CN113029667A - 一种核取样阀门操作机构及取样方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及核设施配套设备技术领域，具体涉及一种核取样阀门操作机构，所采用的技术方案是：一种核取样阀门操作机构，包括护套和用于沿阀芯轴向延长阀门手柄的传动杆；所述护套的一端用于与屏蔽柜外层固定连接，所述护套的另一端用于与屏蔽柜内层固定连接；所述传动杆插设在护套内，且所述护套与传动杆之间留有转动间隙。本发明的护套在使用时一端与屏蔽柜外层固定连接、另一端与屏蔽柜内层固定连接；同时传动杆插设在护套内，且护套与传动杆之间存在转动间隙。因此，本发明的护套可承受辐射屏蔽层铅的挤压，能够有效防止传动杆被挤压变形，从而提高操作的稳定性和可靠性。

Description

一种核取样阀门操作机构及取样方法

技术领域

本发明涉及核设施配套设备技术领域，具体涉及一种核取样阀门操作机构及取样方法。

背景技术

在核电站中，一回路水化学监测和控制是核电厂运行管理的一项重要工作，关系到整个电厂的安全、稳定和经济运行。尤其是核电厂在严重事故工况下，大量的放射性物质通过主回路压力边界或压力容器破口释放至安全壳大气，部分随喷淋液一并被收集在安全壳地坑中。安全壳大气中可能含有氢气、氧气、水蒸气、惰性气体、气溶胶和碘，其总量、组成以及分布可用于确定安全壳大气中的放射性物质释放至大气环境的潜在影响；安全壳地坑水中可能含有硼酸、磷酸三钠、悬浮放射性产物和溶解放射性产物，相关信息可以反映堆芯损毁程度。

核取样装置作为核电站一回路水化学监测实现的重要手段，通过手套箱实现取样操作或者通过面板集中操作的核取样系统取样，其作用是在核电厂正常运行期间、事故及事故后工况下可从各工艺系统中采集具有代表性的液体、气体等样品，以供化学分析和放化分析；在核电厂的设计中，必须考虑核取样装置的配置。

现有的核电堆型均配置了核取样系统，包括手套箱或者面板外集中取样操作的核取样系统，进而在正常运行过程中、核电厂发生事故或严重事故后定期进行集中取样操作。为确保取样操作过程中取样操人员所受到的辐射照射剂量在合理、可行的水平，核取样装置须进行辐射防护设计。其中，通过手套箱进行取样操作时，所有阀门设备均安装于手套箱体内部，取样操作人员须隔着箱体上配置的专用防辐射橡胶手套进行操作，操作复杂，此外，隔着手套容易形成误操作。而面板集中操作的柜体式取样系统，柜体外层均设置了一层厚度5～200mm不等的辐射屏蔽层，标准仪表阀门则通常在管道上安装使用，手动操作时阀门均整体暴露在外界环境中，增加辐射防护的难度及人员操作安全性；或者安装在约15mm厚以下的面板上安装使用，阀体在柜体内部，阀门手柄集中在面板上。对于设置了辐射防护屏蔽层的核取样装置，其屏蔽层厚度达到50mm以上，甚至达到了200mm厚，标准仪表阀无法将阀门手柄集中在屏蔽面板上，不能满足核取样装置的阀门使用需求。

发明内容

针对上述现有柜体式核取样装置中的标准仪表阀无法将阀门手柄集中在屏蔽面板上操作的技术问题，本发明提供了一种核取样阀门操作机构，能够在不同屏蔽层厚度的柜式核取样系统上安装使用，可以避免操作人员直接接触放射性物质，提高操作的稳定性和安全性。

本发明通过下述技术方案实现：

一种核取样阀门操作机构，包括护套和用于沿阀芯轴向延长阀门手柄的传动杆；所述护套的一端用于与屏蔽柜外层固定连接，所述护套的另一端用于与屏蔽柜内层固定连接；所述传动杆插设在护套内，且所述护套与传动杆之间留有转动间隙。

现有的柜式核取样系统屏蔽层包括外层和内层，内层和外层之间设有铅保护层，若直接将传动杆穿过辐射屏蔽层，则传动杆受辐射屏蔽层铅的挤压无法顺利的转动，甚至直接产生变形。而本发明的护套在使用时一端与屏蔽柜外层固定连接、另一端与屏蔽柜内层固定连接；同时传动杆插设在护套内，且护套与传动杆之间存在转动间隙。因此，护套可承受辐射屏蔽层铅的挤压，能够有效防止传动杆被挤压变形，从而提高操作的稳定性和可靠性。

为便于驱动传动杆转动和将传动杆与柜式核取样系统柜体内阀体连接，所述传动杆的长度大于护套的长度。

为防止传动杆在的轴向移动而致使传动杆与阀门的连接失效，所述第护套内设有限位销，所述传动杆侧壁设有用于容纳限位销的环槽。

为防止含核气体或液体泄漏，所述护套用于与屏蔽柜内层固定连接的一端设有密封圈，所述密封圈用于密封传动杆与护套之间的空隙。

作为设置密封圈的一个具体方式，所述护套用于与屏蔽柜内层固定连接的一端设有容纳密封圈的台阶孔，所述护套用于与屏蔽柜内层固定连接的一端设有挤压密封圈的背紧螺套。

作为传动杆与阀门连接的一个具体实施方式，所述传动杆的一端设有用于容纳阀门阀芯外端的连接孔。

为确保传动杆与阀门连接的可靠性，所述连接孔侧壁设有紧定螺孔，所述紧定螺孔从连接孔内壁延伸至传动杆外壁，以通过紧定螺钉将阀门阀芯外端部固定在连接孔内。

作为传动杆的一个具体实施方式，所述传动杆为外径依次增大的三级台阶轴，所述连接孔设置在传动杆大径端。

为确保驱动部件与传动杆连接的可靠性，所述传动杆小径端侧壁设有固定凹槽，以通过紧定螺钉的端部插入固定凹槽内限制驱动部件与传动杆端部产生相对位移。

本发明还提供了一种核取样方法，包括以下步骤：

在护套一端部的台阶孔内放入密封圈后将传动杆插入护套内，使传动杆能够在护套内转动；

在所述护套的侧壁插入限位销，使限位销内端插入至传动杆上的环槽内；

将背紧螺套拧至护套放置密封圈的一端，通过背紧螺套挤压密封圈，从而通过密封圈密封传动杆与护套之间的空隙；

将护套装配有背紧螺套的一端插在屏蔽柜屏蔽层内侧板并焊接固定连接，同时将所述护套的另一端插在屏蔽柜屏蔽层外侧板并焊接固定连接，使传动杆设置固定凹槽的一端位于屏蔽柜外、传动杆设置连接孔的一端套设在阀门阀芯外端；

通过紧定螺钉端部伸入连接孔内以固定连接传动杆和阀门阀芯，同时将驱动部件套设在连接杆设置固定凹槽的一端外，并通过紧定螺钉固定；

当需要采样时，旋转驱动部件，以通过传动杆带动阀门阀芯转动执行取样操作。

本发明具有如下的优点和有益效果：

1、本发明通过传动杆沿阀芯轴向延长阀门手柄，能够在不同屏蔽层厚度的柜式核取样系统上安装使用，可以避免操作人员直接接触放射性物质，提高操作的安全性；

2、本发明的传动杆插设在和护套内，通过保护套承受辐射屏蔽层铅的挤压，能够有效防止传动杆被挤压变形，从而确保操作的稳定性和顺畅性；

3、本发明的的结构简单、操作、维护方便，同时保证了手动执行机构与阀体间连接强度及可靠性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的结构示意图。

附图中各零部件名称：

1-护套，2-传动杆，21-环槽，22-连接孔，23-紧定螺孔，24-固定凹槽，3-限位销，4-密封圈，5-背紧螺套。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

一种核取样阀门操作机构，包括护套1和用于沿阀芯轴向延长阀门手柄的传动杆2；所述护套1的一端用于与屏蔽柜外层固定连接，所述护套1的另一端用于与屏蔽柜内层固定连接；所述传动杆2插设在护套1内，且所述护套1与传动杆2之间留有转动间隙。

其中，屏蔽柜柜体屏蔽层外侧板设有供护套1外端穿过的通孔，所述护套1外端可与屏蔽柜柜体屏蔽层外侧板焊接、压板螺母连接；相应的，屏蔽柜柜体屏蔽层内侧板设有供护套1内端穿过的通孔，所述护套1内端可与屏蔽柜柜体屏蔽层外侧板焊接、压板螺母连接，为避免柜体内的物质进入屏蔽层，本实施例中所述护套1与屏蔽层内侧板焊接。同时，所述传动杆2插设在护套1内，且所述护套1与传动杆2之间留有转动间隙；也就是说，所述传动杆2在护套1内可转动。

为便于驱动传动杆2转动和将传动杆2与柜式核取样系统柜体内阀体连接，所述传动杆2的长度大于护套1的长度。具体来讲，本实施例在使用时，所述传动杆2的一端延伸至护套1的一端外与驱动阀门阀芯的驱动部件连接，如与扳手、驱动套固定连接；所述传动杆2的另一端延伸至护套1的另一端外，以与阀门阀芯传动连接。

为防止传动杆2在的护套1的轴向移动而致使传动杆2与阀门的连接失效，所述护套1内设有限位销3，所述传动杆2侧壁设有用于容纳限位销3的环槽21。

为防止含核气体或液体泄漏，所述护套1用于与屏蔽柜内层固定连接的一端设有密封圈4，所述密封圈4用于密封传动杆2与护套1之间的空隙。

作为设置密封圈4的一个具体方式，所述护套1用于与屏蔽柜内层固定连接的一端设有容纳密封圈4的台阶孔，所述护套1用于与屏蔽柜内层固定连接的一端设有挤压密封圈4的背紧螺套5。应当理解的是，虽然在护套1的的内端设置背紧螺套5会增加执行机构插入屏蔽柜柜体内部件的体积，但是能够确保操作人员与放射性核物质有足够的屏蔽距离，确保操作安全。

作为传动杆2与阀门连接的一个具体实施方式，所述传动杆2的一端设有用于容纳阀门阀芯外端的连接孔22。应当理解的是，所述连接孔22可以是圆孔，也是可以是方孔，为确保执行机构的通用性，所述连接孔22为圆孔，以适应方形、圆形、多面形的阀芯端部。

为确保传动杆2与阀门连接的可靠性，所述连接孔22侧壁设有紧定螺孔23，所述紧定螺孔23从连接孔22内壁延伸至传动杆2外壁，以通过紧定螺钉将阀门阀芯外端部固定在连接孔22内。

作为传动杆2的一个具体实施方式，所述传动杆2为外径依次增大的三级台阶轴，所述连接孔22设置在传动杆2大径端。

为确保驱动部件与传动杆2连接的可靠性，所述传动杆2小径端侧壁设有固定凹槽24，以通过紧定螺钉的端部插入固定凹槽24内限制驱动部件与传动杆2端部产生相对位移。

现有的柜式核取样系统屏蔽层包括外层和内层，内层和外层之间设有铅保护层，若直接连接传动杆2穿过辐射屏蔽层，则传动杆2受辐射屏蔽层铅的挤压无法顺利的转动，甚至直接产生变形。而本发明的护套1的一端与屏蔽柜外层固定连接、护套1另一端与屏蔽柜内层固定连接；同时传动杆2插设在护套1内，且护套1与传动杆2之间存在转动间隙。因此，护套1可承受辐射屏蔽层铅的挤压，能够有效防止传动杆2被挤压变形，从而提高操作的稳定性和可靠性。

实施例2

一种核取样方法，基于实施例1，包括以下步骤：

在护套1一端部的台阶孔内放入密封圈4后将传动杆2插入护套1内，使传动杆2能够在护套1内转动；

在所述护套1的侧壁插入限位销3，使限位销3内端插入至传动杆2上的环槽21内；

将背紧螺套5拧至护套1放置密封圈4的一端，通过背紧螺套5挤压密封圈4，从而通过密封圈4密封传动杆2与护套1之间的空隙；

将护套1装配有背紧螺套5的一端插在屏蔽柜屏蔽层内侧板并焊接固定连接，同时将所述护套1的另一端插在屏蔽柜屏蔽层外侧板并焊接固定连接，使传动杆2设置固定凹槽24的一端位于屏蔽柜外、传动杆2设置连接孔22的一端套设在阀门阀芯外端；

通过紧定螺钉端部伸入连接孔22内以固定连接传动杆2和阀门阀芯，同时将驱动部件套设在连接杆设置固定凹槽24的一端外，并通过紧定螺钉固定；

当需要采样时，旋转驱动部件，以通过传动杆2带动阀门阀芯转动执行取样操作。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种核取样阀门操作机构，其特征在于，包括护套(1)和用于沿阀芯轴向延长阀门手柄的传动杆(2)；

所述护套(1)的一端用于与屏蔽柜外层固定连接，所述护套(1)的另一端用于与屏蔽柜内层固定连接；

所述传动杆(2)插设在护套(1)内，且所述护套(1)与传动杆(2)之间留有转动间隙。

2.根据权利要求1所述的核取样阀门操作机构，其特征在于，所述传动杆(2)的长度大于护套(1)的长度。

3.根据权利要求1所述的核取样阀门操作机构，其特征在于，所述第护套(1)内设有限位销(3)，所述传动杆(2)侧壁设有用于容纳限位销(3)的环槽(21)。

4.根据权利要求1所述的核取样阀门操作机构，其特征在于，所述护套(1)用于与屏蔽柜内层固定连接的一端设有密封圈(4)，所述密封圈(4)用于密封传动杆(2)与护套(1)之间的空隙。

5.根据权利要求4所述的核取样阀门操作机构，其特征在于，所述护套(1)用于与屏蔽柜内层固定连接的一端设有容纳密封圈(4)的台阶孔，所述护套(1)用于与屏蔽柜内层固定连接的一端设有挤压密封圈(4)的背紧螺套(5)。

6.根据权利要求1所述的核取样阀门操作机构，其特征在于，所述传动杆(2)的一端设有用于容纳阀门阀芯外端的连接孔(22)。

7.根据权利要求6所述的核取样阀门操作机构，其特征在于，所述连接孔(22)侧壁设有紧定螺孔(23)，所述紧定螺孔(23)从连接孔(22)内壁延伸至传动杆(2)外壁。

8.根据权利要求7所述的核取样阀门操作机构，其特征在于，所述传动杆(2)为外径依次增大的三级台阶轴，所述连接孔(22)设置在传动杆(2)大径端。

9.根据权利要求8所述的核取样阀门操作机构，其特征在于，所述传动杆(2)小径端侧壁设有固定凹槽(24)。

10.一种核取样方法，其特征在于，包括以下步骤：

在护套(1)一端部的台阶孔内放入密封圈(4)后将传动杆(2)插入护套(1)内，使传动杆(2)能够在护套(1)内转动；

在所述护套(1)的侧壁插入限位销(3)，使限位销(3)内端插入至传动杆(2)上的环槽(21)内；

将背紧螺套(5)拧至护套(1)放置密封圈(4)的一端，通过背紧螺套(5)挤压密封圈(4)，从而通过密封圈(4)密封传动杆(2)与护套(1)之间的空隙；

将护套(1)装配有背紧螺套(5)的一端插在屏蔽柜屏蔽层内侧板并焊接固定连接，同时将所述护套(1)的另一端插在屏蔽柜屏蔽层外侧板并焊接固定连接，使传动杆(2)设置固定凹槽(24)的一端位于屏蔽柜外、传动杆(2)设置连接孔(22)的一端套设在阀门阀芯外端；

通过紧定螺钉端部伸入连接孔(22)内以固定连接传动杆(2)和阀门阀芯，同时将驱动部件套设在连接杆设置固定凹槽(24)的一端外，并通过紧定螺钉固定；

当需要采样时，旋转驱动部件，以通过传动杆(2)带动阀门阀芯转动执行取样操作。

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