反应堆压力容器用密封环制造技术

本实用新型专利技术公开一种反应堆压力容器用密封环，其包括呈中空圆环状的包覆层、中间层及内置层，中间层容置于包覆层的中空结构内且紧贴包覆层的内壁，内置层容置于中间层的中空结构内并紧贴中间层的内壁，包覆层、中间层及内置层的截面均呈C形结构，内置层为通过一呈圆柱形的丝材绕制形成的呈圆环状且首尾相焊接的螺旋并紧弹簧，螺旋并紧弹簧紧贴于中间层的内壁后其与中间层的内壁之间还具有空隙。密封环在螺栓预紧力作用下呈压紧状态，其与密封面紧密贴合起到密封作用；当介质压力或/和温度变化时，螺旋并紧弹簧的压缩-回弹特性保持密封性能的稳定，以保证压力容器的密封性能，其还能适应核电站高温、高压以及瞬时大温差、压力波动工况，且生产及使用成本低。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开一种反应堆压力容器用密封环，其包括呈中空圆环状的包覆层、中间层及内置层，中间层容置于包覆层的中空结构内且紧贴包覆层的内壁，内置层容置于中间层的中空结构内并紧贴中间层的内壁，包覆层、中间层及内置层的截面均呈C形结构，内置层为通过一呈圆柱形的丝材绕制形成的呈圆环状且首尾相焊接的螺旋并紧弹簧，螺旋并紧弹簧紧贴于中间层的内壁后其与中间层的内壁之间还具有空隙。密封环在螺栓预紧力作用下呈压紧状态，其与密封面紧密贴合起到密封作用；当介质压力或/和温度变化时，螺旋并紧弹簧的压缩-回弹特性保持密封性能的稳定，以保证压力容器的密封性能，其还能适应核电站高温、高压以及瞬时大温差、压力波动工况，且生产及使用成本低。【专利说明】反应堆压力容器用密封环
本技术涉及核电站反应堆压力容器密封领域，尤其涉及一种反应堆压力容器用密封环。
技术介绍
目前，压水堆是核电站的主流堆型，全世界约60%的反应堆都是压水堆，压水堆核电站一般分为两个回路:一回路系统及二回路系统，一回路系统称为核岛部分，二回路系统是常规岛部分，具有汽轮机部分和发电机部分。压水堆核电站的一回路系统与二回路系统完全隔开，它是一个密闭的循环系统。核电站的原理流程为:主栗将高压冷却剂送入反应堆，冷却剂把核燃料放出的热能带出反应堆，并进入蒸汽发生器，通过传热管把热量传给管外的二回路水，使水沸腾产生蒸汽；冷却剂流经蒸汽发生器后，再由主栗送入反应堆，这样来回循环，不断地把反应堆中的热量带出并转换产生蒸汽，从蒸汽发生器出来的高温高压蒸汽，推动汽轮发电机组发电。做过功的废汽在冷凝器中凝结成水，再由凝结给水栗送入加热器，重新加热后送回蒸汽发生器，这就是二回路循环系统。其中，核电站反应堆压力容器由筒体和顶盖两部分组成，筒体和顶盖之间通过筒体法兰、顶盖法兰和密封件实现密封连接。密封件的存在保证了压力容器内冷却剂的泄漏量能够维持在允许的范围内。目前，我国核电站反应堆压力容器所使用的密封件及其所使用的材料均为国外产品，由于该产品为与核安全相关的重要产品，故核电运营单位应用国内产品的难度较大。然而，一套压力容器密封件的成本需要几十万，且每开一次反应堆顶盖就需要更换一套密封件，由此造成了密封件的高成本。因此，密封件国产化不仅在经济效益上有重大意义，而且也对中国核电国产化进程具有重要的战略意义。另外，核电站机组正常运行时，要求密封件能够承受高温、高压工况；机组启停堆时，密封件要承受升/降温速率达到28°C /h的大温差作用，而且在某些情况下，瞬态温差还有可能达到128°C ;另外，在机组正常运行的某些瞬态工况下，密封件还要承受压力波动的作用。因此对密封件的密封性能提出了很高的要求，这些要求是常规密封件所不能满足的。此外，压力容器内的冷却剂具有高放射性，如果发生泄漏将会严重威胁社会的安全。因此，有必要研制一种能够适应核电站高温、高压以及瞬时大温差、压力波动工况的密封件，保证反应堆压力容器的密封性能，以保证核电站的安全运行，同时降低成本。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种能够适应核电站高温、高压以及瞬时大温差、压力波动工况的密封环，保证反应堆压力容器的密封性能，以保证核电站的安全运行，同时降低成本。为实现上述目的，本技术的技术方案为:提供一种反应堆压力容器用密封环，所述密封环呈圆环状，且所述密封环包括呈中空圆环状的包覆层、中间层及内置层，所述中间层容置于所述包覆层的中空结构内且紧贴所述包覆层的内壁，所述内置层容置于所述中间层的中空结构内并紧贴所述中间层的内壁，且所述包覆层、所述中间层及所述内置层的截面均呈C形结构，其中，所述内置层为通过一呈圆柱形的丝材绕制形成的呈圆环状的螺旋并紧弹簧，所述螺旋并紧弹簧的首尾端相焊接，且所述螺旋并紧弹簧紧贴于所述中间层的内壁后，所述螺旋并紧弹簧与所述中间层的内壁之间还具有空隙。较佳地，所述中间层通过一镍铬铁合金材质的带材成型，且所述带材的首尾端相焊接。较佳地，所述包覆层通过一银带成型，且所述银带的首尾端相焊接。较佳地，所述密封环的有效回弹量大于等于0.20毫米，且所述密封环的总回弹量大于等于0.25毫米。较佳地，所述密封环承受的升降温速率大于等于28 °C /h。较佳地，升降温过程中，所述密封环的泄漏率小于等于0.lL/h;温度、压力稳定时，所述密封环无泄漏。较佳地，所述包覆层沿其周向开设有第一开口，所述中间层沿其周向开设有第二开口，所述第一开口与所述第二开口相对应并连通。与现有技术相比，由于本技术的反应堆压力容器用密封环，其包括呈中空圆环状的包覆层、中间层及内置层，所述中间层容置于所述包覆层的中空结构内且紧贴所述包覆层的内壁，所述内置层容置于所述中间层的中空结构内并紧贴所述中间层的内壁，且所述包覆层、所述中间层及所述内置层的截面均呈C形结构，其中，所述内置层为通过一呈圆柱形的丝材绕制形成的呈圆环状的螺旋并紧弹簧，所述螺旋并紧弹簧的首尾端相焊接，且所述螺旋并紧弹簧紧贴于所述中间层的内壁后，所述螺旋并紧弹簧与所述中间层的内壁之间还具有空隙。工作时，密封环在螺栓预紧力作用下呈压紧状态，其与密封面紧密贴合起到密封作用；当介质压力或/和温度出现变化时，由螺旋并紧弹簧的压缩-回弹特性保持密封性能的稳定性，从而保证反应堆压力容器的密封性能，确保核电站的安全运行，并能够适应核电站高温、高压以及瞬时大温差、压力波动工况，且生产及使用成本低。【专利附图】【附图说明】图1是本技术密封环的结构示意图。图2是沿图1中A-A线的剖视图。图3是沿图2中B-B线的剖视图。图4是本技术密封环的压缩-回弹特性曲线图。图5是装设有本技术密封环的反应堆压力容器的剖视图。图6是图5中A部分的放大示意图。图7是图6中B部分的放大示意图。【具体实施方式】现在参考附图描述本技术的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。本技术提供的密封环1，能够适应核电站高温、高压以及瞬时大温差、压力波动工况，保证反应堆压力容器的密封性能，以确保核电站的安全运行，同时降低成本。如图1所示，本技术所提供的反应堆压力容器用密封环1，其呈圆环状，且本技术密封环I为大直径密封环，优选地，本技术所述密封环I主要是直径为3983.lmm、4071.1mm两种型号的密封环。如图1-图3所示，所述密封环I包括呈中空圆环状的包覆层11、中间层12及内置层13，所述中间层12容置于所述包覆层11的中空结构内且紧贴所述包覆层11的内壁，所述内置层13容置于所述中间层12的中空结构内并紧贴所述中间层12的内壁，且所述包覆层11、所述中间层12及所述内置层13的截面均呈C形结构(见图2)，故本技术密封环I又称为C型密封环。本技术所述密封环1，中间层12紧密地包覆于内置层13外，中间层12用于隔离介质与环境，起到密封作用；包覆层11紧密地包覆于中间层12外，包覆层11具有高塑性从而使其与中间层12的密封面接触时起到弥合作用。具体地，所述包覆层11沿其周向开设有第一开口 111，所述中间层12沿其周向开设有第二开口 121，包覆层11包覆于中间层12外后，所述第一开口 111与所述第二开口 121相对应并连通成一个整体的开口(见图2);因此，所述包覆层1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反应堆压力容器用密封环，所述密封环呈圆环状，其特征在于：所述密封环包括呈中空圆环状的包覆层、中间层及内置层，所述中间层容置于所述包覆层的中空结构内且紧贴所述包覆层的内壁，所述内置层容置于所述中间层的中空结构内并紧贴所述中间层的内壁，且所述包覆层、所述中间层及所述内置层的截面均呈C形结构，其中，所述内置层为通过一呈圆柱形的丝材绕制形成的呈圆环状的螺旋并紧弹簧，所述螺旋并紧弹簧的首尾端相焊接，且所述螺旋并紧弹簧紧贴于所述中间层的内壁后，所述螺旋并紧弹簧与所述中间层的内壁之间还具有空隙。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董亚超，马志刚，刘青松，韩嘉兴，白杉，朱建强，吴昊，毛华平，侯勇，
申请(专利权)人：中科华核电技术研究院有限公司，苏州宝骅机械技术有限公司，中国广核集团有限公司，
类型：实用新型
国别省市：