一种防止预紧力松弛且易拆卸的填料密封结构的制作方法

本发明涉及反应堆压力容器管座的密封领域，具体涉及一种防止预紧力松弛且易拆卸的填料密封结构。

背景技术：

核反应堆压力容器上一般设置有一些管座，并通过堵头穿过管座以引出其它结构件或测量仪表，所以需要在这些管座和堵头之间设置密封结构以进行密封，填料密封结构就是其中的一种密封方式，其原理为通过紧固件与管座通过螺纹配合，压紧管座与堵头之间的填料密封环，填料密封环变形填充管座与堵头之间的间隙实现了密封。填料密封结构为自紧式密封，所需预紧力较小，但在核反应堆的冷却剂介质温度和压力变化时，螺纹紧固件容易出现预紧力松弛而导致填料密封环未被压紧出现泄漏，且填料密封环被压缩后变形胀紧在管座内壁上，很难使用工具将其拆卸取出。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种防止预紧力松弛且易拆卸的填料密封结构，解决现有的填料密封结构在核反应堆的冷却剂介质温度和压力变化时，螺纹紧固件容易出现预紧力松弛而导致填料密封环未被压紧出现泄漏、且填料密封环被压缩后变形胀紧在管座内壁上，很难使用工具将其拆卸取出的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种防止预紧力松弛且易拆卸的填料密封结构，包括压力容器管座、安装在压力容器管座内的堵头、以及与压力容器管座螺纹配合连接的紧固螺母，堵头穿过紧固螺母，堵头的侧面与压力容器管座内壁之间形成环形空腔，在该空腔内安装有填料密封环，在所述的环形空腔内还安装有放置在堵头端部的碟形弹簧。申请人在核反应堆的运行过程中发现，时常有填料密封结构松动，按照现有的设计，填料密封结构实际上是自密封结构，不会出现松动的现象，申请人对这个反常的现象进行了分析后发现：由于核反应堆的冷却剂介质温度和压力会发生变化，在使用过程中，填料密封环会受热胀冷缩的影响，胀紧在管座内壁上而不能移动，此时已经与锁紧螺母之间产生了间隙，故而出现松动，基于上述新发现，申请人对现有的填料密封结构做了改进，通过在堵头的侧面与压力容器管座内壁之间形成环形空腔，在该空腔内安装有填料密封环，在环形空腔内还安装有放置在堵头端部的碟形弹簧，安装碟形弹簧后，当紧固螺母的螺纹副会出现一定的松弛，此时碟形弹簧可以对填料密封环的预紧力进行补偿，避免了预紧力松弛所导致填料密封环出现泄漏，解决了填料密封环松动的问题，同时，在拆卸密封结构时，利用了碟形弹簧组合的小变形量提供较大弹力的特点，拆卸紧固螺母和中间环后，碟形弹簧组合复位将填料密封环弹出管座内，不需要使用复杂的工具来取出胀紧在管座内壁上的填料密封环，大大降低了填料密封环的拆卸困难度。

在所述碟形弹簧与填料密封环之间还设置有支承环。通过设置一个支承环，位于碟形弹簧与填料密封环之间的支承环作为一个中间过渡结构，可以起到均匀传递受力的作用，使得填料密封环在轴向上的受力较为均匀，避免局部受力不均匀造成的局部倾斜的问题。

在所述的碟形弹簧与紧固螺母之间还设置有套装在堵头上的中间环。进一步讲，通过设置中间环，中间环位于碟形弹簧与紧固螺母之间，紧固螺母在旋紧过程中，不可避免地要对填料密封环表面产生相对运动，其对填料密封环产生的切割、摩擦作用会使得填料密封环损坏，通过设置中间环，避免了紧固螺母对碟形弹簧的损坏，延长了其使用寿命。

所述压力容器管座的内壁设置有一个台阶，堵头的下端设置有一个凸环，凸环放置在台阶上。通过设置台阶与凸环，便于整体结构的加工，同时也便于填料密封环的填充压紧密封，使得整个空腔均为密封面，大大提高了密封性能。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明一种防止预紧力松弛且易拆卸的填料密封结构，通过在堵头的侧面与压力容器管座内壁之间形成环形空腔，在该空腔内安装有填料密封环，在环形空腔内还安装有放置在堵头端部的碟形弹簧，安装碟形弹簧后，当紧固螺母的螺纹副会出现一定的松弛，此时碟形弹簧可以对填料密封环的预紧力进行补偿，避免了预紧力松弛所导致填料密封环出现泄漏，解决了填料密封环松动的问题，同时，在拆卸密封结构时，利用了碟形弹簧组合的小变形量提供较大弹力的特点，拆卸紧固螺母和中间环后，碟形弹簧组合复位将填料密封环弹出管座内，不需要使用复杂的工具来取出胀紧在管座内壁上的填料密封环，大大降低了填料密封环的拆卸困难度；

2、本发明一种防止预紧力松弛且易拆卸的填料密封结构，通过设置一个支承环，位于碟形弹簧与填料密封环之间的支承环作为一个中间过渡结构，可以起到均匀传递受力的作用，使得填料密封环在轴向上的受力较为均匀，避免局部受力不均匀造成的局部倾斜的问题；

3、本发明一种防止预紧力松弛且易拆卸的填料密封结构，通过设置中间环，中间环位于碟形弹簧与紧固螺母之间，紧固螺母在旋紧过程中，不可避免地要对填料密封环表面产生相对运动，其对填料密封环产生的切割、摩擦作用会使得填料密封环损坏，通过设置中间环，避免了紧固螺母对碟形弹簧的损坏，延长了其使用寿命。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明填料密封结构在压力容器管座上的安装示意图；

图2为本发明填料密封结构拆卸示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1—堵头；2—紧固螺母；3—压力容器管座；4—中间环；5—填料密封环；6—支承环；7—碟形弹簧；8—冷却剂介质。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

如图1所示，本发明一种防止预紧力松弛且易拆卸的填料密封结构，包括紧固螺母2、中间环4、填料密封环5、支承环6和碟形弹簧7，用于实现压力容器管座3和堵头1之间的冷却剂介质8的密封。堵头1支承在压力容器管座3的内孔台阶上，紧固螺母2与压力容器管座3通过螺纹配合，压紧中间环4和支承环6之间的填料密封环5，填料密封环5变形填充了压力容器管座3和堵头1之间的间隙，同时支承环6和堵头1之间的碟形弹簧7同时也被压缩。在反应堆运行期间，由于冷却剂介质8的温度和压力变化，紧固螺母2会出现一定的松弛，此时碟形弹簧7可以对预紧力进行补偿，避免填料密封环5出现泄漏。

如图2所示，拆卸密封结构时，先取出紧固螺母2和中间环4，碟形弹簧7失去压紧载荷而自动复位弹起，由于碟形弹簧7的小变形量能提供较大的弹力，该弹力大于填料密封环5胀紧在压力容器管座3内的摩擦力，所以填料密封环5被碟形弹簧7弹起，不使用工具就可以将填料密封环5取出。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。