CN108361395A - 严重事故卸压截止阀 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种严重事故卸压截止阀,包括阀体、填料箱、阀座、阀杆、阀瓣、电动装置、电装连接盘、碟簧组和支架,所述填料箱和阀体之间设置密封环,所述密封环设置在四开环的下方,所述密封环包括上石墨环、下石墨环、上金属环和下金属环,下金属环内圆与上金属环外圆间隙配合,上金属环和下金属环之间靠近填料箱的一侧设置下石墨环,上金属环和下金属环之间靠近阀体的一侧设置上石墨环。本发明能够在严重事故下保证阀门的排放能力,并在急速变化的工况下,阀门能够开启且对阀体和填料箱起到密封作用,达到密封要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种严重事故卸压截止阀,具体的讲是涉及一种用于执行严重事故下一回路卸压功能,避免堆芯高压熔堆的卸压截止阀。
背景技术
严重事故下,核电站发生高压熔堆事故时,堆芯熔融物会在高压作用下喷射到安全壳中,可能从以下三方面危及安全壳的完整性:1、熔融物喷射形成的脉冲波,对安全壳的完整性构成了直接威胁;2、熔融物直接加热安全壳大气使安全壳压力升高,导致安全壳超压,或者点燃氢气导致快燃爆炸风险;3、熔融物损坏安全壳内的相关系统、设备和监测系统。因此,严重事故发生时,必须采取可靠有效的安全保护措施,以避免高压熔堆事故的发生,防止放射性物质的泄漏,保障整个核电站的安全运行。
发明内容
本发明解决其技术问题要对严重事故卸压截止阀进行优化设计,满足三个功能要求:
1、环境温度156℃ 压力0.55MPa,阀门入口条件为流体温度瞬时从40℃升至 600℃,流体压力17.13MPa(g),阀门能够开启;
2、严重事故专用卸压阀门开启后4.5小时,流体温度将达到1200℃,流体压力2MPa(g),持续至少1个小时,阀门保持压力边界完整并保持开启状态;
3、阀门确保流通能力,满足饱和蒸气流量630t/h。
为达到上述要求,本发明所采用的技术方案为:严重事故卸压截止阀,包括阀体、填料箱、阀座、阀杆、阀瓣、电动装置、电装连接盘、碟簧组和支架,所述填料箱和阀体之间设置密封环,所述密封环设置在四开环的下方,所述密封环包括上石墨环、下石墨环、上金属环和下金属环,下金属环内圆与上金属环外圆间隙配合,上金属环和下金属环之间靠近填料箱的一侧设置下石墨环,上金属环和下金属环之间靠近阀体的一侧设置上石墨环。
进一步地,所述阀体和阀瓣之间具有间隙。
进一步地,所述阀瓣为球面结构。
进一步地,所述阀座密封面为锥面结构。
进一步地,所述碟簧组包括阀杆螺母、碟簧、调整垫和电装连接盘;所述阀杆螺母上设置碟簧,碟簧上下两侧设置调整垫,调整垫固定在阀杆螺母上,电装连接盘设置在碟簧上方,电装连接盘与碟簧通过螺栓连接并预紧碟簧。
进一步地,所述阀体中腔处设置环形槽。
进一步地,所述截止阀阀体为整体锻造结构。
在严重事故的工况下,阀门在流体温度由40℃突然升至600℃ 压力17.13MPa时能够开启及流体温度1200℃ 压力2MPa阀门保持开启且压力边界完整及排放能力。
本发明的有益效果为:严重事故下保证阀门的排放能力,并在急速变化的工况下,阀门能够开启且对阀体和填料箱起到密封作用,达到密封要求。
附图说明
图1为严重事故卸压截止阀结构示意图,
图2为严重事故卸压截止阀图1的左视图,
图3为密封环结构示意图,
图4为阀瓣与阀体结构示意图,
图5为碟簧组结构示意图,
图6为填料箱和阀杆结构示意图,
图7为阀体中腔结构示意图,
图中:1、阀体, 2、阀座, 3、阀瓣, 4、阀杆, 5、防转销, 6、阀瓣压套, 7、密封环, 8、四开环, 9、第一螺母, 10、第一螺柱, 11、垫片, 12、定位环, 13、填料箱, 14、填料垫, 15、填料, 16、填料隔垫, 17、填料压板,18、位置指示器,19固定板, 20、第一螺钉, 21、支架,22、油杯, 23支架上盖, 24、调整垫, 25、碟簧, 26、电动装置, 27、第二螺钉, 28、电装连接盘, 29、防转垫片, 30、第二螺母, 31、第二螺柱, 32、垫圈, 33、阀杆螺母, 34、推力圆柱轴承, 35、挡板, 36、键, 37、第三螺钉, 38、第三螺母, 39、第三螺柱, 40、第二垫圈,41、第二防转垫片, 42、第四螺母,43、第四螺柱, 44、第二碟簧, 45、导向套, 46、第三垫圈, 47、指示板, 48、防转件, 49、第四螺钉, 50、第五螺母, 51、第五螺柱, 52、第四垫圈,53、第三防转垫片, 54、铭牌, 55、铆钉, 56、第五螺钉,57、第二垫片,58、上石墨环, 59、下石墨环, 60、上金属环, 61、下金属环, 62、环形槽。
具体实施方式
根据附图对本发明进行如下说明,严重事故卸压截止阀,包括阀体1、填料箱13、阀座2、阀杆4、阀瓣3、电动装置26、电装连接盘28、碟簧组和支架21,电动装置26驱动阀杆螺母33,阀杆螺母33旋转带动阀杆4,从而实现阀门的开启和关闭。所述填料箱13和阀体4之间设置密封环7和四开环8,所述密封环7设置在四开环8的下方,所述密封环7包括上石墨环58、下石墨环59、上金属环60和下金属环61,下金属环61内圆与上金属环60外圆间隙配合,上金属环61和下金属环60之间靠近填料箱13的一侧设置下石墨环59,上金属环60和下金属环61之间靠近阀体1的一侧设置上石墨环58。此密封环7可轴向移动压缩镶嵌在两金属环之间的两个石墨环。介质力施加在填料箱下,推动填料箱13向上与阀体1、四开环共同压缩此密封环,对阀体和填料箱之间起到密封作用。在正常工况360度时,金属环压缩石墨密封环,对填料箱和阀体起到密封作用,当流体温度由40度突然升至600度以上至1200度,压力17.13MPa时,石墨环失效,通过压紧金属环,达到密封要求。此密封结构设置了金属环和石墨环组合的密封结构,可满足流体温度360度和600度以上流体压力17.13MPa两种工况下的密封要求。
进一步地,所述阀体和阀瓣之间具有间隙,间隙大小为2.5mm。
进一步地,所述阀瓣为球面结构。
进一步地,所述阀座密封面为锥面结构。
阀瓣3被阀杆4推动在阀体中腔导向向下移动,使阀瓣3与阀座2接触,达到密封要求。在高温及温度快速变化工况时,阀瓣在阀体中腔可上下无卡阻移动,且阀瓣与阀座在关闭时密封面能够保证很好的吻合,满足密封要求。经相关分析得出阀体和阀瓣之间的合理间隙量,避免阀瓣在温度骤变时膨胀引起的卡阻;阀瓣采用球面形状,阀座采用锥面形状。虽然阀瓣和阀体间隙大,导向效果相对较差,但阀瓣向下移动时,也能使阀座与阀瓣密封面很好的吻合,达到密封要求,使其内漏率≤15ml/h;所述填料箱内径和阀杆之间具有合理的间隙量,避免阀杆在温度骤变时膨胀引起的卡阻。
进一步地,所述碟簧组包括阀杆螺母33、碟簧25、调整垫24和电装连接盘28;所述阀杆螺母33上设置碟簧25,碟簧25上下两侧设置调整垫24,调整垫24固定在阀杆螺母33上,电装连接盘28设置在碟簧25上方,电装连接盘28与碟簧25通过螺栓连接并预紧碟簧。
碟簧组结构是在阀杆螺母33上设有碟簧25,通过其上电装连接盘28、调整垫24固定在阀杆螺母33上,避免阀杆4受热冲击后突然膨胀对阀杆,阀杆螺母及阀瓣的冲击损坏。阀门关闭状态,介质温度快速变化导致阀杆迅速膨胀,阀杆膨胀长度增加,推动阀杆螺母向上推动轴承、调整垫压缩碟簧。介质在高温及温度快速变化工况时,阀杆膨胀,长度增加,如无碟簧,阀杆膨胀会损坏阀座密封面,阀杆会弯曲,而且会损坏阀杆螺母 轴承等部件。因此经计算分析在阀杆螺母上的两个调整垫之间加碟簧,补偿阀杆变形对各部件的冲击影响,吸收电动装置惯性载荷和由阀杆温度变化产生的应力载荷,有效地保护密封面。
进一步地,所述阀体中腔处设置环形槽62,增大介质容量,增大介质排放能力,满足客户对流量的要求。
进一步地,所述截止阀阀体1为整体锻造结构,阀门采用整体锻造结构,壁厚均匀,在使用过程中阀门抗疲劳性能好,抗高温变形能力强;满足高温下强度要求。
Claims (7)
1.严重事故卸压截止阀,包括阀体、填料箱、阀座、阀杆、阀瓣、电动装置、电装连接盘、碟簧组和支架,其特征在于:所述填料箱和阀体之间设置密封环,所述密封环设置在四开环的下方,所述密封环包括上石墨环、下石墨环、上金属环和下金属环,下金属环内圆与上金属环外圆间隙配合,上金属环和下金属环之间靠近填料箱的一侧设置下石墨环,上金属环和下金属环之间靠近阀体的一侧设置上石墨环。
2.根据权利要求1所述的严重事故卸压截止阀,其特征在于:所述阀体和阀瓣之间具有间隙。
3.根据权利要求1所述的严重事故卸压截止阀,其特征在于:所述阀瓣为球面结构。
4.根据权利要求1所述的严重事故卸压截止阀,其特征在于:所述阀座密封面为锥面结构。
5.根据权利要求1所述的严重事故卸压截止阀,其特征在于:所述碟簧组包括阀杆螺母、碟簧、调整垫和电装连接盘;所述阀杆螺母上设置碟簧,碟簧上下两侧设置调整垫,调整垫固定在阀杆螺母上,电装连接盘设置在碟簧上方,电装连接盘与碟簧通过螺栓连接并预紧碟簧。
6.根据权利要求1所述的严重事故卸压截止阀,其特征在于:所述阀体中腔处设置环形槽。
7.根据权利要求1所述的严重事故卸压截止阀,其特征在于:所述截止阀阀体为整体锻造结构。
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