CN110553046A - 大口径高温液态金属钠阀 - Google Patents
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Abstract
本发明属于阀门，特别是高温下运行的阀门，其介质为液体金属钠，具体涉及一种适用于介质为液体金属钠且在高温运行工况下能正常启闭的阀门。一种大口径高温液态金属钠阀，其中，包括设置在管道上的阀体，阀体上设置阀盖，阀盖上设置支架，在支架外设置固定环，在支架顶端设置轴承箱，轴承箱的上方设置电动装置，在轴承箱的下方设置位置指示器。本发明的显著优点是：最大限度地简化了结构，使整体结构紧凑，并减少了部件之间的连接，有效地降低了重量，提高了整体的抗震性能。
Description
技术领域
本发明属于阀门，特别是高温下运行的阀门，其介质为液体金属钠，具体涉及一种适用于介质为液体金属钠且在高温运行工况下能正常启闭的阀门。
背景技术
高温核级钠阀主要用于钠回路系统上，主要功能是对管道中的流体介质钠起到有效的输通和截断作用。一般情况下，钠阀的工作压力较低，而工作温度很高(可达505℃以上)，所输送的介质钠的化学性质极为活泼，因此对阀门的结构设计，特别是密封性能，提出了更为严格的要求。DN300大口径
高温液态金属钠阀作为闭锁机构在蒸汽发生器单元的入口和出口管道上使用，当蒸汽发生器失密封，发生钠水事故时，关闭钠阀以迅速切断二回路中的钠循环，隔离蒸汽发生器，保证系统的稳定和蒸汽发生器的安全运行。
现有技术的阀门几乎都是针对水或气体设计的，由于钠的高化学活性特性，导致其极易和阀门材料发生化学反应，如果管道内留有未排净的空气，那么反应结果又会不同。钠属于金属，因而钠作为流体介质，其流动特性与传统的水或气体不同，因而造成阀门结构无法照搬现有阀门结构。钠虽然不属于高熔点金属，但钠液体的温度也远高于水等流体，传统阀门无法承受如此高温的流质。综上，现有阀门因为化学反应、流质特性、流质温度等因素，无法应用于钠流质。
发明内容
本发明目的在于提供一类高温下运行的阀门，实现在介质为液体金属钠且在高温运行工况下能正常启闭的功能并利用介质本身形态特性实现了阀杆处冷冻密封结构。
本发明是这样实现的：一种大口径高温液态金属钠阀，其中，包括设置在管道上的阀体，阀体上设置阀盖，阀盖上设置支架，在支架外设置固定环，在支架顶端设置轴承箱，轴承箱的上方设置电动装置，在轴承箱的下方设置位置指示器。
如上所述的一种大口径高温液态金属钠阀，其中，所述的支架用于将阀盖与轴承箱固定连接。
如上所述的一种大口径高温液态金属钠阀，其中，所述的支架包括三个或三个以上支腿。
如上所述的一种大口径高温液态金属钠阀，其中，所述的固定环焊接在支架的支腿上，用于增加支架的强度，这样在减轻支架重量的同时又满足了支架的刚度，减轻重量的目的在于让阀门的整机中心往下，有利于提高阀门的抗震能力。
本发明的显著优点是：阀体采用整体锻焊结构，锻件的组织致密性较好，有效的保证阀体的强度；密封采用了钠冷冻作为主密封，填料作为辅助密封的形式；支架上下法兰之间用三根立柱连接，在三根立柱的外侧用固定环点焊固定，这样在减轻支架重量的同时又满足了支架的刚度，减轻重量的目的在于让阀门的整机中心往下，有利于提高阀门的抗震能力；在填料处设置压力传感器，在介质通过填料外泄时，可以及时报警；在轴承箱处设置温度传感器，若出现故障会导致温度升高，也可及时让控制室得到信息。
中腔采用无垫片结构，利用平面密封作为第一道密封，以减小唇边焊处的压力，再利用唇边焊来保持压力边界的完整。
钠冷冻密封通过软件进行模拟分析计算，确定散热片的片数、间距以及布置，利用钠冷冻作为主密封，以保证阀门的密封完整性。
填料密封结构由中间四圈柔性石墨填料+两端各一圈夹不锈钢丝柔性石墨填料。在此阀门结构中，填料密封仅作为辅助密封。
这样的设计，最大限度地简化了结构，使整体结构紧凑，并减少了部件之间的连接，有效地降低了重量，提高了整体的抗震性能。
附图说明
图1为本发明所提供的大口径高温液态金属钠阀外形图；
图2为DN300大口径高温液态金属钠阀结构图；
图中：1.阀体、2.阀盖、3.支架、4.固定环、5.位置指示器、6.轴承箱、7.电动装置。
具体实施方式
如附图1～2所示，一种大口径高温液态金属钠阀，包括设置在管道上的阀体1，阀体1上设置阀盖2，阀盖2上设置支架3，支架3包括三个或三个以上支腿，在支架3外设置固定环4，在支架3顶端设置轴承箱6，轴承箱6的上方设置电动装置7，在轴承箱6的下方设置位置指示器5。
所述支架3用于将阀盖2与轴承箱6固定连接。
所述的固定环4焊接在支架3的支腿上，用于增加支架3的强度，这样在减轻支架重量的同时又满足了支架的刚度，减轻重量的目的在于让阀门的整机中心往下，有利于提高阀门的抗震能力。
在填料处设置压力传感器，在介质通过填料外泄时，可以及时报警；在轴承箱处设置温度传感器，若出现故障会导致温度升高，也可及时让控制室得到信息。
本申请的工作过程大致如下：当阀门处于打开状态时，作为介质的钠正常通过管道；当阀门处于关闭状态时，钠在阀门处停止流动，并迅速冷却，冷却的钠作为阀门阻隔的组成部分阻止管道内钠的流动，同时阀门的各个传感器根据设置探测信息，并反馈给总控。
同时，通过本发明，该阀门亦可用在其他钠系统或大型钠回路试验台架上。
Claims (4)
1.一种大口径高温液态金属钠阀，其特征在于：包括设置在管道上的阀体(1)，阀体(1)上设置阀盖(2)，阀盖(2)上设置支架(3)，在支架(3)外设置固定环(4)，在支架(3)顶端设置轴承箱(6)，轴承箱(6)的上方设置电动装置(7)，在轴承箱(6)的下方设置位置指示器(5)。
2.如权利要求1所述的一种大口径高温液态金属钠阀，其特征在于：所述的支架(3)用于将阀盖(2)与轴承箱(6)固定连接，阀盖作为压力边界同时起到冷冻密封作用。
3.如权利要求2所述的一种大口径高温液态金属钠阀，其特征在于：所述的支架(3)包括三个或三个以上支腿。
4.如权利要求3所述的一种大口径高温液态金属钠阀，其特征在于：所述的固定环(4)焊接在支架(3)的支腿上，用于增加支架(3)的强度，这样在减轻支架重量的同时又满足了支架的刚度，减轻重量的目的在于让阀门的整机中心往下，有利于提高阀门的抗震能力。
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