Узел герметизации проходки трубопровода

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и используется в конструкции герметичной проходки трубопровода через локализующую и защитную оболочки ядерных энергетических установок АЭС. В защитной оболочке реактора закреплена обечайка, в которой коаксиально установлен трубопровод. Зазор между обечайкой и трубопроводом герметизирован переходным фланцем, соединенным с обечайкой и трубопроводом сварными соединениями. Переходной фланец выполнен в виде цилиндрической обечайки, соединенной с торцевой стенкой в виде усеченного конуса, направленного вершиной внутрь обечайки навстречу выходу монтажного конца проходки трубопровода. В случае разрыва монтажного шва конусная поверхность переходного фланца экранирует прямое воздействие струи теплоносителя. Зона сварного соединения трубы проходки с переходным фланцем доступна для контроля при эксплуатации трубопровода. Повышает надежность проходки трубопровода. 1 ил.

 

Изобретение относится к энергетическому машиностроению и может быть использовано в качестве герметичной проходки трубопровода через локализующую и защитную оболочки ядерных энергетических установок АЭС.

Известны узлы герметизации проходок трубопроводов, защищенные авторскими свидетельствами СССР на изобретения №777295 (кл. МКИ³ F16L 5/02, опубликовано 07.11.1980, бюл. №41), №989224 (кл. МКИ³ F16L 13/02, В23К 31/06, опубликовано 15.01.1983, бюл. №2), содержащие обечайку, закрепленную в оболочке и жестко связанный с ней фланец, во внутреннее отверстие которого установлен трубопровод.

Наиболее близкими аналогами заявляемому изобретению являются узлы герметизации проходок трубопроводов, защищенные авторскими свидетельствами СССР на изобретения №1024645 (кл. МКИ³ F16L 5/02, опубликовано 23.06.1983, бюл. №23) и №1581949 (кл. МКИ⁵ F16L 5/00, опубликовано 30.07.1990, бюл. №28), содержащие обечайку, закрепленную в оболочке, внутри которой размещен трубопровод и переходный фланец, выполненный в виде цилиндрической обечайки, переходящей в конусный элемент (эллиптический параболоид), направление которого совпадает с направлением выхода трубопровода сквозь защитную оболочку (стену).

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение надежности и работоспособности проходки трубопровода через защитную оболочку ядерной энергетической установки.

Поставленная задача решается за счет конструктивного выполнения переходного фланца узла герметизации проходки трубопровода в виде цилиндрической обечайки, переходящей в усеченный конус, направленный внутрь обечайки переходного фланца навстречу выходу монтажного конца проходки трубопровода. Такая конструкция переходного фланца позволяет максимально сократить вылет монтажного конца трубопровода, что является одним из требований технических условий к компоновке герметичных проходок трубопроводов через стены и перекрытия ядерных энергетических установок. При этом монтажный шов приварки трубопровода проходки к внешнему трубопроводу максимально приближен к переходному фланцу, в случае разрыва монтажного шва конусная поверхность переходного фланца будет экранировать прямое воздействие струи теплоносителя. Кроме того, наиболее опасная, с точки зрения концентрации напряжений, зона сварного соединения трубы проходки с переходным фланцем расположена со стороны острого угла соединения. В данной конструкции эта зона находится снаружи проходки и становится доступной для контроля при эксплуатации на предмет обнаружения дефектов и усталостных трещин, что повышает надежность и работоспособность конструкции проходки трубопровода.

На чертеже показан узел герметизации проходки трубопровода, разрез по оси.

Узел герметизации проходки трубопровода содержит закрепленную в защитной оболочке 1 обечайку 2, в которой коаксиально установлен трубопровод 3. Зазор между обечайкой 2 и трубопроводом 3 герметизирован переходным фланцем 4. Переходной фланец 4 выполнен в виде наружной цилиндрической обечайки 5, переходящей во внутренний усеченный конус 6, вершина которого направлена навстречу выходу монтажного конца 7 трубопровода 3. Переходный фланец 4 связан с обечайкой 2 и трубопроводом 3 сварными соединениями 8 и 9.

Такое конструктивное выполнение узла герметизации проходки трубопровода позволяет повысить надежность работы проходки трубопровода через защитную оболочку 1 ядерной энергетической установки за счет сокращения вылета монтажного конца 7 трубопровода 3 проходки за пределы защитной оболочки 1. При этом монтажный шов 10 приварки "внешнего" трубопровода 11 к трубопроводу 3 проходки существенно приближен к переходному фланцу 4, который экранирует прямое воздействие струи теплоносителя при возможном разрыве монтажного шва 10 и уменьшает нагруженность в этой аварийной ситуации переходного фланца, внешней трубы и закладных деталей проходки.

Кроме того, наиболее опасная зона сварного шва 9 соединения трубопровода проходки 3 с переходным фланцем 4, в которой присутствует наибольшая геометрическая концентрация напряжений и находящаяся со стороны острого угла α, в данной конструкции становится более доступной для контроля в процессе эксплуатации на предмет обнаружения дефектов и усталостных трещин, что повышает надежность и работоспособность проходки. Концентрация напряжений в труднодоступной для контроля зоне (угол β) со стороны межоболочного пространства значительно ниже, поэтому вероятность зарождения усталостных трещин с этой стороны шва приварки переходного фланца к трубопроводу проходки существенно меньше.

Узел герметизации проходки трубопровода, содержащий закрепленную в защитной оболочке обечайку, коаксиально установленную на трубопроводе и жестко соединенную с ним посредством переходного фланца, выполненного в виде обечайки, переходящей в усеченный конус, отличающийся тем, что усеченный конус переходного фланца направлен внутрь обечайки переходного фланца навстречу выходу трубопровода.