[發明專利]高溫氣冷堆氦氣空間的密封傳動裝置及其驅動裝置

有效

• 申請號: 201010103351.7
• 申請日: 2010-01-28
• 公開（公告）號: CN101800464A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發明（設計）人: 張海泉;李紅克;王鑫;劉繼國;吳宗鑫;張作義
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H02K49/10
• 分類號: H02K49/10
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 胡小永

技術領域

本發明涉及反應堆密封傳動領域，特別是涉及一種高溫氣冷堆氦 氣空間的密封傳動裝置及其驅動裝置。

背景技術

高溫氣冷堆是以石墨為慢化劑、氦氣為冷卻劑的高溫反應堆，是 一種固有安全性好、發電效率高、用途極為廣泛的先進核反應堆。高 溫氣冷堆堆內石墨材料或燃料元件因磨損而產生的石墨粉塵帶有放 射性，這些微小的石墨粉塵主要以氣溶膠形式彌散在一回路氦氣空間 內。眾所周知，與其它介質相比，氦氣具有很強的滲透性，因而，其 在工業領域中的一個重要應用方向是密封檢漏。流經反應堆堆芯的帶 壓氦氣攜帶放射性石墨粉塵流動，也具有一定的放射性，因此，對高 溫氣冷堆壓力邊界及輔助系統管路必須有嚴格的密封措施。如果這些 系統的設備與管路附件發生外泄漏，不僅會影響反應堆的正常運行和 安全停堆，而且將危及操作人員和周圍環境的安全。另一方面氦氣本 身價格昂貴，如果泄漏也將造成經濟上的浪費。

為了避免氦氣泄漏，高溫氣冷堆中的設備、閥門、管道和管件的 連接方式主要采用焊接結構，或者密封加封邊焊結構，例如，HTR-10 實驗堆中的氦氣閥門均采用了在閥蓋與閥桿之間用波紋管再加填料 密封的結構。盡管如此，在一回路壓力邊界及反應堆輔助系統管路中 設置有大量包含運動部件的承壓機械設備，要求采用電動、電磁等方 式進行遠距離操作，其驅動機構應該確保在現場的輻照、溫度、濕度 環境下可以可靠的使用。對于這些承壓機械設備，采用填料或盤根密 封，因存在密封面，難以從根本上解決氦氣的密封問題。由于波紋管 固有的柔性，其剛度小、易失穩，不能大角度扭轉，疲勞壽命有限， 因而，采用波紋管密封，難以滿足大轉矩、長時連續、往復回轉和頻 繁啟停等運轉操作的技術要求。

為解決壓力邊界運轉機械設備對放射性氦氣的可靠密封問題，已 建和在建高溫氣冷堆主要采用承壓殼內電動或電磁驅動機構置入式 結構，如中國發明專利說明書CN?101159172A公開的應用于高溫氣 冷堆吸收球停堆系統中的非能動安全驅動裝置，以及CN?101109390A 公開的一種球床高溫氣冷堆離心式氦氣壓縮。采用置入式結構后，運 轉部件的機械動密封轉化為電氣貫穿件的靜密封，雖然解決了氦氣泄 漏問題，但是必須解決承壓殼內嚴酷環境與可靠運行要求的一系列技 術難題，如驅動電機及傳動件的抗輻照、耐溫、承壓、潤滑與磨損、 長壽期運行等問題，因而驅動電機及傳動件必須采用非標設計和工程 考驗。另一方面，核電廠電氣貫穿件一般是針對特定堆型和壓力邊界 特定安全及設備專用的(如專利號CN?1176469C)，根據不同結構和 運行環境的承壓機械設備定制或研制電氣貫穿件的成本相當高，這對 于輔助系統的非安全級承壓機械設備而言是難以接受的，因而通常只 能采用可靠性不高的電氣接插件，此類常規電氣接插件及其與承壓殼 的連接部位因此可能成為承壓機械設備的薄弱環節。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是：對現有技術進行改進，以實現對熱 態放射性氦氣空間的全密封，而且滿足大轉矩、長時連續、往復回轉 和頻繁啟停等運轉操作的可控性與可靠性使用要求。

本發明要解決的另一個技術問題：提供一種新的用于氦氣空間密 封傳動的驅動裝置，該驅動裝置的各設備部件結構緊湊、運行安全可 靠、易于更換維修。

(二)技術方案

為解決上述第一技術問題，本發明提供一種依照本發明實施方式 的高溫氣冷堆氦氣空間的密封傳動裝置，該氦氣空間由腔室本體、承 壓殼、緊固件和密封件封閉而成，在氦氣空間內具有執行件，在氦氣 空間外具有原動件，傳動件連接執行件和原動件并在其間傳遞運動， 所述傳動件為磁耦合聯軸器，包括承壓殼、置于所述承壓殼外的主動 磁組件和置于所述承壓殼內的從動磁組件，所述原動件與主動磁組件 相連組成主動件，所述執行件與從動磁組件相連組成從動件。

優選地，所述原動件與主動磁組件之間的連接為靜連接，所述靜 連接是任何形式的可拆卸連接。

優選地，所述執行件與從動磁組件之間的連接為靜連接，所述靜 連接是任何形式的可拆卸連接。

優選地，所述執行件與從動磁組件之間的連接為動連接，所述動 連接是采用螺旋或滾珠絲杠導向機構進行連接。

優選地，所述原動件由驅動電機驅動，原動件驅動從動件實現不 同速度或轉矩的密封傳動。

優選地，所述主動件的軸系上具有運動傳感器，實現對執行件的 半反饋運動控制。