CN116733978A - 用于控制放射性料液输送的穿地阀门 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于控制放射性料液输送的穿地阀门包括：阀体、阀盖、阀芯、阀瓣、执行机构、传动机构、套管、压紧盖组件、压紧套，阀盖设置于阀体上，阀瓣设置于阀体内，执行机构与传动机构连接，传动机构与阀芯连接，阀芯与阀瓣连接，套管贯穿屏蔽层，执行机构位于屏蔽层外，阀体位于屏蔽层内，压紧盖组件与屏蔽层连接，执行机构穿过压紧盖组件与传动机构连接，套管套置于压紧套外围，压紧套与压紧盖组件、阀盖连接，套管与压紧盖组件、阀体连接，套管套置于阀盖的外围，传动机构位于压紧套内，阀芯贯穿阀盖。本发明中的穿地阀门寿命长，不易破损，阀内无积液，以便维修时维持放低射性水平，方便检修容器进行检修。

Description

用于控制放射性料液输送的穿地阀门

技术领域

本发明属于核燃料循环中的乏燃料后处理技术领域，具体涉及一种用于控制放射性料液输送的穿地阀门。

背景技术

在核燃料后处理工程及放射性废物处理工程中，某些中高放工艺管道中不得不通过阀门来控制放射性流体的流通及流量，然而辐照剂量水平太高，人是不能进入中高放环境中操作和检修阀门的，所以一种贯穿屏蔽层楼板的阀门应运而生，其中阀门的操作端位于上方检修区(橙区)，阀门的本体位于设备室(红区)，我们称其为穿地阀门。

目前，国内外均有关于穿地阀门的运用，由于不同后处理工艺流程和工程中相关设备的区别，穿地阀门的结构形式也各不相同。对于我国来说，在上世纪中叶设计的老一代穿地阀门一直沿用至今，目前大量的工程经验表明，穿地阀门在工程应用中出现了一些问题：波纹管寿命短易破损、检修时的阀内组件剂量水平过高。穿地阀门运行过程中当内、外密封分别或同时出现损坏或泄漏时，泄漏必须控制在设备室(红区)中；穿地阀门应尽量减少不必要的维修，若维修则必须在检修大厅(橙区)通过专用的阀门检修容器对阀内组件进行间接回取、转运、卸出、更换，尽量减少操作人员的辐照剂量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种用于控制放射性料液输送的穿地阀门，阀门寿命长，

不易破损，阀内无积液，以便维修时维持放低射性水平，方便检修容器进行检修。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是提供一种用于控制放射性料液输送的穿地阀门，包括：阀体、阀盖、阀芯、阀瓣、执行机构、传动机构、套管、压紧盖组件、压紧套，阀盖设置于阀体上，阀瓣设置于阀体内，执行机构与传动机构连接，传动机构与阀芯连接，阀芯与阀瓣连接，执行机构通过传动机构带动阀芯运动，阀芯带动阀瓣运动实现穿地阀门的开启和关闭，套管贯穿设备间的屏蔽层，执行机构位于屏蔽层外，阀体位于屏蔽层内，压紧盖组件与屏蔽层连接，执行机构的动力输出端穿过压紧盖组件与传动机构连接，套管套置于压紧套外围，压紧套的第一端与压紧盖组件连接，压紧套的第二端与阀盖连接，套管的第一端与压紧盖组件连接，套管的第二端与阀体连接，套管的第二端套置于阀盖的外围，传动机构位于压紧套内，阀芯贯穿阀盖。

优选的是，阀盖包括：阀盖本体、设置于阀盖本体上的第一溢流孔，第一溢流孔为斜孔。

优选的是，所述的用于控制放射性料液输送的穿地阀门，还包括：法兰盘，压紧盖组件通过法兰盘与屏蔽层连接，法兰盘包括：法兰盘本体、设置于法兰盘本体上的第二溢流孔，第二溢流孔为斜孔。

优选的是，阀芯包括：波纹管、阀杆，阀杆的第一端与传动机构连接，阀杆的第二端与阀瓣连接，阀杆贯穿阀盖，波纹管设置于阀盖外，波纹管的第一端与阀杆的第一端连接，波纹管的第二端与阀盖连接，波纹管套置于阀杆外围，波纹管用于将阀体内的放射性料液与阀体外的部件隔绝开。

优选的是，所述的用于控制放射性料液输送的穿地阀门，阀芯还包括：设置于阀杆上的定向块，压紧套上设置有与定向块相配合的凹槽轨道，凹槽轨道用于容纳定向块在其内沿着传动机构的轴向滑动。

优选的是，阀瓣与阀杆通过销轴连接。

优选的是，阀杆包括：阀杆本体、限位部，阀盖上设置有贯穿孔，阀杆本体用于在贯穿孔内沿着传动机构的轴向移动，限位部设置于阀杆本体外围，限位部用于将与限位部连接的阀杆本体部分限定于阀盖外。

优选的是，阀体包括：阀门本体、设置于阀门本体上的阀门进口、阀门出口，从阀门进口到阀门出口之间的流道为曲线流道或折线流道。

优选的是，压紧盖组件包括上盖、下盖，上盖、下盖连接，下盖比上盖更靠近屏蔽层，执行机构的动力输出端依次穿过上盖、下盖。

优选的是，阀瓣包括阀瓣本体、设置于阀瓣本体上的吊耳，阀瓣表面为曲面。

优选的是，所述的用于控制放射性料液输送的穿地阀门，还包括：设置于压紧套内壁的抓取平台，抓取平台用于放置用于抓取的抓取机构。

本发明中的用于控制放射性料液输送的穿地阀门，其传动结构合理，阀门寿命长，不易破损，阀内无积液，以便维修时维持放低射性水平，方便检修容器进行检修，阀内组件解体操作简易且在解体装置中完成，避免操作人员直接接触阀内组件，阀内组件放射性水平降低，使得检修容器和解体装置的屏蔽层厚度降低，方便检修人员的操作，减轻检修人员所受辐照剂量。

附图说明

图1为本发明实施例2中的穿地阀门的纵向剖视图；

图2为本发明实施例2中的阀芯的纵向剖视图；

图3为本发明实施例2中的压紧盖组件的纵向剖视图。

图中：1-阀体、2-阀瓣、3-开口销、4-阀芯、5-螺母、6-螺栓、7-前压紧套、8-钢球、9-套管、10-中传动杆、11-中压紧套、12-后传动杆、13-后压紧套、14-连接件、15-压紧盖组件、16-螺钉、17-螺钉、18-执行机构、19-螺钉、20-法兰盘、21-圆柱销、22-阀盖、23-波纹管、24-阀杆、25-定向块、26-下盖、27-上盖。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

实施例1

本实施例提供一种用于控制放射性料液输送的穿地阀门，包括：阀体、阀盖、阀芯、阀瓣、执行机构、传动机构、套管、压紧盖组件、压紧套，阀盖设置于阀体上，阀瓣设置于阀体内，执行机构与传动机构连接，传动机构与阀芯连接，阀芯与阀瓣连接，执行机构通过传动机构带动阀芯运动，阀芯带动阀瓣运动实现穿地阀门的开启和关闭，套管贯穿设备间的屏蔽层，执行机构位于屏蔽层外，阀体位于屏蔽层内，压紧盖组件与屏蔽层连接，执行机构的动力输出端穿过压紧盖组件与传动机构连接，套管套置于压紧套外围，压紧套的第一端与压紧盖组件连接，压紧套的第二端与阀盖连接，套管的第一端与压紧盖组件连接，套管的第二端与阀体连接，套管的第二端套置于阀盖的外围，传动机构位于压紧套内，阀芯贯穿阀盖。

本实施例中的用于控制放射性料液输送的穿地阀门，其传动结构合理，阀门寿命长，不易破损，阀内无积液，以便维修时维持放低射性水平，方便检修容器进行检修，阀内组件解体操作简易且在解体装置中完成，避免操作人员直接接触阀内组件，阀内组件放射性水平降低，使得检修容器和解体装置的屏蔽层厚度降低，方便检修人员的操作，减轻检修人员所受辐照剂量。

实施例2

如图1～3所示，本实施例提供一种用于控制放射性料液输送的穿地阀门，包括：阀体1、阀盖22、阀芯4、阀瓣2、执行机构18、传动机构、套管9、压紧盖组件15、压紧套，阀盖22设置于阀体1上，阀瓣2设置于阀体1内，执行机构18与传动机构连接，传动机构与阀芯4连接，阀芯4与阀瓣2连接，执行机构18通过传动机构带动阀芯4运动，阀芯4带动阀瓣2运动实现穿地阀门的开启和关闭，套管9贯穿设备间的屏蔽层，执行机构18位于屏蔽层外，阀体1位于屏蔽层内，压紧盖组件15与屏蔽层连接，执行机构18的动力输出端穿过压紧盖组件15与传动机构连接，套管9套置于压紧套外围，压紧套的第一端与压紧盖组件15连接，压紧套的第二端与阀盖22连接，套管9的第一端与压紧盖组件15连接，套管9的第二端与阀体1连接，套管9的第二端套置于阀盖22的外围，传动机构位于压紧套内，阀芯4贯穿阀盖22，部分阀芯4位于压紧套内，阀芯4其余部分穿过阀盖22位于阀体1内。

执行机构18与压紧盖组件15通过螺钉17连接。

具体的，本实施例中穿地阀门整个结构贯穿设备间上方的屏蔽层，执行机构18位于设备间上方，阀体1位于设备间里，穿地阀门为直行程的波纹管23截止阀或调节阀，波纹管23为内承压结构，波纹管23位于阀盖22的上方。套管9通过螺栓6、螺母5与阀体1连接，螺栓6穿过套管9上的通孔、阀体1上的通孔与螺母5连接。执行机构18通过螺钉17与压紧盖组件15连接。

优选的是，阀盖22包括：阀盖本体、设置于阀盖本体上的第一溢流孔，第一溢流孔为斜孔。第一溢流孔的溢液位置避开下方阀体1。

优选的是，所述的用于控制放射性料液输送的穿地阀门，还包括：法兰盘20，压紧盖组件15通过法兰盘20与屏蔽层连接，法兰盘20包括：法兰盘本体、设置于法兰盘本体上的第二溢流孔，第二溢流孔为斜孔。第二溢流孔的溢液位置避开下方阀体1。

压紧盖组件15通过螺钉16与法兰盘20连接。

如图2所示，优选的是，阀芯4包括：波纹管23、阀杆24，阀杆24的第一端与传动机构连接，阀杆24的第二端与阀瓣2连接，阀杆24贯穿阀盖22，波纹管23设置于阀盖22外，波纹管23的第一端与阀杆24的第一端连接，波纹管23的第二端与阀盖22连接，波纹管23套置于阀杆24外围，波纹管23用于将阀体1内的放射性料液与阀体1外的部件隔绝开。

具体的，本实施例中波纹管23为内承压结构，波纹管23位于阀盖22的上方，避免阀体1外部件直接与阀体1内流道中的放射性料液接触，避免波纹管23上产生放射性料液的结晶和腐蚀损坏。

第一溢流孔内侧为波纹管23与阀盖22之间的连接缝，具体的，本实施例中的连接缝为焊缝，第一溢流孔外侧为阀体1与阀盖22之间的静密封面。

第二溢流孔内侧为阀体1与阀盖22之间的静密封面，第二溢流孔外侧为阀门室空间。

两处斜孔能让波纹管23破损后，积累的放射性料液通过自身重力排放到阀门外(红区)，减少阀内组件的剂量水平。

具体的，本实施例中波纹管23上端和下端分别与阀杆24、阀盖22焊接连接。

优选的是，所述的用于控制放射性料液输送的穿地阀门，阀芯4还包括：设置于阀杆24上的定向块25，压紧套上设置有与定向块25相配合的凹槽轨道，凹槽轨道用于容纳定向块25在其内沿着传动机构的轴向滑动。

具体的，定向块25设置于阀杆24外侧面，凹槽轨道设置于压紧套内侧面，防止阀杆24与压紧套之间产生周向转动，周向转动会使波纹管23发生周向扭曲，降低波纹管23寿命。

优选的是，阀瓣2与阀杆24通过销轴连接。阀瓣2上设置有第一连接件，阀杆24上设置有第二连接件，第一连接件为连接轴，第二连接件为连接套，销轴贯穿连接轴和连接套，将阀瓣2和阀杆24连接。

具体的，本实施例中阀瓣2与阀杆24通过开口销3连接。

优选的是，阀杆24包括：阀杆本体、限位部，阀盖22上设置有贯穿孔，阀杆本体用于在贯穿孔内沿着传动机构的轴向移动，限位部设置于阀杆本体外围，限位部用于将与限位部连接的阀杆本体部分限定于阀盖22外。阀杆本体、限位部结合呈支耳结构的阀杆24。

具体的，本实施例中压紧套11包括依次连接的前压紧套7、中压紧套11、后压紧套13。前压紧套7与阀盖22连接，后压紧套13与压紧盖组件15连接。前压紧套7和后压紧套13之间，重力叠加在一起，传递密封力。前压紧套7与中压紧套11通过圆柱销21连接。

所述阀杆24承担阀门限位功能，阀杆24上表面与中压紧套11下表面之间的直线距离为阀瓣2行程。

为满足解体需求，所述穿地阀门阀杆24与执行机构18之间设置刚性传动机构，且传动机构只做轴向(垂直)位移。

具体的，实施例中的传动机构为传动杆，传动杆包括依次连接的前传动杆、中传动杆10、后传动杆12。前传动杆与阀杆24连接，后传动杆12与执行机构18连接。

螺纹副设置在后传动杆12与连接件14之间，连接件14上方与执行机构18的传动杆通过螺纹结构连接。开关阀门动作时，执行机构18的传动杆做周向转动，通过螺纹结构依次带动连接件14、后传动杆12、中传动杆10、前传动杆、阀杆24做竖直(轴向)运动。

优选的是，阀体1包括：阀门本体、设置于阀门本体上的阀门进口、阀门出口，从阀门进口到阀门出口之间的流道为曲线流道或折线流道。具体的，本实施例中的流道为折线流道。

穿地阀门分直通型结构和直角形结构。当所述阀体1为直通型结构时，流道为型，避免阀门进口处放射性料液积存。

如图3所示，优选的是，压紧盖组件15包括上盖27、下盖26，上盖27、下盖26连接，下盖26比上盖27更靠近屏蔽层，执行机构18的动力输出端依次穿过上盖27、下盖26。上盖27与下盖26通过螺钉19连接。

下盖26用于检修容器检修时隔绝外部气氛。上盖27、下盖26之间的紧定螺钉19提供密封力，上盖27将密封力传递到下盖26，法兰盘20支撑下盖26和上盖27，检修时检修容器放置在法兰盘20上实现密封检修。

优选的是，阀瓣2包括阀瓣本体、设置于阀瓣本体上的吊耳，阀瓣2表面为曲面。阀瓣2上表面有轻微弧度，避免放射性料液积存在阀瓣2上方。

优选的是，所述的用于控制放射性料液输送的穿地阀门，还包括：设置于压紧套内壁的抓取平台，抓取平台用于放置用于抓取的抓取机构，方便操作人员使用检修容器的内卡爪提取阀内组件，检修时所述检修容器位于下盖26的正上方。

阀内组件通过检修容器转运至解体装置处进行拆解后，分段处理。

前压紧套7、中压紧套11、后压紧套13各级压紧套上均设置有抓取平台，抓取平台上设置有抓取平面，方便解体装置内的外卡爪抓取。阀内组件坏了会直接更换新的阀内组件，坏的阀内组件需要在解体装置中解体成三段结构，然后装到固体废物桶中。中压紧套11在前压紧套7和后压紧套13之间，重力叠加在一起，传递密封力。

所述阀杆24与前传动杆之间通过四个钢珠连接；由于中压紧套11内径的限制，钢珠卡在中压紧套11、阀杆24和前传动杆之间，实现连接。

前传动杆、中传动杆10、后传动杆12各级传动杆之间通过销轴连接；

所述传动杆的数量可根据布置、楼板厚度和解体要求变更。

传动机构与执行机构18通过螺纹连接，当执行机构18旋转时，传动机构仅做沿着其轴向的轴向位移。

压紧套内侧设置有方便定向块25轴向移动的凹槽，防止阀瓣2周向转动。限位部为阀杆24上最粗处，阀门全开时与压紧套内表面接触，阀瓣2行程取决于限位部，具体的，本实施例中限位部设置于阀杆本体上端。

可在维修人员不接触的情况下将阀内组件一次抽出维修更换，抽出的阀内组件解体为多段处理。

具体的，本实施例中的执行机构18为手轮。

具体的，本实施例中的屏蔽层为楼板，套管9为贯穿楼板的结构，套管9上接压紧盖组件15，套管9内部为压紧套与传动机构，套管9下接阀体1起到固定阀门和屏蔽辐射的作用。传动机构为连接阀杆24和执行机构18的结构，能实现阀门启闭力的传递。

压紧盖组件15将压紧力通过压紧套传递至阀盖22上，实现阀盖22与阀体1之间的密封，阀盖22与阀体1之间为静密封结构。压紧盖组件15上有4个紧定螺钉19，提供密封力，压紧套组件传递密封力。

所述穿地阀门整个结构贯穿设备间上方的屏蔽层，其中执行机构18位于设备间上方，套管9贯穿屏蔽层，阀体1位于设备间里。

阀内组件包括：阀瓣2、开口销3、阀芯4、螺母5、螺栓6、前压紧套7、钢球8、套管9、中传动杆10、中压紧套11、后传动杆12、后压紧套13、圆柱销21。

当穿地阀门正常工作时，如图1所示，执行机构18执行开阀动作，带动连接件14做周向旋转动作，连接件14通过螺纹副带动后传动杆12做轴向向上的动作，从而依次带动中传动杆10、阀杆24、阀瓣2做轴向向上的动作，直到阀杆24的限位部上表面接触中压紧套11下表面，此时阀瓣2开启达到全行程。需要关闭阀瓣2时，执行机构18反向执行关阀动作即可。

当穿地阀门需要检修时，松开螺钉17、螺钉19，将执行机构18、压紧盖组件15依次取出。手动将轴联器14拧松，脱开连接(不取出)。将检修容器按要求竖直固定于法兰盘20上，通过检修容器中的专用工具移开下盖26，并将阀内组件吊入检修容器中，再将下盖26归位。检修容器从法兰盘20上撤离并前往阀门解体装置，检修容器与阀门解体装置对接成功后，阀内组件吊入解体装置内通过专用工具依次解体为一定长度的零部件。

本实施例中的用于控制放射性料液输送的穿地阀门，解决了现有技术中波纹管23寿命短易破损、检修时的阀内组件剂量水平过高的难题。

波纹管23为内承压结构，设置在阀盖22上方，避免与放射性料液直接接触，延长波纹管23使用寿命。

阀门限位及传动机构合理，阀内组件解体操作简易且在解体装置中完成，避免操作人员直接接触阀内组件。

本实施例中的用于控制放射性料液输送的穿地阀门，其传动结构合理，阀门寿命长，不易破损，阀内无积液，以便维修时维持放低射性水平，方便检修容器进行检修，阀内组件解体操作简易且在解体装置中完成，避免操作人员直接接触阀内组件，阀内组件放射性水平降低，使得检修容器和解体装置的屏蔽层厚度降低，方便检修人员的操作，减轻检修人员所受辐照剂量。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种用于控制放射性料液输送的穿地阀门，其特征在于，包括：阀体、阀盖、阀芯、阀瓣、执行机构、传动机构、套管、压紧盖组件、压紧套，阀盖设置于阀体上，阀瓣设置于阀体内，执行机构与传动机构连接，传动机构与阀芯连接，阀芯与阀瓣连接，执行机构通过传动机构带动阀芯运动，阀芯带动阀瓣运动实现穿地阀门的开启和关闭，套管贯穿设备间的屏蔽层，执行机构位于屏蔽层外，阀体位于屏蔽层内，压紧盖组件与屏蔽层连接，执行机构的动力输出端穿过压紧盖组件与传动机构连接，套管套置于压紧套外围，压紧套的第一端与压紧盖组件连接，压紧套的第二端与阀盖连接，套管的第一端与压紧盖组件连接，套管的第二端与阀体连接，套管的第二端套置于阀盖的外围，传动机构位于压紧套内，阀芯贯穿阀盖。

2.根据权利要求1所述的用于控制放射性料液输送的穿地阀门，其特征在于，阀盖包括：阀盖本体、设置于阀盖本体上的第一溢流孔，第一溢流孔为斜孔。

3.根据权利要求1所述的用于控制放射性料液输送的穿地阀门，其特征在于，还包括：法兰盘，压紧盖组件通过法兰盘与屏蔽层连接，法兰盘包括：法兰盘本体、设置于法兰盘本体上的第二溢流孔，第二溢流孔为斜孔，第二溢流孔内侧为阀体与阀盖之间的静密封面，第二溢流孔外侧为阀门室空间。

4.根据权利要求1所述的用于控制放射性料液输送的穿地阀门，其特征在于，阀芯包括：波纹管、阀杆，阀杆的第一端与传动机构连接，阀杆的第二端与阀瓣连接，阀杆贯穿阀盖，波纹管设置于阀盖外，波纹管的第一端与阀杆的第一端连接，波纹管的第二端与阀盖连接，波纹管套置于阀杆外围，波纹管用于将阀体内的放射性料液与阀体外的部件隔绝开。

5.根据权利要求4所述的用于控制放射性料液输送的穿地阀门，其特征在于，阀芯还包括：设置于阀杆上的定向块，压紧套上设置有与定向块相配合的凹槽轨道，凹槽轨道用于容纳定向块在其内沿着传动机构的轴向滑动。

6.根据权利要求4所述的用于控制放射性料液输送的穿地阀门，其特征在于，阀瓣与阀杆通过销轴连接。

7.根据权利要求4所述的用于控制放射性料液输送的穿地阀门，其特征在于，阀杆包括：阀杆本体、限位部，阀盖上设置有贯穿孔，阀杆本体用于在贯穿孔内沿着传动机构的轴向移动，限位部设置于阀杆本体外围，限位部用于将与限位部连接的阀杆本体部分限定于阀盖外。

8.根据权利要求1～7任意一项所述的用于控制放射性料液输送的穿地阀门，其特征在于，阀体包括：阀门本体、设置于阀门本体上的阀门进口、阀门出口，从阀门进口到阀门出口之间的流道为曲线流道或折线流道。

9.根据权利要求1～7任意一项所述的用于控制放射性料液输送的穿地阀门，其特征在于，压紧盖组件包括上盖、下盖，上盖、下盖连接，下盖比上盖更靠近屏蔽层，执行机构的动力输出端依次穿过上盖、下盖。

10.根据权利要求1～7任意一项所述的用于控制放射性料液输送的穿地阀门，其特征在于，阀瓣包括阀瓣本体、设置于阀瓣本体上的吊耳，阀瓣表面为曲面。

11.根据权利要求1～7任意一项所述的用于控制放射性料液输送的穿地阀门，其特征在于，还包括：设置于压紧套内壁的抓取平台，抓取平台用于放置用于抓取的抓取机构。