[实用新型]一种新型薄壁筒缓冲器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种薄壁筒缓冲器，具体涉及一种新型薄壁筒缓冲器。 

背景技术

高温气冷堆是以石墨为慢化剂、氦气为冷却剂的反应堆，是一种具有固有安全特性的第四代反应堆。2006年1月，国务院正式发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》中“大型先进压水堆及高温气冷堆核电站”被列入国家重大专项，并在山东石岛湾建设一座电功率为20万千瓦级的高温气冷堆核电站示范工程。 

控制棒是高温气冷堆核电站实现启动、停止、功率调节的重要设备，控制棒运行在高温气冷堆堆芯周围侧反射层的石墨孔道中。当发生极端控制棒驱动线断裂事故时，控制棒会从石墨孔道较高位置以自由落体的方式跌落，当跌落至孔道底部时可能具有的最高速度达13m/s，控制棒的质量约为200公斤，如此高的质量和速度会对孔道底部的石墨结构造成冲击破坏，因此需要在孔道底部安装一个缓冲装置缓冲控制棒的冲击，保护孔道的石墨结构不发生破坏。同时，该缓冲装置需要能够耐受600℃的高温以及一定的核辐射。 

在以往的工程设计中，薄壁筒缓冲器曾被应用于高温气冷试验堆中，清华大学的研究人员曾提出一种结构[袁碧,薛松,HTR—10控制棒减震器设计,高技术通讯,2002,12:88-92]，能够缓冲控制棒的跌落冲击。但是该方案仅能适用50公斤的控制棒以8m/s速度的跌落冲击，对于更高质量和更高速度的冲击已不适用。同时由于该方案结构中，薄壁筒会因应力波从顶部传输至 底部，然后在底面反射而从底部开始发生屈曲，薄壁筒容易发生失稳，产生的冲击力较大。 

以往的缓冲器设计已经不能满足高温气冷堆的需要，需要对缓冲器结构进行改进设计。针对高温气冷堆领域研制的薄壁筒缓冲器也可以应用于其它行业中。 

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种新型薄壁筒缓冲器，能够缓冲高质量、高速的轴向冲击，并且薄壁筒的屈曲的变形可控，不失稳，从顶部开始发生屈曲，满足高温气冷堆的设计要求。 

为达到以上目的，本实用新型采用如下技术方案： 

一种新型薄壁筒缓冲器,包括置于石墨结构7上的底座5，固定在底座5上的外筒2和薄壁筒4，固定在薄壁筒4顶部、外筒2内部的承冲击环3，固定在外筒2顶部的外筒导向环1，在所述薄壁筒4上部外壁面加工有初始环形缺陷4a。 

所述外筒2内径大于薄壁筒4外径的1.4倍。 

所述薄壁筒4的壁厚为0.5mm～3mm，薄壁筒4的高度为其外径的2～6倍。 

所述承冲击环3的受冲击面为圆锥面3b，其锥角角度为40°～90°。 

所述外筒导向环1的圆锥面具有和承冲击环3的圆锥面3b相同的锥角。 

所述薄壁筒4的壁厚为2mm，外径为80mm，高度为450mm，外筒2的内径为120mm。 

所述薄壁筒4的底部安装在底座5的环形槽5a中。 

所述承冲击环3通过其底面的环形槽3a装配在薄壁筒4的顶部。 

所述外筒2通过紧定螺钉6与底座5固定。 

所述初始环形缺陷4a的为环形矩形槽或环形半圆结构。 

本实用新型和现有技术相比，具有如下优点： 

（1）当发生轴向跌落冲击时，跌落的棒体冲击在承冲击环的锥面上，冲击环压缩薄壁筒使薄壁筒发生塑性屈曲变形，吸收冲击的能量，底座能够分散薄壁筒产生的集中应力，从而保护底座下面的结构不发生破坏，同时，薄壁筒的初始缺陷使得薄壁筒的屈曲变形从其顶部开始发生，屈曲模态稳定可控，重复性好，并且减少了应力波在薄壁筒底部的集中，即减小了冲击力。 

（2）因为外筒的内径大于薄壁筒外径的1.4倍，薄壁筒发生屈曲变形后，仍不与外筒发生接触，其屈曲过程避免了与外筒发生强摩擦的干扰，屈曲模态可控性好，工程设计的准确性高。 

（3）薄壁筒的高度和外径的比例在2～6倍之间，可以保证薄壁筒在屈曲过程中变形稳定。 

（4）薄壁筒壁厚应在0.5mm至3mm之间，这个范围的吸能效果最好。 

附图说明

图1是本实用新型实例中的薄壁筒缓冲器的示意图。 

图2是图1中I部分的局部放大图。 

图3是本实用新型实例的薄壁筒缓冲器的三维剖视图。 

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。