本发明属于核电站内部管道夹持、支撑技术领域，具体涉及一种针对反应堆内长导管防震荡的螺纹后推锁紧结构。
背景技术
在核反应堆内，设置有大量的为堆芯测量用仪表提供导向和支承功能的导管，这些导管较长且呈弯曲状态，导管的两端一般均有固定措施，但由于反应堆内水流冲击及堆内振动的影响，必须为这些导管的中间部位设置固定限位结构，通常采用固定块等结构将导管卡住，将固定块以焊接或螺栓连接的方式固定在支承管上，但由于尺寸公差影响，这些导管外径值不完全相同，固定块与导管之间一般都有一定的间隙，导致导管在水流冲击或堆内振动的影响下出现晃动而容易磨损，且不同的导管与支承管之间的距离均不同，使用尺寸相同的固定块来对所有的导管进行限位固定时，就可能会导致一些导管偏离原路径。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种针对反应堆内长导管防震荡的螺纹后推锁紧结构，本发明设计了一种螺纹锁紧结构对导管中间部位进行限位固定，该结构采用螺纹旋紧原理，实现了对导管的卡紧，完全消除了锁紧结构与导管之间的间隙，该结构还可以调节长度，以适应不同的导管与支承管之间的距离。
本发明的具体技术方案为：
一种针对反应堆内长导管防震荡的螺纹后推锁紧结构，包括轴线与堆内长导管轴线垂直设置的导向管，所述导向管面向堆内长导管的a端向外延伸形成延伸部，该延伸部绕过堆内长导管后回接到a端形成一个u形夹臂；还包括一个顶叉棒，所述顶叉棒具有一个叉形端，该叉形端插入到导向管后与u形夹臂合围夹持到堆内长导管外壁上，顶叉棒另一段连接有连接杆，连接杆用于与固定建筑物连接；其中，所述顶叉棒的外径大于连接杆，顶叉棒连接连接杆的一端形成变径支承面，还包括螺母，螺母套接在导向管外壁上，所述螺母远离堆内长导管的一端设置有尾盖，所述尾盖开有通孔，所述通孔的直径小于顶叉棒外径但大于连接杆外径，连接杆插入到该通孔内自由滑动；随着螺母向堆内长导管不断旋紧，最终尾盖面向导向管的一面与变径支承面挤压接触。
在本发明中，由于本发明是属于较为特殊的反应堆环境，其堆内长导管处于高辐射区域，且处于水环境中，该水环境为运动水环境，因此，堆内长导管会收到水流冲击，因此往往造成较大的震荡，而传统的限位方式采用的结构较为复杂，同时由于是辐照环境，无法用人工方式进行操作，一般依赖于机械手操作，因此装配操作起来非常耗费时间，且在后期检修时，拆卸也是非常麻烦的。而本发明的设计原理是，预先将具有u形夹臂的导向管与堆内长导管装配在一起，其中u形夹臂与导向管完全包围着堆内长导管，之后，本发明只需依赖机械手吊装一体化的顶叉棒和连接杆，将顶叉棒插入到导向管内，然后吊装螺母旋接在导向管上，由于顶叉棒外径大于连接杆的外径，因此造成了台阶变化，即形成了变径支承面，此时，在旋接时，尾盖就会向顶叉棒的变径支承面方向靠拢，并挤压变径支承面，这样就带动顶叉棒、连接杆整体向堆内长导管方向移动，直到顶叉棒的叉形端顶压在堆内长导管上，此时，顶叉棒与u形夹臂组成了卡箍结构，而由于本发明中是驱动顶叉棒移动，而外部导向管不移动，应力向尾盖集中。在本发明中，由于只需旋转螺母即可完成中间顶叉棒的导向移动，因此，其操作非常简便，可以有机械手简单、快速的操作完成，同时顶叉棒与u形夹臂完全压接在堆内长导管上，因此消除了夹持部件与长导管之间的间隙，同时这种采用螺纹配合的方式，可以根据长导管与支承设备之间的不同距离调节螺母锁紧总长来适应，在满足导管固定要求的同时，不使导管偏离原路径。
另外，本发明在研究过程中，考虑到本发明的应用环境较为特殊，其环境中水流属于动水流环境，且在发生事故时，水流会发生变化，同时由于本发明上述夹持方式属于刚性夹持，那么在发生严重事故时，水流冲击力会变大，而所述堆内长导管尺寸一般较细，在大水流冲击下，以及由于是中间夹持，两端至中间部分的堆内长导管之间依然存在振动，有可能会发生共振，因此，如果继续保持刚性夹持，则很可能会使得堆内长导管断裂或严重变形，为了克服上述问题，本发明的所述尾盖采用奥氏体不锈钢材料，厚度为2mm至3mm。经过研究，我们发现，一般反应堆正常工作时，水流对堆内长导管的冲击力约为10n，采用上述固定挤压刚性夹持的方式，基本上能防止堆内长导管中间区域的较大振动，而在发生严重事故时，水流对堆内长导管的冲击力会增大到40-50n，而采用上述材料和厚度时，在该力的作用下，会使得尾盖向外变形，此时就会增加尾盖与顶叉棒的接触面积，由开始的端面限位挤压变为过盈配合，此时，利用摩擦力来限位，此时可以使得顶叉棒向外移动一定距离，使得堆内长导管与顶叉棒之间产生一定的间隙，这时可以让堆内长导管在水流冲击力的作用下产生允许的抖动，将冲击力的能量转为震动的机械能以及尾盖与顶叉棒之间的摩擦能量，避免堆内长导管受力过大而损坏。
优选的，所述变径支承面为竖直断面，该竖直断面与顶叉棒轴线垂直。
优选的，所述变径支承面为倾斜断面，该倾斜断面与顶叉棒轴线之间存在大于0度并小于90度的夹角。
在上述两个优选方案中，将变径支承面的形状做了限定，其中最佳方案为所述变径支承面为倾斜断面，该倾斜断面相当于顶叉棒到连接管的一个逐渐缩减的过渡，由于采用该形状，因此，一般情况下尾盖都是竖直设置，此时，尾盖与倾斜断面之间的接触形式为线接触，这种接触方式可以使得应力集中到尾盖圆孔内壁上，此时尾盖的受力力矩是最大的，在发生严重事故时，最容易将尾盖造成向外的变形，增加变形程度，让尾盖与顶叉棒的接触面积最大化，而采用竖直断面，其尾盖与倾斜断面之间的接触形式为面接触，因此，尾盖变形的形态和程度都较弱。
优选的，所述尾盖面向导向管的一面与顶叉棒轴线垂直。
优选的，所述尾盖面向导向管的一面与顶叉棒轴线之间存在大于0度并小于90度的夹角。
同样的，上述尾盖倾斜设置，更有利于尾盖变形后与顶叉棒的接触面积最大化。
优选的，所述连接杆通过螺纹连接方式连接有固定在固定建筑物上的调整环。
优选的，顶叉棒具有一个叉形端为圆弧凹槽端面。
优选的，所述顶叉棒开有l槽，该l槽贯通到叉形端。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1、结构简单，驱动方式简单，使得操作方式容易实施，且能应对严重事故时，水流对长导管的破坏问题。
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是本发明变径支承面倾斜设置时的结构图。
图2是本发明变径支承面垂直设置时的结构图。
图3是顶叉棒的结构图。
图4是导向管的结构图。
图中，1、堆内长导管；2、u形夹臂；3、顶叉棒；4、导向管；5、螺母；6、尾盖；7、连接杆；8、调整环；9、变径支承面；10、l槽。
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。
实施例一
如图1、图2所示：
一种针对反应堆内长导管防震荡的螺纹后推锁紧结构，包括轴线与堆内长导管1轴线垂直设置的导向管4，所述导向管4面向堆内长导管1的a端向外延伸形成延伸部，该延伸部绕过堆内长导管1后回接到a端形成一个u形夹臂2；还包括一个顶叉棒3，所述顶叉棒具有一个叉形端，该叉形端插入到导向管4后与u形夹臂2合围夹持到堆内长导管1外壁上，顶叉棒另一段连接有连接杆7，连接杆7用于与固定建筑物连接；其中，所述顶叉棒的外径大于连接杆7，顶叉棒连接连接杆7的一端形成变径支承面9，还包括螺母5，螺母5套接在导向管4外壁上，所述螺母5远离堆内长导管1的一端设置有尾盖6，所述尾盖6开有通孔，所述通孔的直径小于顶叉棒外径但大于连接杆7外径，连接杆7插入到该通孔内自由滑动；随着螺母5向堆内长导管1不断旋紧，最终尾盖6面向导向管4的一面与变径支承面9挤压接触。
在本发明中，由于本发明是属于较为特殊的反应堆环境，其堆内长导管1处于高辐射区域，且处于水环境中，该水环境为运动水环境，因此，堆内长导管1会收到水流冲击，因此往往造成较大的震荡，而传统的限位方式采用的结构较为复杂，同时由于是辐照环境，无法用人工方式进行操作，一般依赖于机械手操作，因此装配操作起来非常耗费时间，且在后期检修时，拆卸也是非常麻烦的。而本发明的设计原理是：预先将具有u形夹臂2的导向管4与堆内长导管1装配在一起，其中u形夹臂2与导向管4完全包围着堆内长导管1，之后，本发明只需依赖机械手吊装一体化的顶叉棒和连接杆7，将顶叉棒插入到导向管4内，然后吊装螺母5旋接在导向管上，由于顶叉棒外径大于连接杆7的外径，因此造成了台阶变化，即形成了变径支承面9，此时，在旋接时，尾盖6就会向顶叉棒的变径支承面9方向靠拢，并挤压变径支承面9，这样就带动顶叉棒、连接杆7整体向堆内长导管1方向移动，直到顶叉棒的叉形端顶压在堆内长导管1上，此时，顶叉棒与u形夹臂2组成了卡箍结构，而由于本发明中是驱动顶叉棒移动，而外部导向管不移动，应力向尾盖6集中。在本发明中，由于只需旋转螺母即可完成中间顶叉棒的导向移动，因此，其操作非常简便，可以有机械手简单、快速的操作完成，同时顶叉棒与u形夹臂2完全压接在堆内长导管1上，因此消除了夹持部件与长导管之间的间隙，同时这种采用螺纹配合的方式，可以根据长导管与支承设备之间的不同距离调节螺母锁紧总长来适应，在满足导管固定要求的同时，不使导管偏离原路径。
另外，本发明在研究过程中，考虑到本发明的应用环境较为特殊，其环境中水流属于动水流环境，且在发生事故时，水流会发生变化，同时由于本发明上述夹持方式属于刚性夹持，那么在发生严重事故时，水流冲击力会变大，而所述堆内长导管1尺寸一般较细，在大水流冲击下，以及由于是中间夹持，两端至中间部分的堆内长导管1之间依然存在振动，有可能会发生共振，因此，如果继续保持刚性夹持，则很可能会使得堆内长导管(1)断裂或严重变形，为了克服上述问题，本发明的所述尾盖6采用奥氏体不锈钢材料，厚度为2mm至3mm。经过研究，我们发现，一般反应堆正常工作时，水流对堆内长导管1的冲击力约为10n，采用上述固定挤压刚性夹持的方式，基本上能防止堆内长导管1中间区域的较大振动，而在发生严重事故时，水流对堆内长导管1的冲击力会增大到40-50n，而采用上述材料和厚度时，在该力的作用下，会使得尾盖6向外变形，此时就会增加尾盖6与顶叉棒的接触面积，由开始的端面限位挤压变为过盈配合，此时，利用摩擦力来限位，此时可以使得顶叉棒向外移动一定距离，使得堆内长导管1与顶叉棒之间产生一定的间隙，这时可以让堆内长导管1在水流冲击力的作用下产生允许的抖动，将冲击力的能量转为震动的机械能以及尾盖6与顶叉棒之间的摩擦能量，避免堆内长导管1受力过大而损坏。
实施例2：
如图2所示，在实施例1基础上，所述变径支承面9为竖直断面，该竖直断面与顶叉棒轴线垂直。
实施例3：
如图1所示，在实施例1基础上，所述变径支承面9为倾斜断面，该倾斜断面与顶叉棒轴线之间存在大于0度并小于90度的夹角。
在上述实施例1和实施例2方案中，将变径支承面9的形状做了限定，其中最佳方案为所述变径支承面9为倾斜断面，该倾斜断面相当于顶叉棒到连接管的一个逐渐缩减的过渡，由于采用该形状，因此，一般情况下尾盖6都是竖直设置，此时，尾盖6与倾斜断面之间的接触形式为线接触，这种接触方式可以使得应力集中到尾盖6圆孔内壁上，此时尾盖6的受力力矩是最大的，在发生严重事故时，最容易将尾盖造成向外的变形，增加变形程度，让尾盖6与顶叉棒的接触面积最大化，而采用竖直断面，其尾盖6与倾斜断面之间的接触形式为面接触，因此，尾盖变形的形态和程度都较弱。
实施例4：
在在实施例1基础上，如图2所示，所述尾盖6面向导向管4的一面与顶叉棒轴线垂直，所述变径支承面9为竖直断面，该竖直断面与顶叉棒轴线垂直。
实施例5：
在在实施例1基础上，如图1所示，所述尾盖6面向导向管4的一面与顶叉棒轴线垂直，如图1所示，所述变径支承面9为倾斜断面，该倾斜断面与顶叉棒轴线之间存在大于0度并小于90度的夹角。
实施例5：
在在实施例1基础上，优选的，所述尾盖6面向导向管4的一面与顶叉棒轴线之间存在大于0度并小于90度的夹角。
同样的，上述尾盖6倾斜设置，更有利于尾盖6变形后与顶叉棒的接触面积最大化。
其他优选的，所述连接杆7通过螺纹连接方式连接有固定在固定建筑物上的调整环8。
优选的，顶叉棒具有一个叉形端为圆弧凹槽端面。
优选的，所述顶叉棒开有l槽10，该l槽贯通到叉形端。
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。