本發(fā)明涉及核電設(shè)備領(lǐng)域，尤其設(shè)計(jì)一種高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生器蒸汽出口連接管結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

高溫氣冷堆是國際上公認(rèn)的具有先進(jìn)技術(shù)特征的新型核反應(yīng)堆，高溫氣冷堆核電站具有固有安全性、發(fā)電效率高、用途廣泛等特點(diǎn)，在國際上受到廣泛的重視，也是具有第四代核能系統(tǒng)主要特征的新型核反應(yīng)堆堆型。其中，高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生器作為高溫氣冷堆的重要組成部分，其重要程度無須贅述，自然，在其設(shè)計(jì)制造過程中所面臨的困難和必須要解決的問題也是及其繁雜的；具體來說，高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生器蒸汽出口連接管結(jié)構(gòu)就是其中一個(gè)及其關(guān)鍵的研究項(xiàng)目，目前我國對(duì)高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生器蒸汽出口連接管結(jié)構(gòu)已經(jīng)有了較為深入的研究，并且獲得了較為重大的研究成果，現(xiàn)有技術(shù)中也對(duì)該成果做了一定的記載；

如中國專利，申請(qǐng)?zhí)枮?01020655609.x，名稱為“高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生器連接管的連接結(jié)構(gòu)”，申請(qǐng)?zhí)枮?01610390319.9，名稱為“高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生器蒸汽出口連接管單根穿管連接結(jié)構(gòu)”，申請(qǐng)?zhí)枮?01610392844.4，名稱為“高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生器給水連接管單根穿管連接結(jié)構(gòu)”等專利文獻(xiàn)中披露了高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生器蒸汽出口連接管結(jié)構(gòu)，由上述文獻(xiàn)中記載的信息可知，目前已經(jīng)克服了連接結(jié)構(gòu)只能用于整體穿管，不能實(shí)現(xiàn)單根穿管的技術(shù)問題，并且提出了單根穿管的具體方案；

不過隨著研究的深入，上述方案仍然需要不斷地完善和補(bǔ)充；由于該蒸汽出口連接管所處的工作環(huán)境極其惡劣，其外界溫度能夠到達(dá)750攝氏度以上，而管內(nèi)溫度則遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于外界溫度，在外界溫度的作用下，多個(gè)捆綁成束的蒸汽出口連接管之間很容易形成溫度差，進(jìn)而導(dǎo)致?lián)Q熱不均等一系列的問題，直接影響到高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生器的工作效率和使用壽命；

而且由于高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生器蒸汽出口連接管有多個(gè)，相對(duì)之間空隙很小，每個(gè)蒸汽出口連接管的結(jié)構(gòu)形式都很復(fù)雜，在蒸汽出口連接管外部設(shè)置保溫包殼等隔溫裝置在實(shí)際操作過程中很困難，現(xiàn)有技術(shù)中并沒有成熟的技術(shù)方案；同樣由于內(nèi)外溫差過大，普通的包殼也難以達(dá)到隔溫的效果，并且，為了確保包殼不會(huì)干擾到蒸汽出口連接管的正常工作需求，包殼與連接管之間不能有較大的作用力，甚至不該直接接觸，即使設(shè)計(jì)出一種能夠滿足上述要求的包殼，包殼在內(nèi)外溫差的作用下，必然會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力，進(jìn)而影響包殼的強(qiáng)度和使用壽命，甚至導(dǎo)致包殼變形，包殼再因變形而與連接管相接觸，從而包殼與連接管束之間產(chǎn)生作用力，干擾蒸汽出口連接管的正常工作；

所以現(xiàn)在面臨的技術(shù)問題是如何在有限的空間內(nèi)布置能夠滿足隔熱、裝配、焊接的包裹結(jié)構(gòu)，并且如何使得該結(jié)構(gòu)能夠在如此復(fù)雜的工作環(huán)境中保持預(yù)期的工作狀態(tài)并達(dá)到相應(yīng)效果；

由于上述原因，本發(fā)明人對(duì)現(xiàn)有的高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生器蒸汽出口連接管結(jié)構(gòu)做了深入分析，結(jié)合上述技術(shù)問題和特殊的工作環(huán)境，以期待設(shè)計(jì)出能夠解決上述技術(shù)問題，滿足使用要求的新的技術(shù)方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述問題，本發(fā)明人進(jìn)行了銳意研究，設(shè)計(jì)出一種高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生器蒸汽出口連接管結(jié)構(gòu)，其中，蒸汽出口連接管一端與蒸汽出口管板相連，另一端與螺旋換熱管相連，所述蒸汽出口連接管有多個(gè)，并通過管夾捆綁成連接管束，在所述管束外部包覆有隔溫包殼，所述隔溫包殼包括內(nèi)隔熱板和外隔熱板，在內(nèi)隔熱板和外隔熱板之間的氦氣層內(nèi)設(shè)置有隔離墊片，內(nèi)隔熱板和外隔熱板之間可以根據(jù)隔溫包殼的長度選用完全限位徑向周向限位和徑向限位中的一種或多種限位方式，從而釋放因外界高溫而產(chǎn)生的熱應(yīng)力，所述隔熱板也可以由截面為c型或i型的板材圍繞而成，可根據(jù)連接管束所在位置的空間狀況自由選擇，從而靈活高效地完成隔溫包殼的安裝，從而完成本發(fā)明。

具體來說，本發(fā)明的目的在于提供一種高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生器蒸汽出口連接管結(jié)構(gòu)，包括蒸汽發(fā)生器的蒸汽出口管板1、螺旋換熱管3和蒸汽出口連接管2，其中，所述蒸汽出口連接管2一端與蒸汽出口管板1相連，另一端與螺旋換熱管3相連；

所述蒸汽出口連接管2有多個(gè)，并通過管夾4捆綁成連接管束5；

在所述管束5外部包覆有隔溫包殼6，

所述隔溫包殼6安裝在管夾4上，

所述隔溫包殼6與連接管束5之間留有預(yù)定間隙。

其中，隔溫包殼6的截面呈矩形。

其中，所述隔溫包殼6包括內(nèi)隔熱板61和外隔熱板62，

其中，內(nèi)隔熱板61與外隔熱板62之間留有氦氣層63。

其中，在所述內(nèi)隔熱板61和外隔熱板62之間，即在所述氦氣層63內(nèi)設(shè)置有隔離墊片64。

其中，所述內(nèi)隔熱板61和外隔熱板62之間的限位形式包括完全限位徑向周向限位和徑向限位中的一種或多種。

其中，內(nèi)隔熱板61和外隔熱板62之間的軸向限位形式為完全限位時(shí)，

所述隔溫包殼6還包括固定螺釘65，

在內(nèi)隔熱板61和外隔熱板62上都開設(shè)有圓形通孔，

所述固定螺釘65依次穿過外隔熱板62的圓形通孔、隔離墊片64和內(nèi)隔熱板61的圓形通孔，并將外隔熱板62、隔離墊片64和內(nèi)隔熱板61固定在管夾4上。

其中，內(nèi)隔熱板61和外隔熱板62之間的限位形式為徑向周向限位時(shí)，

所述隔溫包殼6還包括固定螺釘65，

在內(nèi)隔熱板61和外隔熱板62上都開設(shè)有腰形通孔，所述腰形通孔的長度方向與該腰形通孔所在隔溫包殼6的軸線方向一致；

所述固定螺釘65依次穿過外隔熱板62的腰形通孔、隔離墊片64和內(nèi)隔熱板61的腰形通孔，并將外隔熱板62、隔離墊片64和內(nèi)隔熱板61固定在管夾4上。

其中，內(nèi)隔熱板61和外隔熱板62之間的限位形式為徑向限位時(shí)，

內(nèi)隔熱板61和外隔熱板62上都不開設(shè)圓形通孔/腰形通孔，內(nèi)隔熱板61和外隔熱板62一起夾緊隔離墊片64，內(nèi)隔熱板61和外隔熱板62可沿隔溫包殼6的軸線方向相對(duì)滑動(dòng)。

其中，所述隔熱板由截面為c型的板材與截面為i型的板材對(duì)接和/或搭接而成；或者

所述隔熱板由兩個(gè)截面為c型的板材對(duì)接和/或搭接而成；或者

所述隔熱板由四個(gè)截面為i型的板材對(duì)接和/或搭接而成。

其中，所述隔熱板為內(nèi)隔熱板61和/或外隔熱板62。

本發(fā)明所具有的有益效果包括：

(1)根據(jù)本發(fā)明提供的高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生器蒸汽出口連接管結(jié)構(gòu)，在連接管束外側(cè)包覆有隔溫包殼，能夠降低蒸汽出口連接管之間的溫度差；

(2)根據(jù)本發(fā)明提供的高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生器蒸汽出口連接管結(jié)構(gòu)，隔溫包殼為雙層結(jié)構(gòu)，兩層隔熱板之間具有氦氣層，能夠有效地隔熱；

(3)根據(jù)本發(fā)明提供的高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生器蒸汽出口連接管結(jié)構(gòu)，隔溫包殼上設(shè)置有釋放熱應(yīng)力的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可根據(jù)隔溫包殼的長度(熱應(yīng)力的大小)進(jìn)行選擇設(shè)置，以達(dá)到最優(yōu)的釋放效果。

附圖說明

圖1示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生器蒸汽出口連接管整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生器蒸汽出口連接管結(jié)構(gòu)的截面圖；

圖3示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生器蒸汽出口連接管結(jié)構(gòu)中，截面為c型的板材與截面為i型板的材構(gòu)成隔熱板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生器蒸汽出口連接管結(jié)構(gòu)中，兩個(gè)截面為c型的板材構(gòu)成隔熱板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生器蒸汽出口連接管結(jié)構(gòu)中，四個(gè)截面為i型的板材構(gòu)成隔熱板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生器蒸汽出口連接管結(jié)構(gòu)中，連接管束結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生器蒸汽出口連接管結(jié)構(gòu)中，隔溫包殼結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)號(hào)說明：

1-蒸汽出口管板

2-蒸汽出口連接管

3-螺旋換熱管

4-管夾

5-連接管束

51-直管段

52-彎管段

6-隔溫包殼

61-內(nèi)隔熱板

62-外隔熱板

63-氦氣層

64-隔離墊片

65-固定螺釘

71-直殼

72-第一彎殼

73-第二彎殼

具體實(shí)施方式

下面通過附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。通過這些說明，本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更為清楚明確。

在這里專用的詞“示例性”意為“用作例子、實(shí)施例或說明性”。這里作為“示例性”所說明的任何實(shí)施例不必解釋為優(yōu)于或好于其它實(shí)施例。盡管在附圖中示出了實(shí)施例的各種方面，但是除非特別指出，不必按比例繪制附圖。

根據(jù)本發(fā)明提供的高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生器蒸汽出口連接管結(jié)構(gòu)，如圖1和圖2中所示，包括蒸汽發(fā)生器的蒸汽出口管板1、螺旋換熱管3和蒸汽出口連接管2，其中，所述蒸汽出口連接管2一端與蒸汽出口管板1相連，另一端與螺旋換熱管3相連；

所述蒸汽出口連接管2有多個(gè)，并通過管夾4捆綁成連接管束5；在每個(gè)高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生器上都設(shè)置有多個(gè)連接管束，并且都布置在一定的區(qū)域范圍內(nèi)；

在所述管束5外部包覆有隔溫包殼6，

所述隔溫包殼6安裝在管夾4上，所述管夾4環(huán)繞在連接管束外側(cè)，呈環(huán)狀，所述隔溫包殼6的截面也成環(huán)狀，隔溫包殼6包覆、套設(shè)在管夾4的外側(cè)，優(yōu)選地，隔溫包殼6的內(nèi)壁緊貼管夾4的外壁；在一段連接管束上可以有多個(gè)管夾4，隔溫包殼6位于每一個(gè)管夾4的外側(cè)，其相對(duì)位置關(guān)系基本一致；

所述隔溫包殼6與連接管束5之間留有預(yù)定間隙，該間隙大小與管夾的大小有關(guān)，進(jìn)一步地，該間隙的厚度與管夾徑向方向的厚度有關(guān)。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖2中所示，所述隔溫包殼6的截面形狀與連接管束5的截面形狀一致，優(yōu)選地，隔溫包殼6的截面呈矩形。所述隔溫包殼6是由板材通過折彎、焊接等方式形成的相對(duì)封閉的空間，其包覆在連接管束5的外側(cè)。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖2中所示，所述隔溫包殼6包括隔熱板，所述隔熱板具有兩層結(jié)構(gòu)，即所述隔熱板包括內(nèi)隔熱板61和外隔熱板62，內(nèi)隔熱板61設(shè)置在內(nèi)側(cè)，與管夾相接觸，外隔熱板62設(shè)置在內(nèi)隔熱板61設(shè)外側(cè)，

其中，內(nèi)隔熱板61與外隔熱板62之間留有氦氣層63，該氦氣層的整體形狀與隔熱板的形狀基本一致，，由于限制了強(qiáng)制對(duì)流，能夠大大提高隔溫包殼整體的隔熱性能。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在所述內(nèi)隔熱板61和外隔熱板62之間，即在所述氦氣層63內(nèi)設(shè)置有隔離墊片64，所述隔熱墊片優(yōu)選地固定在內(nèi)隔熱板61上，進(jìn)一步優(yōu)選地，其上開設(shè)有供螺釘通過的孔洞，可以為圓形孔或者腰形孔。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，由于隔溫包殼6內(nèi)外溫差很大，隔溫包殼6上必然有熱應(yīng)力，所述內(nèi)隔熱板61和外隔熱板62之間設(shè)置有限位形式，或者稱之為限位結(jié)構(gòu)，所述限位方式包括完全限位徑向周向限位和徑向限位中的一種或多種；其中，完全限位是指內(nèi)隔熱板61和外隔熱板62之間固接為一體，不能相對(duì)移動(dòng)；徑向周向限位是指內(nèi)隔熱板61和外隔熱板62之間可以在有限的空間內(nèi)沿軸向相對(duì)移動(dòng)，能夠釋放一定的熱應(yīng)力，并不能沿著徑向和周向移動(dòng)；徑向限位是指內(nèi)隔熱板61和外隔熱板62之間可以自由地相對(duì)移動(dòng)，能夠釋放熱應(yīng)力，只是不能沿著徑向移動(dòng)。通過設(shè)置上述徑向周向限位和徑向限位，使得熱應(yīng)力得以釋放出來，提高隔溫包殼6的使用壽命，防止隔溫包殼6受熱變形。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖2中所示，內(nèi)隔熱板61和外隔熱板62之間的限位方式為完全限位時(shí)，

所述隔溫包殼6還包括固定螺釘65，

在內(nèi)隔熱板61和外隔熱板62上都開設(shè)有圓形通孔，

所述固定螺釘65依次穿過外隔熱板62的圓形通孔、隔離墊片64和內(nèi)隔熱板61的圓形通孔，并將外隔熱板62、隔離墊片64和內(nèi)隔熱板61固定在管夾4上。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖2中所示，內(nèi)隔熱板61和外隔熱板62之間的限位方式為徑向周向限位時(shí)，

所述隔溫包殼6還包括固定螺釘65，

在內(nèi)隔熱板61和外隔熱板62上都開設(shè)有腰形通孔，所述腰形通孔的長度方向與該腰形通孔所在隔溫包殼6的軸線方向一致；

所述固定螺釘65依次穿過外隔熱板62的腰形通孔、隔離墊片64和內(nèi)隔熱板61的腰形通孔，并將外隔熱板62、隔離墊片64和內(nèi)隔熱板61固定在管夾4上。

本發(fā)明中所述的螺釘65只是螺栓結(jié)構(gòu)的統(tǒng)稱，其可以為螺栓、螺母等構(gòu)件的任意組合，螺栓的具體設(shè)置形式也可以是多種的，如雙頭螺柱和單頭螺柱等等，只要能夠達(dá)到夾緊連接管束的效果即可。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，內(nèi)隔熱板61和外隔熱板62之間的限位方式為徑向限位時(shí)，

內(nèi)隔熱板61和外隔熱板62上都不開設(shè)圓形通孔/腰形通孔，內(nèi)隔熱板61和外隔熱板62共同夾緊隔離墊片64，內(nèi)隔熱板61和外隔熱板62可沿隔溫包殼6的軸線方向相對(duì)滑動(dòng)。所述管夾4有多個(gè)，多個(gè)管夾4一起支撐起內(nèi)隔熱板61。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，根據(jù)連接管束的長度選擇內(nèi)隔熱板61和外隔熱板62之間的限位形式，在同一段隔熱板上，可以選擇設(shè)置多種限位形式；優(yōu)選地，當(dāng)連接管束較長時(shí)，選擇完全限位和/或徑向周向限位形式，當(dāng)連接管束較短時(shí)，選擇完全限位和/或徑向限位形式，從而充分釋放熱應(yīng)力。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖6中所示，連接管束5形狀較為復(fù)雜，包括多個(gè)直管段51和多個(gè)彎管段52，所述隔溫包殼6包裹在連接管束5的外部，自然在直管段51和彎管段52外部都包覆有隔溫包殼6；所述管夾4只設(shè)置在直管段51上，彎管段52上沒有管夾4；

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖7中所示，所述包覆在直管段51外部的隔溫包殼6呈直管狀，稱之為直殼71，所述圓形通孔、腰形通孔都開設(shè)在所述隔溫包殼6上呈直管狀的區(qū)域，即直殼上；彎管段52外部的隔溫包殼6也呈彎管狀，該彎管狀隔溫包殼6是由兩部分拼接而成的，分別稱為第一彎殼72和第二彎殼73；每一個(gè)彎管段52兩端都連接有直管段51，該兩個(gè)直管段51外部的隔溫包殼6都稱之為直殼；所述第一彎殼72和第二彎殼73都分別固定在兩個(gè)直殼71上，一般是通過焊接的方式固定的；通過固定兩個(gè)直殼71，從而間接固定了第一彎殼72和第二彎殼73，所述第一彎殼72和第二彎殼73都不與彎管段52接觸。優(yōu)選地，所述隔溫包殼6由鋼材制成，具有足夠的剛度。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖7中所示，所述第一彎殼72一端與直殼71相連，另一端嵌入到第二彎殼73內(nèi)，即第二彎殼73開口端的內(nèi)徑尺寸略大于或等于第一彎殼72開口端的外徑尺寸；進(jìn)一步優(yōu)選地，在所述第二彎殼73包括直徑尺寸不同的廣口段和窄口段，窄口段與直殼71相連，窄口段的尺寸與第一彎殼72的尺寸一致；第一彎殼的外徑尺寸不大于廣口段的內(nèi)徑尺寸，第一彎殼插入到廣口段內(nèi)，廣口段的尺寸能夠允許第一彎殼72嵌入到廣口段內(nèi)部，即廣口段能夠承插第一彎殼72；所述廣口段的深度尺寸大于第一彎殼插入到廣口段內(nèi)的長度尺寸，即所述廣口段具有足夠的深入，當(dāng)兩個(gè)直殼71分別帶著第一彎殼72和第二彎殼73裝配固定在連接管束5外側(cè)后，廣口段仍然能夠允許第二彎殼73進(jìn)一步向廣口段內(nèi)伸入一定距離，從而能夠通過第一彎殼72和第二彎殼73的相對(duì)移動(dòng)釋放熱應(yīng)力。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖3、圖4和圖5中所示，所述隔熱板由截面為c型的板材與截面為i型的板材對(duì)接和/或搭接而成；或者

所述隔熱板由兩個(gè)截面為c型的板材對(duì)接和/或搭接而成；或者

所述隔熱板由四個(gè)截面為i型的板材對(duì)接和/或搭接而成。所述c型也可稱之為匚型。

優(yōu)選地，所述隔熱板為內(nèi)隔熱板61和/或外隔熱板62。當(dāng)所述隔溫包殼6為雙層或者多層結(jié)構(gòu)時(shí)，其每一層都是由所述隔熱板構(gòu)成的，隔熱板的具體設(shè)置形式仍然選自上述三種形式中的某一種；

當(dāng)所述隔溫包殼6為雙層或者多層結(jié)構(gòu)時(shí)，首先通過管夾4將蒸汽出口連接管2捆綁成連接管束5，再安裝內(nèi)隔熱板61，再安放隔離墊片64，最后安裝外隔熱板62，并可根據(jù)設(shè)計(jì)要求旋入固定螺釘65。

以上結(jié)合了優(yōu)選的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明，不過這些實(shí)施方式僅是范例性的，僅起到說明性的作用。在此基礎(chǔ)上，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行多種替換和改進(jìn)，這些均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。