CN102221107A - 一种用于高温气冷堆的分置式蝶阀驱动机构 - Google Patents

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周惠忠
张勤昭
吴宗鑫
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Abstract

本发明公开了一种电动蝶阀的驱动机构，特别是涉及一种用于高温气冷堆的分置式蝶阀驱动机构。本发明包括电动装置(1)、连接杆(5)、联轴节、减速器；电动装置(1)安装在电机舱内，连接杆(5)、联轴节、减速器安装在风机舱内；电动装置(1)的输出轴通过联轴节和连接杆(5)穿过风机舱壳体(4)连接减速器的输入轴；减速器的输出轴与所驱动的蝶阀的阀轴同轴。本发明结构紧凑，适合在高温气冷堆一回路有限的空间内安装使用；电动装置安装在主氦风机电机舱内，避免了电动装置在高温环境中使用；采用固体润滑涂层处理的蜗轮蜗杆做减速器，采用陶瓷轴承做支承轴承，所以无需使用润滑剂或润滑液，避免了对高温气冷堆一回路氦气冷却剂的污染。

Description

一种用于高温气冷堆的分置式蝶阀驱动机构
技术领域
本发明涉及电动蝶阀的驱动机构，特别是涉及一种用于高温气冷堆的分置式蝶阀驱动机构。
背景技术
高温气冷堆是以石墨为慢化剂、氦气为冷却剂的高温反应堆，是一种具有固有安全性、发电效率高、用途极为广泛的先进核反应堆。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。在该专项的支持下，目前正在建设一座电功率为20万千瓦级的高温气冷堆核电站示范工程。
高温气冷堆一回路总体结构如图1所示，反应堆12与蒸汽发生器13分别设置在两个压力容器内，其间用热气导管15相连接，构成“肩并肩”的布置方式。反应堆堆芯由氦气冷却。氦气冷却剂额定压力7MPa，依靠主氦风机14驱动，在反应堆一回路内部进行强迫循环，从堆芯带走热量而升温，流经蒸汽发生器，将热量传给二回路的水而降温，形成闭式循环。主氦风机14立式布置，安装在蒸汽发生器13正上方，主氦风机14与蒸汽发生器13安装在蒸汽发生器壳体16内。
根据图1，主氦风机14布置在反应堆一回路压力容器内，与反应堆堆芯直接连通。如果不对一回路氦气冷却剂流道采取任何措施，发生反应性事故等事故工况时，主氦风机14将被停机，反应堆停堆，堆芯内产生的较大流量的高温氦气将反向自然循环，直接经过一回路压力边界，进入主氦风机14内部，从而对主氦风机14叶轮、一回路压力边界等造成损坏，因此有必要在一回路氦气冷却剂流道内设置挡板。事故工况下，关闭挡板，截断流道内的介质流动，阻止一回路氦气冷却剂发生反向自然循环。此时，一回路氦气冷却剂只可能发生扩散，对一回路压力边界、主氦风机叶轮等的影响将非常小。另外，主氦风机进口前会布置管道，主氦风机出口后也可能布置管道。从挡板安装和检修的角度考虑，挡板可以安装在这些管道上；此时，主氦风机的检修设计可以兼顾挡板的检修，所以在主氦风机进口管道和/或出口管道安装挡板是比较合理的。
结合高温气冷堆的设计，挡板的设计将面临300℃高温、7MPa高压、氦气、无油润滑、空间有限五个主要设计难点。挡板的功能主要是截断和接通管道内的氦气流动。对于此要求，常用的解决办法为在管道内安装阀门。由于空间有限，电动阀门将是最佳选择；同时，在所有可用于截断和接通管道内介质流动的阀门类型中，蝶阀具有结构简单、体积小的特点，所以优先考虑蝶阀。对于常规电动蝶阀，阀门本体可以承受300℃高温，但阀门的电动装置工作温度一般为-20℃～+60℃，目前还没有可以直接工作于300℃高温的电动装置成熟产品，所以有必要对现有电动蝶阀驱动机构结构进行改进，从而满足挡板使用要求。另外，相对其它气体，相同工况下的氦气的摩擦系数大，并且高温气冷堆一回路内部不允许引入润滑油或润滑脂来污染一回路氦气冷却剂，这对常规电动蝶阀驱动机构支承轴承等的润滑处理提出了挑战。
综上所述，常规电动蝶阀的驱动机构结构不能满足高温气冷堆一回路挡板的使用要求，有必要对常规电动蝶阀的驱动机构结构进行改进设计，从而满足使用要求。相关文献涉及高温气冷堆一回路内需要设置挡板的内容，但是没有对挡板具体结构的介绍，所以没有可供参考的结构设计。
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：克服高温气冷堆一回路高温氦气摩擦系数大、支承轴承无油润滑、使用空间有限的条件限制，实现在高温、高压氦气环境下对蝶阀的驱动控制，使得在高温气冷堆事故工况下能发挥挡板的作用，保护一回路压力边界和主氦风机部件等的安全，提高高温气冷堆的运行可靠性。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于高温气冷堆的分置式蝶阀驱动机构，该蝶阀驱动机构由电动装置、连接杆、联轴节、减速器组成。其中，连接杆联轴节和减速器安装在主氦风机叶轮所在的高温风机舱内，电动装置安装在低温的主氦风机电机舱内；电动装置的输出轴通过联轴节和连接杆穿过风机舱壳体连接减速器的输入轴；减速器输出轴与被驱动的蝶阀的阀轴同轴。
电动装置布置在低温的主氦风机电机舱内，其余部件布置在高温环境内，通过传动机构对蝶阀进行调节控制，解决了电动装置不能在高温下使用的问题。
上述连接电动装置和减速器的联轴节和连接杆穿过风机舱壳体处装有机械密封，以阻止风机舱内的高温氦气泄漏至电机舱中。
上述减速器为蜗轮蜗杆减速器，蜗轮齿与蜗杆齿经过固体润滑涂层处理，蜗轮齿与蜗杆齿的接触面上有固体润滑涂层。
为了满足高温气冷堆一回路内无油润滑的使用要求，采用陶瓷轴承支承蜗轮蜗杆减速器的蜗轮轴、蜗杆轴和蝶阀阀轴。
(三)有益效果
本发明所述的分置式蝶阀驱动机构结构紧凑，适合在高温气冷堆有限的空间内安装使用；电动装置安装在低温的主氦风机电机舱内，避免了电动装置在高温环境中使用；同时由于无需使用润滑剂或润滑液，避免了对高温气冷堆一回路氦气冷却剂的污染。
附图说明
图1是高温气冷堆一回路总体结构示意图；
图2是本发明实施例结构示意图。
其中，1：电动装置；2：第一联轴节；3：机械密封；4：风机舱壳体；5：连接杆；6：第二联轴节；7：蝶阀蝶板；8：蝶阀阀体；9：蜗轮蜗杆减速器；10：法兰盘连接管；11：蜗轮蜗杆减速器箱体；12：反应堆；13：蒸汽发生器；14：主氦风机；15：热气导管；16：蒸汽发生器壳体。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本实施例中分置式蝶阀驱动机构如图2所示，电动装置1的输出轴连接第一联轴节2，第一联轴节2与连接杆5连接，连接杆5的另一端连接第二联轴节6，第二联轴节6与蜗轮蜗杆减速器9的输入轴连接，联轴节与连接杆的数目依据电动装置1与蜗轮蜗杆减速器9之间的距离和连接杆是否穿壳来调整。
蜗轮蜗杆减速器箱体11与蝶阀阀体8通过法兰盘连接管10连接，其中蜗轮蜗杆减速器9的蜗轮转轴与驱动蝶阀蝶板7转动的阀轴同轴。
本实施例中的分置式蝶阀驱动机构，其工作过程是：电动装置1工作，通过连接杆5带动蜗轮蜗杆减速器9的蜗杆转动，从而带动蜗轮蜗杆减速器9的蜗轮转动，进而驱动蝶阀蝶板7转动，直到蝶阀蝶板7转动到设定的角度值为止。
本实施例中驱动机构的电动装置1和减速器9通过连接杆和联轴节连接，减速器11箱体与蝶阀阀体8通过法兰盘连接管10相连接，驱动机构与蝶阀连成一体；在相同减速比情况下，蜗轮蜗杆体积比其它类型减速器小，所以使本驱动机构结构更加紧凑；同时，蜗轮蜗杆减速器可以提供自锁功能，保证蝶阀可以在任意位置维持不动。
为了满足高温气冷堆一回路内无油润滑的使用要求，采用陶瓷轴承支承蜗轮蜗杆减速器的蜗轮轴、蜗杆轴和蝶阀的阀轴。蜗轮齿和蜗杆齿的接触面上有固体润滑涂层，代替润滑油或润滑脂对蜗轮齿与蜗杆齿的润滑，减小了蜗轮和蜗杆在高温氦气环境下的摩擦，延长了蜗轮蜗杆减速器9的寿命。
风机舱壳体4代表低温的主氦风机电机舱与主氦风机叶轮所在的高温的风机舱之间的隔板。电动装置1布置在低温的主氦风机电机舱内，其余部件布置在高温的风机舱内；连接电动装置1和蜗轮蜗杆减速器9的连接杆5穿过壳体4处设置机械密封3。正常工况下，主氦风机电机舱与风机舱压力相等，机械密封3将阻止风机舱的高温氦气泄漏至电机舱；其另一作用是阻止主氦风机检修时一回路内具有放射性的高温、高压氦气泄漏。
由于蝶阀可以布置在主氦风机进口管处，也可以布置在主氦风机出口管处，而分置式蝶阀驱动机构与蝶阀连接在一起，所以分置式蝶阀驱动机构的位置应与蝶阀的位置相适应。
本实施例驱动机构电动装置布置在低温的主氦风机电机舱内，其余部件布置在高温环境内，回避了电动装置不能在300℃高温下使用的缺点；并且采用固体润滑涂层处理后的蜗轮齿与蜗杆齿，同时使用陶瓷轴承作为蜗轮蜗杆减速器轴和蝶阀阀轴的支承轴承，实现了高温气冷堆一回路无油润滑。
在上述实施例的结构设计基础上，如果蝶阀为三偏心蝶阀，可使其具有密封功能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于高温气冷堆的分置式蝶阀驱动机构，其特征在于，该分置式蝶阀驱动机构包括电动装置(1)、连接杆(5)、联轴节、减速器；所述电动装置(1)安装在主氦风机电机舱内，连接杆(5)、联轴节和减速器安装在主氦风机叶轮所在的风机舱内；电动装置(1)的输出轴通过联轴节和连接杆(5)穿过风机舱壳体(4)连接减速器的输入轴；减速器的输出轴与被驱动的蝶阀的阀轴同轴。
2.如权利要求1所述的用于高温气冷堆的分置式蝶阀驱动机构，其特征在于，所述减速器为蜗轮蜗杆减速器(9)，其蜗轮齿与蜗杆齿经过固体润滑涂层处理，蜗轮齿与蜗杆齿的接触面上有固体润滑涂层；蜗轮蜗杆减速器(9)的蜗轮轴、蜗杆轴由陶瓷轴承支承。
3.如权利要求1所述的用于高温气冷堆的分置式蝶阀驱动机构，其特征在于，蜗轮蜗杆减速器箱体(10)与蝶阀阀体(8)通过法兰盘连接管(10)连接，其中蜗轮蜗杆减速器(9)的蜗轮转轴与驱动蝶阀蝶板(7)转动的阀轴同轴。
4.如权利要求1至3任意一项所述的用于高温气冷堆的分置式蝶阀驱动机构，其特征在于，所述连接电动装置(1)和减速器的联轴节和连接杆(5)穿过风机舱壳体(4)处装有机械密封(3)。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104154304A (zh) * 2014-08-18 2014-11-19 南通常测机电股份有限公司 一种排气背压阀
CN104992731A (zh) * 2015-07-13 2015-10-21 清华大学 兼具能动与非能动特点的高温气冷堆主氦风机挡板结构
WO2017008746A1 (zh) * 2015-07-13 2017-01-19 清华大学 一种通道挡板结构

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07301360A (ja) * 1994-04-28 1995-11-14 Tomoe Gijutsu Kenkyusho:Kk 回転弁の開閉装置
CN2286264Y (zh) * 1996-06-18 1998-07-15 孙平 磁耦合内驱动阀门
CN201407411Y (zh) * 2009-01-21 2010-02-17 中国核电工程有限公司 一种核电站阀门远传机构
CN201412587Y (zh) * 2009-04-22 2010-02-24 大连液力机械有限公司 核电站核级阀门远传机构

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07301360A (ja) * 1994-04-28 1995-11-14 Tomoe Gijutsu Kenkyusho:Kk 回転弁の開閉装置
CN2286264Y (zh) * 1996-06-18 1998-07-15 孙平 磁耦合内驱动阀门
CN201407411Y (zh) * 2009-01-21 2010-02-17 中国核电工程有限公司 一种核电站阀门远传机构
CN201412587Y (zh) * 2009-04-22 2010-02-24 大连液力机械有限公司 核电站核级阀门远传机构

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
吴元强等: "高温气冷堆氦气气氛下的固体润滑技术", 《核动力工程》, vol. 22, no. 5, 31 October 2001 (2001-10-31) *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104154304A (zh) * 2014-08-18 2014-11-19 南通常测机电股份有限公司 一种排气背压阀
CN104992731A (zh) * 2015-07-13 2015-10-21 清华大学 兼具能动与非能动特点的高温气冷堆主氦风机挡板结构
WO2017008746A1 (zh) * 2015-07-13 2017-01-19 清华大学 一种通道挡板结构
US10943704B2 (en) 2015-07-13 2021-03-09 Tsinghua University Baffle structure for channel

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