DE7537248U

DE7537248U - Freezer seal with safety stuffing box

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Publication number: DE7537248U
Application number: DE7537248U
Authority: DE
Original assignee: Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH
Current assignee: Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH
Publication date: 1977-08-04

Description

έ *§ » _β«^β'ο% 20.11.1975έ * § » _β « ^β 'ο% November 20, 1975

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INTERATOMINTERATOM

Internationale Atonrreaktorbau GmbH 506 BensbergInternational nuclear reactor construction GmbH 506 Bensberg

Gefrierdichtung mit SicherheitsstopfbuchseFreezer seal with safety stuffing box

Die vorliegende Erfindung betrifft die Durchführung eines längsbeweglichen Stellorgans, beispielsweise einer Ventilspindel, durch die Wandung eines Behälters, der Stoffe enthält, die bei Betriebstemperatur flüssig und bei Umgebungstemperaturfest sind,-in einem-Gehäuse, das an der dem Behälter zugekehrten Seite eine Gefrierdichtung und an der entgegengesetzten Seite eine Stopfbuchsendichtung aufweist. Die Erfindung eignet sich besonders zur Verwendung in Armaturen, die in mit flüssigem Natrium gekühlten Kernenergieanlagen verwendet werden sollen und wird im folgenden am Beispiel dieses Verwendungszweckes beschrieben. Verwendungsmöglichkeiten bieten sich jedoch auch in anderen Anlagen, die organische Stoffe, wie z.B. Terphenyl enthalten, die ebenfalls bei Raumtemperatur erstarren und bei denen aus Sicherheitsgründen erhöhte Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Dichtungen gestellt werden müssen. Das Austreten von flüssigem Natrium aus einer schadhaften Dichtung muß unter allen Umständen vermieden werden, da es bei Kontakt mit der Atmosphäre in Brand gerät und unter Umständen auch radioaktiv verseucht sein kann. Es ist daher bekannt, die unumgänglichen Durchführungen für Stellorgane mit Doppeldichtungen zu versehen, und zwar zunächst einer GefrieTuicätung, in der die Absperrung durch das erstarrende Medium selbst erfolgt und einer nachgeschalteten Sicherheitsstopfbuchse, bei der aus Gründen der Temperatur- und Strahlenbeständigkeit so-The present invention relates to the implementation of a longitudinally movable actuator, for example a valve spindle, through the wall of a container that contains substances which is liquid at operating temperature and solid at ambient temperature are -in a housing with a freezer seal on the side facing the container and has a gland seal on the opposite side. The invention is particularly useful for use in valves that are to be used in nuclear power plants cooled with liquid sodium and is described below using the example of this purpose. However, there are possible uses also in other systems that contain organic substances, such as terphenyl, also at room temperature solidify and in which, for safety reasons, increased demands are placed on the reliability of the seals Need to become. The leakage of liquid sodium from a defective seal must under all circumstances should be avoided as it catches fire on contact with the atmosphere and may also contaminate it with radioactivity can be. It is therefore known that the inevitable bushings for actuators with double seals provided, first of all a freezing in which the shut-off takes place through the solidifying medium itself and a downstream safety stuffing box in which for reasons of temperature and radiation resistance,

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wie wegen ihrer guten Gleiteigenschaften vorzugsweise Mischungen von Asbest und Graphit als Dichtungsmaterial Verwendung finden. Der Innenraum des Gehäuses, in dem das Stellorgan geführt ist wird dabei, ebenfalls zur Vermeidung chemischer Reaktionen, mit einem inerten Schutzgas, beispielsweise Argon gefüllt. Dieses Schutzgas wird dabei unter einem leichten Überdruck gehalten, um ein Eindringen der Außenluft in diesen. Raum zu vermeiden. Eine verbesserte Kombination einer Gefrierdichtung mit einer Sicherheitsstopfbuchse wird in der DT-AS 17 75 434 beschrieben, bei der das die Spindel oder dergleichen umgebende Gehäuse unmittelbar vor der Sicherheitsstopfbuchse einen stark verdickten Kopf mit großer Wärmekapazität besitzt, wodurch bewirkt wird, daß sich der Erstarrungspunkt des Mediums in der Gefrierdichtung auch bei stark schwankenden Betriebs- und Umweltbedingungen innerhalb eines verhältnismäßig kleinen Längenbereiches des Gehäuses befindet. Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß auch derartige Durchführungen bei Versagen der Gefrierdichtung an der Stopfbuchse lecken können. Untersuchungen haben ergeben, daß dies darauf zurückzuführen ist, daß bei Längsbewegungen des Stellorgans daran haftende Partikel von Natrium oder der trotz Schutzgasvorlage nicht ganz zu vermeidenden Ablagerungen von Reaktionsprodukten des Natriums in die Sicherheitsstopfbuchse gebracht wurden und diese zerstörten. Auch nahmen die zur Betätigung des Stellorgans erforderlichen Verstellkräfte nach mehrfacher Betätigung so stark zu, daß die Betätigung der Armatur unzulässig erschwert war.such as, because of their good sliding properties, mixtures of asbestos and graphite are preferred as sealing material Find use. The interior of the housing in which the actuator is guided is also used for Avoid chemical reactions, filled with an inert protective gas, for example argon. This protective gas is kept under a slight overpressure to prevent the outside air from penetrating into it. Avoid space. An improved combination of a freezer seal with a safety stuffing box is in the DT-AS 17 75 434 described, in which the housing surrounding the spindle or the like is immediately in front of the safety gland has a highly thickened head with a large heat capacity, causing it to the freezing point of the medium in the freezer seal even with strongly fluctuating operating and environmental conditions within a relatively small length range of the housing. However, experience has shown that such bushings in the event of failure of the freezer seal leak at the stuffing box. Research has shown that this can be attributed to is that in the case of longitudinal movements of the actuator, particles of sodium adhering to it or not despite the presence of protective gas Deposits of sodium reaction products that had to be completely avoided were brought into the safety stuffing box and destroyed them. The adjustment forces required to actuate the actuator also increased several times Operation closed so much that operation of the valve was impermissibly difficult.

Die vorliegende Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, die genannten Mangel zu beseitigen und die bekannte Kombination von Gefrierdichtung und Sicherheitsstopfbuchse "so zu verbessern, daß ein Austretendes Mediums, .gegen das abgedichtet wird mit Sicherheit vermieden und eine Möglichkeit geschaffen wird, infolge von Ablagerungen im Spalt der Gefrierdichtung schwergängig gewordene Armaturen ohneThe present invention has set itself the task of eliminating the deficiencies mentioned and the known combination of freezer seal and safety stuffing box "to be improved so that an escape of the medium,. against the sealed is avoided with certainty and a possibility is created due to deposits in the gap fittings that have become stiff with the freezer seal without

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Demontage wieder leichtgängig zu machen.To make disassembly easy again.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß die Gefrierdichtung und die Stopfbuchsendichtung in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der dem größtmöglichen Verschiebeweg des Stellorgans mindestens gleich, vorzugsweise jedoch größer ist. Diese Anordnung, die zunächst mit Rücksicht auf Raumbedarf, Material- und Fertigungskosten unwirtschaftlich erscheint, hat erhebliche Vorteile gegenüber der bekannten Ausführung. Wird das Stellorgan aus der Gefrierstopfdichtung herausbewegt, sie können die daran haftenden, nunmehr erstarrenden Natriumpartikel nur noch bis an die Sicherheitsstopfbuchse heran, nicht mehr aber in diese selbst hinein transportiert werden.To solve this problem it is proposed that the freezer seal and the gland seal in one Are arranged at a distance from each other that is at least equal to the greatest possible displacement of the actuator, however, it is preferably larger. This arrangement, initially with regard to space requirements, material and Manufacturing costs appear uneconomical, has significant advantages over the known design. If the actuator is moved out of the freezer plug seal, you can remove the stuck to it, which is now solidifying Sodium particles only get as far as the safety stuffing box, but no longer into it itself be transported.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird für Behälter mit Stoffen, die mit der Atmosphäre reagieren und die ein mit einem gegenüber diesen Stoffen inerten Medium gefülltes Gehäuseteil aufweisen vorgeschlagen, daß dieser Gehäuseteil den Abstand zwischen Gefrierdichtung und Stopfbuchsendichtung überbrückt. So wird sichergestellt, daß die ihit Natrium benetzten Teile des Stellorgans in jedem Falle der Einwirkung der Atmosphäre entzogen sind und daß sich auf dem Stellorgan selbst keine nur schwer wieder zu entfernenden Ablagerungen aus Reaktionsprodukten des Natriums bilden.In a further embodiment of the invention is for containers with substances that react with the atmosphere and the one having a housing part filled with a medium inert to these substances have proposed that this housing part bridges the gap between the freezer seal and the stuffing box seal. This ensures that the parts of the actuator wetted with sodium are in each case withdrawn from the action of the atmosphere and that there are no deposits from reaction products that are difficult to remove on the actuator itself of sodium.

-In spezieller Ausführung dieses Erfindungsgedankens umschließt dieser Gehäuseteil einen Raum, der einen Anschluß für die Zufuhr des in dem Behälter enthaltenen Stoffes bei Betriebstemperatur aufweist. Es ist so möglich, durch Spülen mit frischem und verhältnismäßig sauberem Natrium Ablagerungen von dem Stellorgan zu- entfernen und auch den GefrierstTeckenspalt selbst von solchen Ablagerungen zu reinigen, ohne daß dazu die Armatur-In a special embodiment this concept of the invention encloses this housing part has a space containing a connection for the supply of the contained in the container Having substance at operating temperature. It is so possible by rinsing with fresh and relatively clean To remove sodium deposits from the actuator and also the freezer gap itself from such Clean deposits without using the valve

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außer Betrieb genommen werden müßte.would have to be taken out of service.

Ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt diese einen Längsschnitt durch das Oberteil eines Keilplattenschiebers .A possible embodiment of the invention is shown in the drawing, which shows a Longitudinal section through the upper part of a wedge plate gate valve.

Zur Betätigung eines hier nicht gezeigten eigentlichen Schiebers dient eine Schraubspindel 1, die an ihrem oberen Ende mit einem Vierkant 2 versehen ist, auf dem beispielsweise ein hier nicht gezeigtes Handrad gesetzt werden kann. Der Schieber weist einen Flansch 3 auf, mittels dessen er an dem hier nicht gezeigten Behälter, beispielsweise einer flüssiges Natrium führenden Rohrleitung, befestigt ist. In einem äußeren Gehäuse 4 ist ein inneres, auf einem Teil seiner Länge verdicktes Gehäuse 6 angeordnet, und zwischen» diesem und der Spindel 1 auf einem Teil seiner Länge ein Spalt 5, in dem das vom Behälter her anstehende Medium zum Erstarren gebracht werden kannj das so eine Gefrierdichtung bildet. In dem Bereiche verdickten Querschnittes ist das Gehäuse 6 mit äußeren Kühlrippen 7 versehen. Darüber hinaus umfaßt das Gehäuse 6 einen Raum 8, dem durch eine erste Leitung 12 flüssiges Natrium aus dem Behälter zugeführt werden kann und durch eine zweite ' Leitung 13 ein gegenüber dem Natrium inertes Schutzgas, beispielsweise Argon. An ihrem oberen Ende wird die Spindel 1 in einer Stopfbuchse 9 geführt, die sich -unmittelbar an das Gehäuse 6 anschließt und mit einer Dichtung aus Asbest und Graphit 10 versehen ist. Darüber hinaus ist in der Stopfbuchse 9 ein weiterer Sperrgasanschluß 11 vorgesehen, durch den bewirkt werden kann, daß bei aufgetauter GefTierdichtung kein flüssiges Natrium an die empfindliche Dichtung 10 gelangen kann. Der Abstand zwischen dem oberen Ende der Gefrierstrecke 5 und dem unteren Ende der Dichtung 10 beträgt A, und der mögliche Verschiebeweg der Spindel 1, d.h. ihr Hub ist auf .höchstens diesesTo operate an actual one, not shown here Slider is a screw spindle 1, which is provided at its upper end with a square 2, on the for example, a handwheel, not shown here, can be set. The slide has a flange 3, by means of which he is attached to the container, not shown here, for example a pipeline carrying liquid sodium, is attached. In an outer housing 4 is an inner housing that is thickened over part of its length 6 arranged, and between »this and the spindle 1 over part of its length a gap 5 in which the Medium pending from the container can be made to solidify, thus forming a freeze seal. In the area of thickened cross section, the housing 6 is provided with external cooling fins 7. About that In addition, the housing 6 comprises a space 8, which through a first line 12 liquid sodium from the container can be supplied and through a second line 13 a protective gas inert to the sodium, for example argon. At its upper end, the spindle 1 is guided in a stuffing box 9, which -immediately adjoins the housing 6 and is provided with a seal made of asbestos and graphite 10. About that In addition, a further sealing gas connection 11 is provided in the stuffing box 9, through which it can be effected that when the animal seal is thawed, there is no liquid sodium can reach the sensitive seal 10. The distance between the upper end of the freezer section 5 and the lower one The end of the seal 10 is A, and the possible displacement of spindle 1, i.e. its stroke is at most this

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Maß begrenzt. Wenn die vorher ganz eingefahrene Spindel 1 beim Herausdrehen aus dem Gefrierspalt 5 Verunreinigungen aufweist, sowie erstarrtes Natrium oder Oxydablagerungen, so können diese doch nicht bis zur Dichtung •10 gelangen und diese beschädigen. Dabei wird die Bildung solcher Oxyde oder anderer Reaktionsprodukte des Natriums in der Dichtung selbst dadurch unterbunden, daß alle freiliegenden Teile der Spindel 1 im Raum 8 ständig unter dem inerten Schutzgas gehalten werden. Dera.rtige Ablagerungen können durch längeres Spülen mit heißein Flüssigmetall wieder entfernt werden, wozu solches über die Leitung 12 in den Raum 8 geführt wird. Dabei kann auch das im Gefrierspalt 5 befindliche Flüssigmetall aufgetaut werden und durch diesen Spalt zurück in den Behälter geschwemmt werden. Es kann so eine Reinigung der Armatur erfolgen, ohne daß diese dazu aus einander genommen werden müßte, was wegen der dazu erst herzustellenden Schutzgasatmosphäre um die Armatur sehr umständlich wäre.Measure limited. If the spindle 1, which was previously completely retracted, is contaminated when unscrewing it from the freezer gap 5 as well as solidified sodium or oxide deposits, these cannot reach the seal • 10 and damage it. The formation of such oxides or other reaction products of the Sodium in the seal itself prevented by the fact that all exposed parts of the spindle 1 in space 8 be kept constantly under the inert protective gas. Such deposits can be removed by prolonged rinsing a liquid metal can be removed again with hot, for which purpose it is fed into the space 8 via the line 12. The liquid metal located in the freezing gap 5 can also be thawed and returned through this gap be washed into the container. The fitting can thus be cleaned without it being switched off each other would have to be taken, which is because of the protective gas atmosphere to be created around the valve very much would be awkward.

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Claims

ti ·· ■ »C * *» • a2 • * β *,. 6 1 * e · »• B • · 20.11.1975- 6 -We / Di24.314.9 PROTECTION APPROACH

1. Implementation of a longitudinally movable actuator through the wall of a container that contains substances that are liquid at operating temperature and solid at 'ambient temperature, in a housing attached to the A freezer seal on the side facing the container and a gland seal on the opposite side having,

characterized,

that freezer seal (5) and gland seal (10) are arranged at a distance A from each other, the is at least equal to the greatest possible displacement of the actuator (1).

2. Implementation according to claim 1 for containers with substances, which react with the atmosphere and which have a housing part filled with a medium that is inert towards these substances exhibit,

characterized,

that this housing part (6) bridges the distance A between the freezer seal (5) and the gland seal (10).

3. Implementation according to claim 2,
characterized,

that this housing part (6) encloses a space (8) which has a connection (12) for the supply of the in the container (3) contains substance at operating temperature.