聚变装置加料阀门箱与复合管道夹层的双旁路连接结构

摘要

本发明属于聚变装置技术，具体为一种聚变装置加料阀门箱与复合管道夹层的双旁路连接结构，包括阀门箱腔体和管道夹层，所述的阀门箱腔体上设有夹层隔板，所述的夹层隔板上加工有用于管道安装的安装孔；所述的管道夹层固定设于夹层隔板上方；管道夹层内部设有工艺管道；还包括管道夹层两侧的隔离阀旁路和爆破片旁路，在复合管道夹层与阀门箱腔体的连接处气体通路隔断，另由隔离阀旁路和爆破片旁路连接。这样的结构可以保证阀门箱腔体和复合管道夹层的通断实现远程控制；在隔离阀关断时，能够对各自的夹层压力单独监测，以达到远程检测气体泄露的目的。另外，爆破片安装在另一条旁路管道上，为阀门箱壳体提供超压保护措施。

说明书

技术领域

本发明属于聚变装置技术，具体涉及一种加料阀门箱与复合管道夹层的连接结构。

背景技术

ITER(国际热核聚变堆)将采用氘和氚作为燃料，加料管道和阀门箱的氚安全防护是重要的工程问题。一般来说，除了直接接触氚的一次包容管道外，还需要设计二次包容层，以提高系统的安全性。对于管道来说，二次包容层可设计为一根直径更大的管道，将数根一次包容管道包围在一起，形成复合管道；而对于阀门箱来说，其壳体将设计为二次包容层。一次包容管道与二次包容层之间的空间称为夹层空间，将充满一定压力、持续流动的惰性气体(如氮气)。

在未来的热核聚变堆运行过程中，夹层空间周围环境中持续存在高能中子和强电离辐照，不允许工作人员进入；因此通过远程控制实现初步检漏是提高系统运行可靠性、可检测性和安全性的关键步骤。在正常运行的工况下，要求复合管道与阀门箱的夹层空间保持连通；但在气体检漏或维护阶段，需要将二者的夹层空间隔断。在常规的连接结构设计中，二者的夹层空间是持续连通的，无法远程控制其通断。

因此需要设计一种结构，使得复合管道与阀门箱连接气体通路隔断，同时满足远程控制初步检漏的工艺要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚变装置加料阀门箱与复合管道夹层的双旁路连接结构，其能够保证阀门箱腔体和复合管道夹层的通断实现远程控制。

本发明的技术方案如下：

一种聚变装置加料阀门箱与复合管道夹层的双旁路连接结构，包括阀门箱腔体和管道夹层，所述的阀门箱腔体上设有夹层隔板，所述的夹层隔板上加工有用于管道安装的安装孔；所述的管道夹层固定设于夹层隔板上方；所述的管道夹层内部设有工艺管道；还包括固定设于夹层隔板上、位于的管道夹层两侧的隔离阀旁路和爆破片旁路；

所述的隔离阀旁路包括角阀、与角阀连接的管道夹层连接管和阀门箱腔体连接管，所述的管道夹层连接管与管道夹层通过焊接连接，阀门箱腔体连接管与夹层隔板通过焊接连接，阀门箱腔体连接管通过夹层隔板上的通孔与阀门箱腔体连通；

所述的爆破片旁路包括爆破片、设于爆破片外的标准ASME法兰、与标准ASME法兰固定连接的管道夹层变径管和阀门箱腔体变径管；所述的管道夹层变径管固定连接管道夹层，二者气路连通，所述的阀门箱腔体变径管固定连接阀门箱腔体，二者气路连通。

所述的夹层隔板上设有隔离阀支撑架，所述的隔离阀支撑架固定安装隔离阀旁路。

所述的隔离阀支撑架包括上端的半圆箍环、半圆箍钢板支架和底部的底板，半圆箍环和半圆箍钢板支架的上部半圆箍形成一个完整的圆箍，其内部设有实心的连接件，所述连接件连接角阀。

所述的半圆箍钢板支架的下部设有支撑钢板，其呈上窄、下宽的梯形。

所述的夹层隔板上设有爆破片支撑架，所述的爆破片支撑架固定安装爆破片旁路。

所述的爆破片支撑架包括上半圆箍、下半圆箍钢板支架和支架底板，上半圆箍上加工有一个方形开口，其位置与爆破片的手柄位置相适应，使得手柄从方形开口处伸出。

所述的管道夹层为横截面为长方形的腔体，开口朝上。

所述的管道夹层的开口处固定设有焊接接头，所述的工艺管道上端伸出焊接接头。

所述的角阀为气动隔离阀。

所述的爆破片为薄膜型单向爆破片。

本发明的显著效果如下：隔离阀旁路由一截管道及其上的气动隔离阀组成；爆破片旁路则由安装在法兰内的爆破片及连接的管道组成。在复合管道夹层与阀门箱腔体的连接处气体通路隔断，另由隔离阀旁路和爆破片旁路连接。这样的结构可以保证阀门箱腔体和复合管道夹层的通断实现远程控制；在隔离阀关断时，能够对各自的夹层压力单独监测，以达到远程检测气体泄露的目的。另外，爆破片安装在另一条旁路管道上，为阀门箱壳体提供超压保护措施。

附图说明

图1a为聚变装置加料阀门箱与复合管道夹层的双旁路连接结构正视图；

图1b为图1a的侧视图；

图2为工艺管道、夹层隔板与阀门箱腔体连接示意图；

图3为隔离阀旁路和隔离阀支撑架安装示意图；

图4为隔离阀旁路结构示意图；

图5为爆破片旁路和爆破片支撑架安装示意图；

图6为爆破片旁路结构示意图；

图中：1.管道夹层；2.工艺管道；3.阀门箱腔体；4.隔离阀旁路；5.焊接接头；6.夹层隔板；7.爆破片旁路；8.隔离阀支撑架；9.爆破片支撑架；4-1.角阀；4-2.管道夹层连接管；4-3.阀门箱腔体连接管；7-1.爆破片；7-2.标准ASME法兰；7-3.管道夹层变径管；7-4.阀门箱腔体变径管；8-1.半圆箍环；8-2.半圆箍钢板支架；8-3.底板；8-4.连接件；9-1.上半圆箍；9-2.下半圆箍钢板支架；9-3.支架底板；9-4.方形开口。

具体实施方式

下面通过附图及具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图1a、图1b和图2所示，阀门箱腔体3上方固定安装夹层隔板6，并且夹层隔板6上加工有用于管道安装的安装孔。管道夹层1固定安装在夹层隔板6上方，工艺管道2位于管道夹层1内部，并且工艺管道2通过夹层隔板6上的安装孔与夹层隔板6焊接固定，同时工艺管道2穿过安装孔其阀门箱腔体3内部的其他对应工艺管道连通。

上述的管道夹层1为横截面为长方形的腔体，开口朝上，在管道夹层1上端开口处固定焊接接头5。上述的工艺管道2上端伸出焊接接头5。

在夹层隔板6上还固定安装有隔离阀支撑架8和爆破片支撑架9，隔离阀支撑架8上固定安装隔离阀旁路4，爆破片支撑架9上固定安装爆破片旁路7。其中，隔离阀旁路4位于管道夹层1的左侧，爆破片旁路7位于管道夹层1的右侧。

如图3和图4所示，隔离阀旁路4由角阀4-1、管道夹层连接管4-2和阀门箱腔体连接管4-3组成。其中管道夹层连接管4-2与管道夹层1通过焊接连接，阀门箱腔体连接管4-3与夹层隔板6通过焊接连接，阀门箱腔体连接管4-3通过夹层隔板上6的通孔与阀门箱腔体3连通。

隔离阀支撑架8包括上端的半圆箍环8-1、半圆箍钢板支架8-2和底部的底板8-3。半圆箍环8-1和半圆箍钢板支架8-2的上部半圆箍通过螺栓固定连接，构成一个完整的圆箍。圆箍内部为实心的连接件8-4，其用于与角阀4-1连接。

半圆箍钢板支架8-2的下部的支撑钢板呈上窄、下宽的梯形，以提高地震工况下结构的稳定性。

隔离阀旁路4的角阀4-1为气动隔离阀，能够通过气动气体远程控制，因此可远程实现夹层隔断和初步检漏等操作。另外，此阀为常开阀，即在事故或掉电的情况下其状态为打开，保证管道夹层1与阀门箱腔体3在异常状态下保持气路连通。

如图5和图6所示，爆破片旁路7由爆破片7-1、标准ASME法兰7-2、管道夹层变径管7-3和阀门箱腔体变径管7-4组成。其中爆破片7-1夹持在标准ASME法兰7-2中间。管道夹层变径管7-3焊接在管道夹层1上，二者气路连通。阀门箱腔体变径管7-4焊接在阀门箱腔体3上，二者气路连通。

爆破片支撑架9包括上半圆箍9-1、下半圆箍钢板支架9-2和支架底板9-3，上半圆箍9-1上加工有一个方形开口9-4，其位置与爆破片7-1的手柄位置相适应，使得手柄从方形开口9-4处伸出。

爆破片7-1为薄膜型单向爆破片。在维护阶段对阀门箱进行单独冲洗或检漏时，角阀4-1处于关闭状态，管道夹层1与阀门箱腔体3气路隔断。一旦阀门箱腔体3内的气体压力超过一定的限值，爆破片将发生爆破，将高压气体释放到管道夹层1内，起到保护阀门箱壳体结构的作用。