[发明专利]一种承压容器的管嘴

说明书

技术领域

本发明涉及承压容器技术领域，特别是涉及一种承压容器上的管嘴。

背景技术

承压容器广泛应用于能源、化工等工业技术领域。在核能动力领域，反应堆压力容器是一回路系统的重要设备，是一回路冷却剂压力边界的主要部分之一，用于容纳反应堆冷却剂、堆芯热量和裂变产物。

反应堆压力容器在工作时需承受很高的压力和温度，为了保证全寿期的安全，必须对其进行仔细的设计和分析。传统的压力容器设计一般根据相关的规范进行，根据规范的规定确定结构的具体形式，并按照规范的内容进行力学计算。随着工业技术的发展，按规范进行设计暴露出了许多问题，这其中主要表现在管嘴结构的设计上。现有技术中管嘴的内孔为直圆孔，即，管嘴内孔的各个沿容器纵向截面为等直径的圆形。当容器的管嘴直径过大、或管嘴需要密集排布时，就可能超过了规范的限值，无法按照规范进行设计。对于这种特殊情况，就必须对管嘴结构进行详细的有限元应力分析，并采用特殊的结构形式，以减小管嘴局部结构的应力集中，从而保证压力容器的安全特性。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何有效地缓解管嘴局部的应力集中，进而使承压容器的变形更加均匀。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，提供一种承压容器的管嘴，其内孔从容器内部向外依次包括不等径孔、过渡孔和圆孔；所述不等径孔是指沿容器的轴向和周向两个方向上的直径不同的孔，不等径孔的长径沿容器的周向，不等径孔的短径沿容器的轴向；过渡孔衔接所述不等径孔和圆孔。

进一步的技术方案是，所述不等径孔为长圆孔。

再进一步的技术方案是，所述过渡孔的内表面为平滑曲面。

再进一步的技术方案是，所述管嘴伸入容器内侧部分的内孔均为不等径孔。

再进一步的技术方案是，所述长圆孔的长径大于所述圆孔的直径，短径小于所述圆孔的直径。

再进一步的技术方案是，所述管嘴的外表面为圆柱面。

(三)有益效果

本发明对承压容器的管嘴内孔形状做了改进，管嘴内伸段的内壁为长圆孔形式，其中，长圆孔的长径沿容器的周向、短径沿容器的轴向，这就使得在容器的纵截面上管嘴补强得到了加强，从而减小了该部位的应力集中。管嘴外伸段的端头的内壁仍为圆孔形式，这就使得管嘴与外接管道之间的连接不受影响。由于管嘴内壁存在长圆孔和圆孔两种形状，因此这两种形状之间需要一段过渡段(过渡孔)以实现形状的渐变。与现有技术相比，本发明的技术方案具有如下优点：

1)有效地节约容器的材料成本；

2)不增加容器的制造成本；

3)有效地缓解管嘴局部的应力集中；

4)承压容器的变形更加均匀。

附图说明

图1是本发明承压容器的管嘴沿承压容器纵向的剖视图；

图2是本发明承压容器的管嘴沿承压容器横向(即图1的B-B向)的剖视图；

图3是本发明承压容器的管嘴沿承压容器径向(即图1的A向)的侧视示意图；

图4是承压容器和管嘴的结构关系示意图。

下面结合附图和具体实施例对本发明承压容器的管嘴进行详细介绍。

具体实施方式

参见图1-图3，承压容器100的管嘴200具有一个内孔，该内孔从承压容器100内部向外依次包括长圆孔1、过渡孔2和圆孔3。长圆孔1的沿容器100纵向的截面为公知的长圆形(即由两个半圆和连接两个半圆的上下两条直线构成，参见图3)，长圆孔1的长径L1沿承压容器100的周向，长圆孔1的短径L2沿承压容器100的轴向。参见图4，图4中所示X轴方向即为承压容器100的轴向，Y轴方向即为承压容器100的径向，Z轴方向即为承压容器100的周向。过渡孔2衔接长圆孔1和圆孔3。过渡孔2用以实现从长圆孔1到圆孔3之间的渐变，过渡孔2的内表面为平滑曲面。管嘴100内伸段(伸入承压容器内部分)和外伸段(突出于承压容器的部分)的外壁仍为圆形，即管嘴外表面仍为圆柱状。本实施例中，长圆孔1一直延伸到承压容器200外部，即，管嘴伸入承压容器200内侧部分的内孔均为长圆孔。如图3中所示，长圆孔1的长径L1大于圆孔3的直径L，短径L2小于圆孔3的直径L。