DE1902454A1

DE1902454A1 - Stop slide valve for liquid metal circuits, - of large nominal width

Info

Publication number: DE1902454A1
Application number: DE19691902454
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dieter Markfort
Original assignee: Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH
Current assignee: Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH
Priority date: 1969-01-18
Filing date: 1969-01-18
Publication date: 1970-08-13

Abstract

The stop valve is esp. for nuclear reactor cooling circuits, driven with liquid sodium. Wedge plates serving as a sealing units, are fastened onto a swivelable arm, which is provided with an eye, and the excentric extension of a drive shaft projects into it. The extension has a shoulder, and the swivelable arm and stop valve housing have stops. Between the extension and the end of the shaft towards the drive, a cooling path and a seal are positioned, the seal consisting of a stuffing box and gland.

Description

Absperrschieber für Flüssigmetallkreisläufe Die Anmeldung bezieht sich auf Absperrschieber für Flüssigmetallkreisläufe mit großen Nennweiten, wie sie beis#ielsweise für die Kühlkreise von mit flüssigem Natrium gekühlten Kernreaktoren benötigt werden. Gate valve for liquid metal circuits The application relates focus on gate valves for liquid metal circuits with large nominal sizes, such as they are used, for example, for the cooling circuits of nuclear reactors cooled with liquid sodium are needed.

Derartige Armaturen müssen unter extremen Bedingungen lange Zeit zuverlässig arbeiten, wenn sie für den genannten Zweck als geeignet zugelassen werden sollen. Flüssiges natrium wird normalerweise bei Temperaturen von 200 bis 700 °C und Drücken von 1 bis 12 atü gefördert. Da heißes Natrium mit Luftsauerstoff reagiert, ist absolute Dichtigkeit erstes Gebot. Da flüssiges Natrium sehr gute Wärmeübertragunoseigenschaften besitzt, bei Temperaturen über 550 O# als Strukturwerkstoffe vorzugsweise austenitische Stähle infrage kommen, mu eine Armatur für Flüssigmetalle so konstruiert sein, daß lem,eraturschocks nicht zu unzulässig hohen Wärmespannungen führen können.Such fittings must be reliable for a long time under extreme conditions work if they are to be approved as suitable for the stated purpose. Liquid sodium is normally used at temperatures of 200 to 700 ° C and pressures funded from 1 to 12 atm. Since hot sodium reacts with oxygen in the air, is absolute Impermeability first requirement. Since liquid sodium has very good heat transfer properties possesses, preferably austenitic structural materials at temperatures above 550 ° C Steels come into question, a valve for liquid metals must be constructed in such a way that lem, eraturschocks do not lead to impermissibly high thermal stresses to lead can.

ilfegen der vorstehend kurz aufgezeigten Randbedingungen sind für die genannten Zwecke bisher auch lediglich einfache, mittels einer Schraubsrindel betätigte Schieber als Armatur verwendet worden, bei denen jedoch nach einer bestimmten Anzahl von Betätigungen, insbesondere durch die den Schieber betätigende Schubstange, festes Natrium durch die Stopfbuchse transportiert wird und dadurch die Gängigkeit hemmt. Derartige Schieber sind nach dem derzeitigen Stand der Natriumtechnologie weitgehend funktionssicher und wirtschaftlich einsetzbar für Nennweiten bis etwa 200 L½llimeter. Über diesen Nennweitenbereich benötigen diese bekannten Schieber u.a. große Betätigungskräfte und weisen raktisch nicht mehr vertretbare Baumaße auf, die nicht mehr die erforderliche Funktionssicherheit gewährleisten.The boundary conditions briefly outlined above are for the purposes mentioned so far only simple, by means of a screw spindle operated slide valve has been used as a valve, but where after a certain Number of actuations, in particular by the push rod actuating the slide, solid sodium is transported through the stuffing box and thereby the mobility inhibits. Such valves are state-of-the-art in sodium technology largely functionally reliable and can be used economically for nominal sizes up to approx 200 L ½ millimeters. These known slide valves need over this nominal width range Among other things, large actuation forces and have practical dimensions that are no longer justifiable that no longer guarantee the required functional reliability.

Diese Anmeldung möchte nun einen neuen Abs>)errschieber für Flüssigmetallkreisläufe angeben, bei dem die nachteiligen Eigenschaften der bekannten, für den.gleichen Zweck verwendeten Schieber vermieden werden.This application would like a new Abs>) errschieber for liquid metal circuits indicate in which the disadvantageous properties of the known, for the same Purpose used slider should be avoided.

Bei dem neuen Schieber sind erfindungsgemäß die als Absperrorgan dienenden Keilplatten an einem mit einem Auge versehenen Schwenkarm angeordnet, und in das Auge ragt die exzentrische Verlängerung einer Antriebswelle hinein, wobei die exzentrische Verlängerung mit einer Schulter sowie der Schwenkarm und das Absperrschiebergehäuse innen mit einem Anschlag versehen sind.In the case of the new slide, according to the invention, the valves used as shut-off devices are used Wedge plates arranged on a swivel arm provided with an eye, and in the Eye protrudes into the eccentric extension of a drive shaft, the eccentric Extension with one shoulder as well as the swivel arm and the gate valve housing are provided with a stop on the inside.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung sind zwischen der exzentrischen Verlängerung der Antriebswelle und dem antriebsseitigen Ende der Welle eine Kühlstrecke und eine aus Stopfbuchspackung und Stopfbuchsbrille bestehende Dichtung angeordnet.According to another feature of the invention are between the eccentric Extension of the drive shaft and the drive-side end of the shaft a cooling section and a gland packing and gland follower arranged.

An Hand der Figuren 1 bis 4 soll die Erfindung nachstehend näher erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht des neuen Absjperrschiebers im Schnitt, Fig. 2 das aus Xeilplatten und Schwenkarm bestehende Absperrorgan, Fig. 3 das Abserrschiebergehäuse in Vorderansicht und Fig. 4 in perspektivischer Darstellung das Zusammenwirken von Welle und Schwenkarm.The invention will be explained in more detail below with reference to FIGS. 1 to 4 will. 1 shows a side view of the new gate valve in section, FIG. 2 the shut-off device consisting of Xeilplatten and swivel arm, FIG. 3 the shut-off valve housing in a front view and FIG. 4 in a perspective illustration of the interaction of Shaft and swivel arm.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist an der Trennstelle der beiden Rohrleitungen 1 und 2 das Absperrschiebergehäuse 3 angeordnet. Die Trennstelle wird verschlossen von den an dem Schwenkarm 4 befestigten Keilplatten 5. In das Auge 6 des Schwenkarmes 4 ragt eine exzentrische Verlängerung der Antriebswelle 7 hinein.As can be seen from Fig. 1, is at the point of separation of the two pipes 1 and 2, the gate valve housing 3 is arranged. The separation point is closed of the wedge plates 5 attached to the swivel arm 4 into the eye 6 of the swivel arm 4, an eccentric extension of the drive shaft 7 protrudes into it.

Wie besonders aus den Fig. 2 und 4 deutlich erkennbar, ist die exzentrische Verlängerung der Antriebswelle mit einer Schulter E und der Schwenkarm mit einem Anschlag 9 versehen. Außerdem ist im Gehäuse - welches in Fig. 3 gut erkennbar ist - ein weiterer Anschlag 10 angebracht.As can be seen particularly clearly from FIGS. 2 and 4, the eccentric one Extension of the drive shaft with a shoulder E and the swivel arm with one Stop 9 is provided. In addition, in the housing - which can be clearly seen in FIG. 3 - Another stop 10 is attached.

Die Antriebswelle 7 ist in den Lagern 11 und 12 radial und axial gelagert. Der Spalt 13 zwischen Gehäuse und Antriebswelle ist einerseits - beispielsweise durch eine außen aufgesetzte Flüssigkeitskühlung 14 - gekühlt und bildet somit eine sogenannte Gefrierstrecke und ist andererseits durch die Stopfbuchsenpackung 15 und die Stopfbuchsenbrille 16 abgedichtet.The drive shaft 7 is supported radially and axially in the bearings 11 and 12. The gap 13 between the housing and the drive shaft is on the one hand - for example by an externally attached liquid cooling system 14 - cooled and thus forms a so-called freezing section and is on the other hand through the gland packing 15 and the gland follower 16 sealed.

Ausgehend von der aus Fig. 1 ersichtlichen geschlossenen Stellung des Schiebers funktioniert der Schieber in folgender Weise: Bei einer Drehung der Antriebswelle im Uhrzeigersinn um 120 Winkelgrade wird durch die Wirkung der im Schwenkarmauge 6 drehenden exzentrischen Verlängerung das Keilplattenpaar aus dem Dichtsitz herausgezogen. Infolge einer geringen Exzentrizität lassen sich auf diese Weise bei mäßigem Antriebsmoment große Axialkräfte auf den Schwenkarm übertragen.Starting from the closed position shown in FIG. 1 of the slide, the slide works in the following way: When the Drive shaft clockwise by 120 degrees is caused by the action of the im Schwenkarmauge 6 rotating eccentric extension the wedge plate pair from the Sealing seat pulled out. As a result of a low eccentricity can be on this Transfer large axial forces to the swivel arm with a moderate drive torque.

Wenn die Antriebswelle eine Drehung von 120 Winkelgraden vollzogen hat, dann trifft die Schulter 8 der exzentrischen Verlängerung auf den Anschlag 9 des Schwenkarmes 4 und nimmt diesen bei weiterer Drehung mit, so daß die SeilBlatten (vgl. Fig. 3) aus der Schließlage A in die Offenlage U schwenken. Um den gesamten Strömungsquerschnitt freizu##-ben, ist von dem Zusammentreffen von Schulter 8 und Anschlag 9 an eine Drehung um weitere 60 Winkelgrade erforderlich, so daß der Schieber durch Drehung der Antriebswelle um insgesamt 180 inkelgrade vollständig geöffnet bzw.When the drive shaft has completed a rotation of 120 degrees has, then the shoulder 8 of the eccentric extension meets the stop 9 of the swivel arm 4 and takes it with further rotation, so that the rope blades Pivot (see. Fig. 3) from the closed position A into the open position U. To the whole To free the flow cross-section ## - is from the meeting of shoulder 8 and Stop 9 required a rotation by a further 60 degrees, so that the slide completely opened by rotating the drive shaft by a total of 180 angular degrees respectively.

geschlossen werden kann.can be closed.

Das schließen des Schiebers erfolgt durch Drehen der Antriebswelle im Gegenuhrzeigersinn, wobei der Schwenkarm mit den Keilplatten - vorzugsweise unter dem Einfluß des Eigengewichtes - in die Schließlage A zurückschwenkt und die Rückschwenkbewegung durch den Anschlag 10 beendet wird. Die weitere Drehung der Antriebswelle leitet mit Hilfe der exzentrischen Verlängerung eine Axialbewegung des Schwenkarmes ein, die eine die Dichtwirkung herbeiführende Verkeilung der Keilplatten bewirkt.The slide is closed by turning the drive shaft counterclockwise, the swivel arm with the wedge plates - preferably below the influence of its own weight - swings back into the closed position A and the swiveling back movement is ended by the stop 10. The further rotation of the drive shaft directs an axial movement of the swivel arm with the help of the eccentric extension, which causes the wedge plates to be wedged to produce the sealing effect.

Aus den vorstehenden Ausführungen dürfte deutlich geworden sein, daß bei der vorgeschlagenen neuen Schieberkonstruktion der Schließ- und Öffnungsvorgang rasch erfolgt, da bei der gewählten Konstruktion die Übersetzung der Drehbewegung der YTelle auf die Schließbewegung der Keilplatten sich selbsttätig den erforderlichen Kräften anpaßt.From the above it should be clear that in the proposed new slide construction, the closing and opening process takes place quickly, since the translation of the rotary movement in the selected construction the YTelle on the closing movement of the wedge plates automatically the required Adapts to forces.

Auf diese Weise wird die bei den bekannten Absperrschiebern mit S indelantrieb nachteilige erscheinung vermieden, daß die Dimensionierung von Spindel und Gewinde entsprechend der größten auftretenden Axialkraft (welche beim Verkeilen bzw. Losbrechen der Keilplatten auftritt) erfolgen muß.In this way, the known gate valves with S indelantrieb disadvantageous phenomenon avoided that the dimensioning of the spindle and thread according to the greatest axial force occurring (which occurs when wedging or breakaway of the wedge plates occurs) must take place.

Diese Kräfte werden aber lediglich auf einem Bruchteil des gesamten Hubweges benötigt, so daß wegen der für den übrigen Ilubweg falschen Dimensionierung der Spindel die bekannten Absperrschieber nur langsam schließen und öffnen können.These forces are only on a fraction of the total Hubweges required, so that because of the wrong dimensioning for the rest of the Ilubweg the spindle can only slowly close and open the known gate valve.

Wenn der neue Absperrschieber in Natriumkreisläufen eingesetzt ist, dann wird die Abdichtung nach außen fast ausschließlich durch die sogenannte Gefrierstrecke bewerkstelligt, während bei den bekannten Absperrschiebern eine Schutzgasatmosphäre an dem Spindelkopf erforderlich ist, um einen Oxydtransport in die Gefrierstrecke zu verhindern. Wegen des bei dem neuen Absperrschieber gewählten Antriebes mit drehender Welle entfallen die bei den bekannten Absperrschiebern üblichen Dichtschwierigkeiten.If the new gate valve is used in sodium circuits, then the seal to the outside is almost exclusively through the so-called freezing section accomplished, while the known gate valves one Protective gas atmosphere at the spindle head is required to transport the oxide into the freezing section to prevent. Because of the drive selected for the new gate valve with rotating Shaft eliminates the usual sealing difficulties with the known gate valves.

Durch die gleichmäßige Temperaturverteilung im Schiebergehäuse und am Schwenkarm sowie durch die kurze Baulänge der Antriebswelle und deren einfache Lagerung entfällt außerdem ein großer Teil der bei den bekannten Absperrschiebern wegen den bei erhöhten Temneratur freiwerdenden?Spannun# gen auftretenden Fertigungsschwierigkeiten. Zudem ist die Baulänge der-Antriebswelle nicht wie die Spindel bei den bekannten Absperrschiebern durch die Nennweite der Rohre bzw. die Höhe der Keilplatten vorgegeben. Daher zeichnet sich die neue Armatur auch durch eine wesentlich geringere Bauhöhe aus.Due to the even temperature distribution in the valve body and on the swivel arm as well as the short overall length of the drive shaft and its simple Storage also eliminates a large part of the known gate valves because of the manufacturing difficulties that arise at higher temperatures. In addition, the overall length of the drive shaft is not like the spindle in the known ones Gate valves are specified by the nominal width of the pipes or the height of the wedge plates. Therefore, the new fitting is also characterized by a significantly lower overall height the end.

Claims

P A T ß 14 T A i; SAYINGS

============================== W Gate valve for liquid metal circuits with a large nominal diameter, such as cooling circuits of nuclear reactors operated with liquid sodium, as a result, the wedge plates serving as shut-off devices are not marked (5) are arranged on a pivot arm (4) provided with an eye (6) and in the eye protrudes into the eccentric extension of a drive shaft (7), wherein the eccentric extension with a shoulder (8) as well as the swivel arm and the The inside of the gate valve housing is provided with a stop (9, 10).

2. Gate valve according to claim 1, thereby g e -k e n n z e i c h n e t that between the eccentric extension of the drive shaft and the drive-side end of the shaft a cooling section (13) and a gland packing (15) and gland follower (16) existing seal are arranged.

Lee r s e i t e