CN206958266U - 一种非能动阀门 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种非能动阀门，包括电磁部件(6)、阀体(11)、阀杆(19)、配重块(18)和弹簧(17)，其中，电磁部件(6)环绕阀杆(19)上端设置并控制其上升和降落，使阀体(11)关闭和开启；配重块(18)和弹簧(17)置于密封罩(8)内，环绕阀杆(19)设置并加速其降落，密封罩(8)上端连接电磁部件(6)，下端连接阀体(11)，密封罩(8)、电磁部件(6)和阀体(11)以阀杆(19)为轴同轴连接；本实用新型提供的非能动阀门可以实现非能动开启，尤其适用于反应堆非能动安全系统，当发生断电故障时，能够冷却反应壳，避免发生事故，提高反应堆的安全系数。

Description

一种非能动阀门

技术领域

本实用新型涉及一种阀门，特别涉及一种非能动阀门，其适用于机械设备领域和环境安全领域，尤其适用于核电站的非能动安全系统。

背景技术

阀门是一种通用的机械产品，种类繁多，应用广泛，在整个工作装置和系统中起着至关重要的作用。阀门的失效会使系统和设备无法正常工作，因此，阀门在能源化工等领域有着很重要的作用，尤其在核电领域，更是起着举足轻重的作用。

非能动系统则是保证系统安全可靠的一种有效手段。非能动系统是指不需要依靠外来动力，而建立在重力、惯性力、热传递等物理规律上的安全系统。反应堆发生事故时，不需要人为操作或外部设备的强制干预，而是由非能动系统控制反应性或移除堆芯热量，使反应堆安全停堆。因此，提高系统的非能动性，可以有效的提高系统的固有安全性。

目前，多用于核电站系统中的电动阀和爆破阀需要电流驱动才能开启，而且爆破阀是不可逆的，只能动作一次；泄压阀则需要压力驱动才能开启，不适用于没有压差的情况。第三代核电站的安全壳冷却系统属于非能动的安全系统，但其阀门非能动性较差，需要电流驱动，若控制系统、电源或阀门装置出现故障，阀门将不能开启，安全壳无法正常冷却，造成严重后果。

由于上述原因，本发明人对现有的技术进行改造，设计出了一种非能动阀门，该阀门不需要电流驱动就可以实现非能动开启，能够有效提高系统的非能动安全性。

实用新型内容

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种非能动阀门，所述阀门具有电磁部件，能够在其通电时关闭阀门，并在断电时开启阀门，尤其适用于反应堆非能动安全系统，提高了反应堆的安全性。

具体来说，本实用新型的目的在于提供一种非能动阀门，所述阀门包括电磁部件6、阀体11、阀杆19、配重块18和弹簧17，

其中，电磁部件6环绕阀杆19上端设置，优选可控制阀杆19上升和降落，使阀体11关闭和开启；

配重块18和弹簧17置于密封罩8内，环绕阀杆19设置，优选可加速阀杆19降落，优选密封罩8上端连接电磁部件6，下端连接阀体11，更优选密封罩8、电磁部件6和阀体11以阀杆19为轴同轴连接；

其中，所述阀杆19下端设有密封盘21，当阀杆19上升时，密封盘21能够关闭阀体11的液体通道。

本实用新型中，所述阀门在正常工况下，电磁部件6通电，定铁芯15和动铁芯16吸合，阀杆19上升使得配重块18压缩弹簧17，密封盘21与阀体11的液体通道贴合，阀门关闭；

所述阀门在事故工况下，电磁部件6断电，定铁芯15和动铁芯16不发生吸合，阀杆19在自身重力、弹簧17的弹力和配重块18的作用下，迅速下落，阀门开启；

所述阀门在事故排除后，电磁部件6通电，定铁芯15和动铁芯16吸合，阀杆19上升使得配重块18压缩弹簧17，密封盘21与阀体11的液体通道贴合，阀门关闭。

本实用新型提供的非能动阀门可用于反应堆非能动安全系统中，优选所述系统包括安全壳1、水箱2、常开阀3、非能动阀门4，其中，水箱2位置高于安全壳1的位置，更优选地：

正常工况下，开启常开阀3，另一个非能动阀门4处于通电关闭状态，能够防止冷却水泄漏；

需要注入冷却水时，常开阀3不动作，非能动阀门4断电开启，阀门开启，水箱2中的冷却水在重力压差作用下，注入并冷却安全壳；

无需注入冷却水，而非能动阀门4出现事故或者断电情况时，关闭常开阀3，使水箱2与安全壳1处于隔离状态，保证系统的安全性；

事故排除后，非能动阀门4通电后处于关闭状态，开启常开阀3，防止冷却水泄漏，水箱2与安全壳1隔离，系统恢复正常运行状态。

本实用新型所具有的有益效果包括：

(1)本实用新型提供的非能动阀门可以实现非能动开启，尤其适用于反应堆非能动安全系统，当发生断电故障时，阀门非能动开启，冷却水冷却安全壳，避免发生事故，提高反应堆的安全系数；

(2)本实用新型提供的非能动阀门可以反复开启和关闭，增加了阀门的使用率，降低了制造成本；

(3)本实用新型提供的非能动阀门可以用于没有压差的工作环境中。

附图说明

图1示出根据本实用新型一种优选实施方式的非能动阀门在反应堆非能动安全系统中的应用的示意图；

图2示出根据本实用新型一种优选实施方式的非能动阀门的结构示意图；

图3示出根据本实用新型一种优选实施方式的密封盘的结构示意图。

附图标号说明：

1-安全壳

2-水箱

3-常开阀

4-本实用新型提供的非能动阀门

5-接线管

6-电磁部件

8-密封罩

9-密封圈

11-阀体

15-定铁芯

16-动铁芯

17-弹簧

18-配重块

19-阀杆

21-密封盘

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本实用新型进一步详细说明。通过这些说明，本实用新型的特点和优点将变得更为清楚明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

根据本实用新型提供的一种非能动阀门，所述阀门可以非能动开启，如图2中所示，所述阀门4包括电磁部件6、阀体11、阀杆19、配重块18和弹簧17，其中，电磁部件6环绕阀杆19上端设置，优选电磁部件6可以控制阀杆19上升和降落，使阀体11关闭和开启；电磁部件6通过接线管5与电源连接，优选的，电磁部件6同时与电源和备用电源连接，能够最大限度的增加系统的可靠性；

其中，在一种优选的实施方式中，在电磁部件6中，在阀杆19轴上方，还设有定铁芯15，更优选定铁芯15与阀杆19的直径相同，这样在同一个通道内能够同时安装定铁芯15与阀杆19，不必额外加宽容置定铁芯15的通道，不仅便于制造，也能够保持定铁芯15与阀杆19互相对应。

优选的，所述定铁芯15由软铁制成，能够在电磁部件6通电时快速产生感应电磁，并在电磁部件6断电后电磁感应现象迅速消失。

密封罩8在电磁部件6下方，所述密封罩8一体成型或焊接连接，具有密封空间和与电磁部件6连接的连接部，在一种实施方式中，所述密封罩8与电磁部件6通过螺栓连接；密封罩8可以采用低碳钢、不锈钢、合金钢或普通钢制成。

配重块18和弹簧17环绕阀杆19设置，并位于密封罩8内，二者能够加速阀杆19的降落：当电磁部件6通电时，定铁芯15与阀杆19相互吸引，带动阀杆19上升，使得配重块18压缩弹簧17，此时，定铁芯15与阀杆19的吸引力较大，大于阀杆19自身的重力、配重块18的重力以及弹簧17的弹力三者之和；当电磁部件6断电后，定铁芯15与阀杆19之间的吸引力消失，在阀杆19自身的重力、配重块18的重力以及弹簧17的弹力作用下，阀杆19快速下落，液体通道开启，实现了阀门的非能动开启。

配重块18和弹簧17的设置，不仅能够促进阀杆19的快速降落，还可以充分解决当阀门液体流出一侧产生压力时，阀杆19难以下落的问题，增加了阀门的安全性和可靠性。

在一种实施方式中，如图2中所示，所述弹簧17套设于阀杆19外周，其上方连接密封罩8，弹簧17设置于配重块18上方，当配重块18上升时压缩弹簧17；当配重块18下降时，弹簧17对配重块18施以弹力。

并且，在一种实施方式中，阀杆19周向设有承载配重块18的凸沿，所述凸沿与阀杆19固接，配重块18套设于阀杆19外周；

配重块18还可以采用其他连接方式，例如焊接固定。

所述弹簧17可以采用普通钢、优质钢、合金钢、低碳钢制备，优选使用优质钢制备；所述配重块18采用密度较大的材料制备，例如可以是铸铁、普通钢、合金钢，优选采用合金钢制备，能够使得配重块18较重，不易腐蚀，从而保证其配重效果。

其中，密封罩8可以采用不锈钢或合金钢制备。

本实用新型中，在一种实施方式中，密封罩8上端连接电磁部件6，下端连接阀体11，优选密封罩8、电磁部件6和阀体11以阀杆19为轴同轴连接，密封罩8和阀体11可以一体成型，也可以螺栓连接，还可以焊接固定，这可以根据实际情况选用不同的连接方式。

阀体11提供了液体的流动通道，对流动通道的开启和关闭，也就是说开启或关闭阀门，会使液体流过或被截流。优选的，所述阀体11采用耐腐蚀抗辐射的低碳或超低碳奥氏体不锈钢制备，能够提高阀体11的强度，并延长使用寿命。

一种优选的实施方式中，如图2中所示，阀体11的液体通道中还设有挡部，与阀杆19下端设置的密封盘21形状相适应，当阀杆19上升时，所述挡部能够阻止密封盘21继续上升，从而实现密封盘21与阀体11挡部紧密接触，阻止液体的流通，进而关闭阀体11的液体通道。

为了实现更好的截流效果，还可以在密封盘21的上端，或者阀体11挡部的下端，在密封盘21与阀体11接触的部位，设置密封圈，不仅增强密封效果，还可以减缓二者碰触造成的磨损，延长使用寿命。

在阀杆19上升和降落的过程中，为了防止液体从阀杆19与密封罩8的缝隙进入密封罩8，在一种实施方式中，可以在阀杆19上相应位置处即，在阀杆19上升时，阀杆19与阀体11的接触面，或在阀杆19下降时，阀杆19与密封罩8的接触面处，设置密封圈，增强密封性能。

另一种实施例中，还可以在将密封圈设置在阀体11和密封罩8的接触面处。

阀杆19的密封盘21可以如图2中所示为圆盘状，还可以在其基础上任意改变形状，例如，如图3中所示，在保持密封盘21能够与阀体11液体通道的挡部紧密接触的前提下，还可以将密封盘中部膨大，与阀杆11周向形成钝角，更有利于密封盘21上下移动时的泄压作用。

在一种实施方式中，所述阀杆19由合金钢制成；在一种更优选的实施方式中，所述阀杆19上端还可以使用软铁制备，所述阀杆19软铁部分为动铁芯16，在电磁部件6通电时也能够产生磁性，动铁芯16可以加强与定铁芯15的吸合作用力。

本实用新型提供的非能动阀门能够非能动开启，与现有技术中采用电流技术开启相比，更加安全和有保障；同时，阀门中设置了弹簧和配重块加速和保障阀门开启，电磁部件使用电源和备用电源，提高了安全系数。

本实用新型提供的非能动阀门，在正常工况下，电磁部件6通电，定铁芯15和动铁芯16吸合，阀杆19上升使得配重块18压缩弹簧17，密封盘21与阀体11的液体通道贴合，阀门关闭；

所述阀门在事故工况下，电磁部件6断电，定铁芯15和动铁芯16不发生吸合，阀杆19在自身重力、弹簧17的弹力和配重块18的作用下，迅速下落，阀门开启；

所述阀门在事故排除后，电磁部件6通电，定铁芯15和动铁芯16吸合，阀杆19上升使得配重块18压缩弹簧17，密封盘21与阀体11的液体通道贴合，阀门关闭。

因此，本实用新型的系统能够在各种情况下保障和实现阀门的开启，还能够在通电后关闭，能够重复使用，这也便于管理。

本实用新型提供的非能动阀门可用于反应堆非能动安全系统中，如图1所示，优选所述系统包括安全壳1、水箱2、常开阀3、非能动阀门4，其中，水箱2位置高于安全壳1的位置，在一种优选的实施方式中，其中，

正常工况下，开启常开阀3，另一个非能动阀门4处于通电关闭状态，能够防止冷却水泄漏；

需要注入冷却水时，常开阀3不动作，非能动阀门4断电开启，阀门开启，水箱2中的冷却水在重力压差作用下，注入并冷却安全壳；

无需注入冷却水，而非能动阀门4出现事故或者断电情况时，关闭常开阀3，使水箱2与安全壳1处于隔离状态，保证系统的安全性；

事故排除后，非能动阀门4通电后处于关闭状态，开启常开阀3，防止冷却水泄漏，水箱2与安全壳1隔离，系统恢复正常运行状态。

本实用新型提供的阀门可以实现非能动开启，尤其适用于反应堆非能动安全系统，当发生断电故障时，能够冷却反应壳，避免发生事故，提高反应堆的安全系数。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前”“后”等指示的方位或位置关系为基于本实用新型工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，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”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接普通；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

以上结合了优选的实施方式对本实用新型进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本实用新型进行多种替换和改进，这些均落入本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种非能动阀门，其特征在于，所述阀门包括电磁部件(6)、阀体(11)、阀杆(19)、配重块(18)和弹簧(17)，

其中，电磁部件(6)环绕阀杆(19)上端设置，可控制阀杆(19)上升和降落，使阀体(11)关闭和开启，

配重块(18)和弹簧(17)置于密封罩(8)内，环绕阀杆(19)设置，可加速阀杆(19)降落，密封罩(8)上端连接电磁部件(6)，下端连接阀体(11)，密封罩(8)、电磁部件(6)和阀体(11)以阀杆(19)为轴同轴连接。

2.根据权利要求1所述的非能动阀门，其特征在于，所述电磁部件(6)中还包括与阀杆(19)同轴的定铁芯(15)，所述定铁芯(15)与阀杆(19)直径相同，位于阀杆(19)的上方。

3.根据权利要求2所述的非能动阀门，其特征在于，所述定铁芯(15)和阀杆(19)在电磁部件(6)通电时可相互吸引，带动阀杆(19)上升，使得配重块(18)压缩弹簧(17)。

4.根据权利要求1至3之一所述的非能动阀门，其特征在于，所述阀体(11)具有液体通道，当阀门开启后液体通过所述液体通道。

5.根据权利要求2或3所述的非能动阀门，其特征在于，所述阀杆(19)下部设有密封盘(21)，当阀杆(19)上升时，密封盘(21)能够关闭阀体(11)的液体通道。

6.根据权利要求5所述的非能动阀门，其特征在于，所述阀杆(19)周向设有承载配重块(18)的凸沿，所述凸沿与阀杆(19)固接，配重块(18)套设于阀杆(19)外周。

7.根据权利要求6所述的非能动阀门，其特征在于，所述弹簧(17)上方连接密封罩(8)，并设置于配重块(18)上方，所述弹簧(17)套设于阀杆(19)外周。

8.根据权利要求7所述的非能动阀门，其特征在于，所述阀体(11)由低碳或超低碳不锈钢材料制成，所述定铁芯(15)由软铁制成，所述阀杆(19)由合金钢制成，所述阀杆(19)上端由软铁制成，所述阀杆(19)中软铁部分为动铁芯(16)。

9.根据权利要求8所述的非能动阀门，其特征在于，

该阀门在正常工况下，电磁部件(6)通电，定铁芯(15)和动铁芯(16)吸合，阀杆(19)上升使得配重块(18)压缩弹簧(17)，密封盘(21)与阀体(11)的液体通道贴合，阀门关闭；

该阀门在事故工况下，电磁部件(6)断电，定铁芯(15)和动铁芯(16)不发生吸合，阀杆(19)在自身重力、弹簧(17)的弹力和配重块(18)的作用下，迅速下落，阀门开启；

该阀门在事故排除后，电磁部件(6)通电，定铁芯(15)和动铁芯(16)吸合，阀杆(19)上升使得配重块(18)压缩弹簧(17)，密封盘(21)与阀体(11)的液体通道贴合，阀门关闭。