压水反应堆向小型集成模块化发展。传统节流孔板的法兰结构占用空间大、安装和拆卸工序繁琐、垫片更换频率高和泄漏率较大的缺点逐渐被放大，其结构形式难以适应小型集成模块化堆型的发展需求，同时，在系统运行过程中，往往存在复杂的运行工况，经过长期运行后，传统法兰采用的软密封结构很难保证其密封性能，需要高频次的修理和更换，进而带来较高的维护成本。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种核电厂用节流孔板及系统，在位工况下，管道内有流体介质通过，孔板的密封区域(与流体直接接触)受到内压作用，使密封环与套节之间的压力进一步增加，加强了节流孔板的密封性能，无需频繁对结构检修、更换，降低了维护成本，并且符合小型集成模块化堆设计需求，密封环为金属锥体密封环，相较于传统法兰采用的软密封结构，在保证密封性的同时，能够在高温、高压以及高弯矩载荷下长期运行仍可保证其密封性能。

2、为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

3、第一方面，一种核电厂用节流孔板，包括孔板以及对接在孔板两侧的套节，孔板内侧设置密封环，密封环凸出孔板两侧且外周面设置为密封斜面，套节对接处的内壁面设置为内斜面，内斜面与密封斜面配合，以在流体介质通过时，内斜面与密封斜面之间通过内压作用实现密封，套节一端用于与管道固定连接。

4、作为进一步的实现方式，所述套节对接处的周侧通过卡箍紧固。

5、作为进一步的实现方式，两所述套节对接处的周侧设置凸起，凸起远离孔板一侧设置外斜面，所述套节通过外斜面与卡箍配合。

6、作为进一步的实现方式，所述卡箍内侧面形状与外斜面适配。

7、作为进一步的实现方式，所述卡箍通过螺柱和螺母实现紧固。

8、作为进一步的实现方式，所述孔板内侧设有内孔，所述密封环设于内孔上，密封环内部通道面积与所述套节的流通通道相同。

9、作为进一步的实现方式，所述密封环为金属密封环。

10、作为进一步的实现方式，所述金属密封环为锥体密封环。

11、第二方面，一种核电厂用节流系统，包括管道以及如上任一所述的一种核电厂用节流孔板，套节远离孔板一端用于与管道焊接。

12、作为进一步的实现方式，所述管道内部通道面积和密封环与流体接触的区域面积保持一致。

13、上述本发明的有益效果如下：

14、1.本发明通过内斜面和密封斜面接触配合实现密封，密封环与两个套节的内斜面之间紧密接触形成线密封，在位工况下，管道内有流体介质通过，孔板的密封区域(与流体直接接触)受到内压作用，使密封环与套节之间的压力进一步增加，加强了节流孔板的密封性能，无需频繁对结构检修、更换，降低了维护成本。

15、2.本发明符合小型集成模块化堆设计需求，密封环为金属锥体密封环，相较于传统法兰采用的软密封结构，在保证密封性的同时，能够在高温、高压以及高弯矩载荷下长期运行仍可保证其密封性能。此外，该节流孔板使用的螺栓数量少、方便拆装，降低了维护成本。

16、3.本发明的主要承载元件为套节，而非螺栓，这种设计可使密封环在360°方向均匀受力。当本实施例的节流结构承受外部弯矩时，和传统法兰相比，与管道轴向垂直安装的螺栓承载能力更强，密封性能强。

技术特征：

1.一种核电厂用节流孔板，其特征在于，包括孔板以及对接在孔板两侧的套节，孔板内侧设置密封环，密封环凸出孔板两侧且外周面设置为密封斜面，套节对接处的内壁面设置为内斜面，内斜面与密封斜面配合，以在流体介质通过时，内斜面与密封斜面之间通过内压作用实现密封，套节一端用于与管道固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种核电厂用节流孔板，其特征在于，所述套节对接处的周侧通过卡箍紧固。

3.根据权利要求2所述的一种核电厂用节流孔板，其特征在于，两所述套节对接处的周侧设置凸起，凸起远离孔板一侧设置外斜面，所述套节通过外斜面与卡箍配合。

4.根据权利要求3所述的一种核电厂用节流孔板，其特征在于，所述卡箍内侧面形状与外斜面适配。

5.根据权利要求4所述的一种核电厂用节流孔板，其特征在于，所述卡箍通过螺柱和螺母实现紧固。

6.根据权利要求1所述的一种核电厂用节流孔板，其特征在于，所述孔板内侧设有内孔，所述密封环设于内孔上，密封环内部通道面积与所述套节的流通通道相同。

7.根据权利要求1所述的一种核电厂用节流孔板，其特征在于，所述密封环为金属密封环。

8.根据权利要求7所述的一种核电厂用节流孔板，其特征在于，所述金属密封环为锥体密封环。

9.一种核电厂用节流系统，其特征在于，包括管道以及如权利要求1-8任一所述的一种核电厂用节流孔板，套节远离孔板一端用于与管道焊接。

10.根据权利要求9所述的一种核电厂用节流系统，其特征在于，所述管道内部通道面积和密封环与流体接触的区域面积保持一致。

技术总结
本发明公开了一种核电厂用节流孔板及系统，涉及核电厂高温高压技术领域，包括孔板以及对接在孔板两侧的套节，孔板内侧设置密封环，密封环凸出孔板两侧且外周面设置为密封斜面，套节对接处的内壁面设置为内斜面，内斜面与密封斜面配合，以在流体介质通过时，内斜面与密封斜面之间通过内压作用实现密封，套节一端用于与管道固定连接；结合小型集成模块化堆设计需求，设计了一种结构尺寸小、密封性能强、运维频率低且操作便捷的金属硬密封节流孔板，该节流孔板能够在高温、高压以及高弯矩载荷下长期运行仍可保证其密封性能。此外，该节流孔板使用的螺栓数量少、方便拆装，降低了维护成本。

技术研发人员：张立君,颜岩,夏栓,黄若涛,武心壮,张玉,邱健,王首杰,董世昕,陈丽,陈微,苑景田,高晓辉,牛婷婷
受保护的技术使用者：上海核工程研究设计院股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16