УЗЕЛ ГЕРМЕТИЗАЦИИ ПРОХОДКИ ТРУБОПРОВОДА

Заявляемый в качестве полезной модели узел герметизации проходки трубопровода относится к области машиностроения, в частности к приспособлениям, применяемым в местах, где трубы проходят сквозь стены или перегородки и используется в конструкции герметичной проходки трубопровода через локализующую и защитную оболочки ядерных энергетических установок АЭС.
Известен узел герметизации проходки трубопровода, содержащий цилиндрическую обечайку, закрепленную в защитной оболочке здания реакторной установки, установленный в цилиндрической обечайке с зазором трубопровод и фланец, жестко связанный посредством сварных соединений с цилиндрической обечайкой и трубопроводом, при этом поверхность фланца, обращенная к трубопроводу и поверхность трубопровода в месте установки фланца выполнены с наплавкой металлом трубопровода, и наплавка по поверхности трубопровода задана с длиной, превышающей длину зоны контактирования его с фланцем. (Описание к авторскому свидетельству СССР №989224, опубликовано 07.11.1980 г.)
Недостатком известного узла герметизации является большая протяженность длины наплавок, диктующая необходимость удаления монтажного шва приварки трубопровода проходки к внешнему трубопроводу от локализующей или защитной оболочки, что противоречит требованиям технических условий к компоновке герметичных проходок трубопроводов через стены и перекрытия ядерных энергетических установок.
Известна также проходка трубопровода, состоящая из установленной в защитной оболочке обечайки и пропущенной через нее трубы, соединенной с обечайкой фигурным фланцем, торец которого, примыкающий к трубе представлен в виде двух эллиптических параболоидов с полостью между ними. (Описание к авторскому свидетельству №1581949, опубликовано 30.07.1990 г.)
Недостатком известной проходки является необходимость разнесения двух сварных швов в местах присоединения торца фигурного фланца к трубе проходки, что определяет удаленность монтажного шва приварки трубопровода проходки к внешнему трубопроводу от локализующей или защитной оболочки.
Наиболее близким по назначению и технической сущности к заявляемой полезной модели является 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. (Формула и описание к патенту RU №2300042, опубликован 27.05.2007 г.) Переходный фланец связан с обечайкой проходки и ее трубопроводом сварными соединениями, при этом сварной шов в зоне соединения трубы проходки с фланцем расположен со стороны острого угла соединения.
При выполнении переходного фланца с элементом в виде усеченного конуса, направленного внутрь его обечайки, обеспечивается возможность приближения монтажного шва приварки "внешнего" трубопровода к трубопроводу проходки и к переходному фланцу. Однако сварной шов в зоне соединения трубы проходки с фланцем, выполненный со стороны острого угла, имеет конфигурацию углового шва с неполным проплавлением и, с учетом незначительного геометрического размера катета, является сильным концентратором напряжений в рассматриваемой зоне, что снижает прочностные характеристики проходки при действии расчетных нагрузок со стороны присоединяемого трубопровода.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение надежности проходки трубопровода.
Техническим результатом заявляемого усовершенствования конструкции трубной проходки является повышение надежности соединения переходного фланца с поверхностью трубопровода проходки благодаря возможности выполнения сварного шва в зоне соединения трубопровода проходки с фланцем по типу таврового соединения, что повышает прочность сварного шва и надежность проходки.
Поставленная задача решается за счет конструктивного выполнения переходного фланца узла герметизации проходки трубопровода, который выполнен в виде кольцевой обечайки с усеченным конусом, направленным внутрь кольцевой обечайки, согласно полезной модели усеченный конус переходного фланца снабжен хотя бы одним, перпендикулярным оси трубопровода кольцевым участком, соединяющим его с поверхностью трубопровода проходки. Переходный фланец узла герметизации может быть выполнен со вторым кольцевым участком, который размещен между кольцевой обечайкой и конусным участком.
При этом указанное выполнение переходного фланца обеспечивает возможность выполнения сварного шва в зоне соединения трубопровода проходки с переходным фланцем по типу таврового соединения, которое может быть выполнено швами с полным проплавлением, что также повышает надежность трубопроводной проходки.
Кроме того, выполнение хотя бы одного перпендикулярного оси трубопровода кольцевого участка в конструкции переходного фланца позволяет максимально сократить вылет монтажного конца трубопровода проходки, что является одним из требований технических условий к компоновке герметичных проходок трубопроводов через стены и перекрытия ядерных энергетических установок.
Пример выполнения заявленного узла герметизации проходки трубопровода поясняется чертежами.
На фиг. 1 показан разрез герметичной трубопроводной проходки с одним кольцевым участком в переходном фланце.
На фиг. 2 представлен разрез герметичной трубопроводной проходки с двумя кольцевыми участками в переходном фланце.
Узел герметизации проходки трубопровода включает устанавливаемую и закрепляемую в проеме защитной стены (на чертеже не показана) реакторного здания цилиндрическую обечайку 1, в полости которой коаксиально помещен трубопровод 2 проходки, соединенный с цилиндрической обечайкой 1 переходным фланцем, выполненным в виде приваренной к цилиндрической обечайке 1 кольцевой обечайки 3 с участком 4 в виде усеченного конуса, направленного меньшим сечением внутрь кольцевой обечайки 3 и снабженного кольцевым участком 5 (или двумя кольцевыми участками 5 и 6, по обеим сторонам усеченного конуса), перпендикулярным оси трубопровода 2, соединенного с «внешним» трубопроводом 7 монтажным швом 8. Кольцевой участок 5 переходного фланца закреплен на поверхности трубопровода 2 сварным швом 9, имеющим форму таврового соединения.
Такое конструктивное выполнение узла герметизации проходки трубопровода позволяет повысить надежность работы проходки трубопровода через защитную оболочку ядерной энергетической установки за счет сокращения вылета монтажного конца трубопровода проходки за пределы защитной оболочки. При этом монтажный шов приварки "внешнего" трубопровода к трубопроводу проходки существенно приближен к переходному фланцу, выполняющему функции пружинящего элемента. Крепление переходного фланца на поверхности трубопровода проходки по типу таврового соединения в данной конструкции повышает надежность сварного соединения, и делает его более доступным со стороны «внешнего» трубопровода для контроля в процессе эксплуатации.