CN110701310A - 核级电动波纹管钠截止阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及钠截止阀，其属于具有截断功能的应用于快中子增殖反应堆中的阀门。具体是核级电动波纹管钠截止阀，由阀体、阀瓣、阀杆、阀瓣压套、波纹管、阀盖、散热片、填料压套、填料压板测漏装置、预热装置、电装等核心部件组成；阀体采用整体锻造结构，减少焊缝或密封连处，密封可靠，结构紧凑，壁厚均匀，在使用过程中阀门抗疲劳性能好，抗变形能力强；阀门设计成竖直散热片结构，即提高了散热效率，也增强了阀门的整体刚度，提高了整机的抗震性能。阀体上设计了伴热及温度反馈装置，可以可靠的将钠截止阀预热到需要的温度，保证钠截止阀安全运行，从而保证整个核电站安全运行。

Description

核级电动波纹管钠截止阀
技术领域
本发明涉及钠截止阀，其属于具有截断功能的应用于快中子增殖反应堆中的阀门。
背景技术
快中子增殖反应堆（快堆）是世界上第四代先进核能堆型，它以液态金属钠作为冷却介质，可使天然铀资源利用率从压水堆的约1%提高至60%以上，使核废料产生量得到最大程度的降低，实现放射性废物最小化。国际社会普遍认为，发展和推广快堆，可从根本上解决世界能源的可持续发展和绿色发展问题。核级钠截止阀主要应用在快中子增殖反应堆一、二回路及其辅助系统、钠工艺系统、破损探测系统、热工控制系统的管道上，对管道中的介质起截断或输送作用。
由于液态金属钠是一种极活泼的金属元素，具有很高的反应活性，能直接与氧气、氢气、水等反应，产生可燃气体，因此要求钠截止阀的外泄漏量为零；而常规截止阀通常由阀体、阀盖、阀瓣、中法兰螺栓、中法兰螺母等组成。只能应用在水、气、油等常规介质的管线上，无法应用到钠介质回路中。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种核级电动波纹管钠截止阀，可以应用到快中子增殖反应堆中，可以满足钠介质工况要求。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：核级电动波纹管钠截止阀，从下到上依次包括阀体、阀瓣、阀杆、阀瓣压套、波纹管、阀盖、填料压套、填料压板、电装，阀瓣通过密封方式设置于阀体内，阀瓣与阀杆之间设有阀瓣压套，位于阀瓣上部的阀杆位置至阀体与阀盖衔接位置设有波纹管，阀体与阀盖之间通过中法兰连接，阀盖顶部与阀杆之间设有填料，填料通过填料压套与填料压板连接，阀杆顶部设有电装，所述阀盖处设有散热结构，所述散热结构为垂直并均匀分布在阀盖的中法兰与把紧填料压板的法兰之间的散热片；
所述阀体为加长脖结构，减少焊缝或密封连接处，确保阀体密封可靠；
进一步的，所述的阀体和阀盖设计成缠绕垫片加唇焊的双重密封结构，确保中法兰处外漏为零；
进一步的，阀杆密封处设计成波纹管加倒密封加填料密封的三重密封结构，确保填料处零泄漏；
进一步的，阀盖处设计钠泄漏探测装置，对波纹管的密封状态进行监测，一旦波纹管密封失效，钠泄漏探测装置将报警，核电站维护人员在第一时间知道出问题阀门所在的位置，方便及时处理，保证核电站运行安全；
更进一步的，由于液态金属钠在97.8℃下才由液态转变为固态，为了保证钠介质能够在钠截止阀中顺利通过，在钠截止阀阀体上设置具有预热装置的伴热结构及温度反馈装置；
所述的伴热结构的预热装置包括与阀体随型设计的分体式对接的加热板、均匀分布于加热板内部的伴热丝及设置于加热板外部顶部的接线盒，伴热丝的正负极通过接线盒引出；
所述的温度反馈装置为设置于接线盒下方的加热板侧壁上的K型热电偶，通过热电偶对阀体预热情况进行监测；
本发明中加热板内部伴热丝的均匀设置，这样使得阀门受热均匀，热传递效率高；
本发明中加热板与阀门之间采用随型设计的目的是使得加热板与阀体紧密贴合，减少温度传递过程中的热损耗，提高热传递效率；
此伴热结构设计成铸造结构，伴热方式是将伴热丝均匀的分部在铸件内部，加热阀门时先将铸造的加热板整体加热，通过铸造的加热板在整体给阀门加热；
本发明中由于钠介质温度较高（550℃），为了保证传导到驱动装置处的温度不超过阀门驱动装置的正常工作温度（70℃以下），阀门设计成竖直散热片结构，即提高了散热效率，也增强了阀门的整体刚度，提高了整机的抗震性能。
采用本发明的技术方案所产生的有益效果是：
（1）阀体采用整体锻造结构，减少焊缝或密封连处，密封可靠，结构紧凑，壁厚均匀，在使用过程中阀门抗疲劳性能好，抗变形能力强；阀体和阀盖设计成缠绕垫片加唇焊的双重密封结构，确保中法兰处外漏为零；阀杆密封处设计成波纹管加倒密封加填料密封的三重密封结构，确保填料处零泄漏；并且在阀盖处设计了钠泄漏探测装置，对波纹管的密封状态进行监测，一旦波纹管密封失效，钠泄漏探测装置将报警，核电站维护人员在第一时间知道出问题阀门所在的位置，方便及时处理，保证核电站运行安全。
（2）经过温度场和抗震分析后设计的竖直焊接在阀盖处的的散热结构，散热效率提高30%以上，并且提高了阀门的抗震性能。
附图说明
图1核级电动波纹管钠截止阀结构示意图。
图2钠截止阀散热结构示意图。
图3钠泄漏探测结构示意图。
图4阀体伴热结构示意图。
图5为伴热结构与温度反馈装置连接结构示意图。
图6为加热板结构图。
图7为加热板内伴热丝分布结构图。
图中，1、阀体、2、阀瓣、3、阀杆、4、波纹管、5、阀盖、6、填料压板、7、电装、8、散热片、9、探测装置、10、预热装置、11、加热板、12、伴热丝、13、接线盒、14、K型热电偶。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
核级钠截止阀主要应用在快中子增殖反应堆一、二回路及其辅助系统、钠工艺系统、破损探测系统、热工控制系统的管道上，对管道中的介质起截断或输送作用，其安全可靠与否将直接影响核电站安全运行。
实施例1
如图1-3所示，核级电动波纹管钠截止阀，从下到上依次包括阀体1、阀瓣2、阀杆3、阀瓣压套、波纹管4、阀盖5、填料压套、填料压板6、电装7，所述阀体1为加长脖结构，阀瓣2通过密封方式设置于阀体1内，阀瓣2与阀杆3之间设有阀瓣压套，位于阀瓣2上部的阀杆位置至阀体与阀盖衔接位置设有波纹管4，阀体1与阀盖5之间通过中法兰连接，阀盖5顶部与阀杆3之间设有填料，填料通过填料压套与填料压板6连接，阀杆3顶部设有电装7，所述阀盖5处设有散热结构，所述散热结构为垂直并均匀分布在阀盖5的中法兰与把紧填料压板6的法兰之间的散热片8；
进一步的，所述的阀体1和阀盖5设计成缠绕垫片加唇焊的双重密封结构，确保中法兰处外漏为零；
进一步的，阀杆3密封处设计成波纹管加倒密封加填料密封的三重密封结构，确保填料处零泄漏；
进一步的，阀盖5处设计钠泄漏探测装置9，对波纹管4的密封状态进行监测，一旦波纹管4密封失效，钠泄漏探测装置9将报警，核电站维护人员在第一时间知道出问题阀门所在的位置，方便及时处理，保证核电站运行安全；
上述实施例通过电动控制装置控制阀杆带动阀瓣组件进行往复运动，从而实现阀门的开启和关闭。
实施例2
在实施例1的基础上，结合图1-7所示，由于液态金属钠在97.8℃下才由液态转变为固态，为了保证钠介质能够在钠截止阀中顺利通过，在钠截止阀阀体1上还设置具有预热装置10的伴热结构及温度反馈装置；
所述的伴热结构的预热装置10包括与阀体1随型设计的分体式对接的加热板11、均匀分布于加热板11内部的伴热丝12及设置于加热板11外部顶部的接线盒13，伴热丝12的正负极通过接线盒引出；
使用时，伴热丝均匀固定设置于加热板内表面，同时由于加热板与阀体之间随型贴合，伴热丝可以通过加热板内壁与阀体外壁扣合紧固；
所述的温度反馈装置为设置于接线盒13下方的加热板11侧壁上的K型热电偶14，通过热电偶14对阀体1预热情况进行监测；
工作方式是：通过加热器对阀体1进行预热，通过热电偶14对阀体1预热状况进行监测，预热的规定的温度后，通过电动装置7控制阀杆3带动阀瓣组件进行往复运动，从而实现阀门的开启和关闭。当波纹管4出现意外泄漏时，通过钠泄漏探测装置9进行报警，通知维修人员及时进行维修。
本实施例阀体上设计了伴热结构及温度反馈装置，可以可靠的将钠截止阀预热到需要的温度，保证钠截止阀安全运行，从而保证整个核电站安全运行。

Claims (8)

1.核级电动波纹管钠截止阀，其特征在于：从下到上依次包括阀体、阀瓣、阀杆、阀瓣压套、波纹管、阀盖、填料压套、填料压板、电装，阀瓣设置于阀体内，阀瓣与阀杆之间设有阀瓣压套，位于阀瓣上部的阀杆位置至阀体与阀盖衔接位置设有波纹管，阀体与阀盖之间通过中法兰连接，阀盖顶部与阀杆之间设有填料，填料通过填料压套与填料压板连接，阀杆顶部设有电装，所述阀盖处设有散热结构，所述散热结构为垂直并均匀分布在阀盖的中法兰与把紧填料压板的法兰之间的散热片。
2.根据权利要求1所述的核级电动波纹管钠截止阀，其特征在于：所述阀体为加长脖结构。
3.根据权利要求1所述的核级电动波纹管钠截止阀，其特征在于：所述的阀体和阀盖设计成缠绕垫片加唇焊的双重密封结构。
4.根据权利要求1所述的核级电动波纹管钠截止阀，其特征在于：阀杆密封处设计成波纹管加倒密封加填料密封的三重密封结构。
5.根据权利要求1所述的核级电动波纹管钠截止阀，其特征在于：阀盖处设计钠泄漏探测装置。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的核级电动波纹管钠截止阀，其特征在于：在钠截止阀阀体上设置具有预热装置的伴热结构及温度反馈装置。
7.根据权利要求6所述的核级电动波纹管钠截止阀，其特征在于：所述的伴热结构的预热装置包括与阀体随型设计的分体式对接的加热板、均匀分布于加热板内部的伴热丝及设置于加热板外部顶部的接线盒，伴热丝的正负极通过接线盒引出。
8.根据权利要求6所述的核级电动波纹管钠截止阀，其特征在于：所述的温度反馈装置为设置于接线盒下方的加热板侧壁上的K型热电偶，通过热电偶对阀体预热情况进行监测。
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