[發(fā)明專利]用于高溫熔鹽的截止導(dǎo)通系統(tǒng)及其方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410455844.5
• 申請(qǐng)日: 2014-09-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104214420A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐忠鋒;張欽華;傅遠(yuǎn);林良程;謝雷東;黎忠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所
• 主分類號(hào): F16K51/00
• 分類號(hào): F16K51/00;F16K37/00;F16K49/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 鄧琪;宋麗榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化工、冶金、太陽(yáng)能及核能行業(yè)等使用的熔鹽領(lǐng)域，更具體地涉及用于高溫熔鹽的截止導(dǎo)通系統(tǒng)及其方法。

背景技術(shù)

熔鹽是指鹽類熔化形成的熔體，具有高溫穩(wěn)定性好、熱導(dǎo)率高、傳熱性好、比熱大、沸點(diǎn)高等一系列特點(diǎn)，其作為高溫高熱流密度的傳蓄熱介質(zhì)在高溫化學(xué)制氫、核反應(yīng)堆、太陽(yáng)能儲(chǔ)熱、核燃料后處理、燃料電池等能源領(lǐng)域和化工冶金行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。

閥門是流體系統(tǒng)中的控制部件，是改變流體系統(tǒng)的通斷面和流動(dòng)方向而實(shí)現(xiàn)流體系統(tǒng)截止或?qū)üδ艿脑O(shè)備。在現(xiàn)有技術(shù)中，流體系統(tǒng)(水、油等)的導(dǎo)通截止通過(guò)閥桿帶動(dòng)閥門的啟閉件(閥瓣)的升降運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中，閥瓣由閥桿制動(dòng)，閥桿通過(guò)填料或墊片等實(shí)現(xiàn)機(jī)械密封。

對(duì)于熔鹽這一類流體系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于熔鹽介質(zhì)的溫度高、腐蝕性強(qiáng)，現(xiàn)有閥門很難實(shí)現(xiàn)其截止導(dǎo)通功能，其原因在于：一方面，閥桿的機(jī)械密封在高溫強(qiáng)腐蝕條件下長(zhǎng)期熱脹冷縮、摩擦腐蝕或腐蝕泄露，密封容易失效導(dǎo)致閥體泄漏；另一方面，熔鹽冷卻后易凝固在閥桿及密封間隙處，致使系統(tǒng)再次啟動(dòng)時(shí)閥體內(nèi)殘留部分熔鹽，導(dǎo)致閥體密封不嚴(yán)失效或者開(kāi)閥時(shí)無(wú)法正常制動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的在高溫熔鹽工況下密封困難、有泄漏隱患和可靠性差等問(wèn)題，本發(fā)明旨在提供用于高溫熔鹽的截止導(dǎo)通系統(tǒng)及其方法。

本發(fā)明提供用于高溫熔鹽的截止導(dǎo)通系統(tǒng)，包括：閥體，加熱系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)和控制監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中，所述閥體為中空結(jié)構(gòu)的管件，兩端兩端通過(guò)法蘭與管道連接或通過(guò)焊接的方式與管道連接；所述加熱系統(tǒng)置于閥體之外并與所述控制監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電連接；所述冷卻系統(tǒng)位于閥體的中部外側(cè)并與所述控制監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電連接。

所述閥體包括兩變徑段以及位于所述變徑段之間的扁平段。

所述變徑段的表面光滑無(wú)棱角。

所述閥體不具有閥瓣和/或閥桿。

所述加熱系統(tǒng)包括測(cè)溫儀表、加熱元件和電源部分，所述加熱元件與所述測(cè)溫儀表通過(guò)所述控制監(jiān)測(cè)系統(tǒng)連接，所述電源部分與所述加熱元件連接以向所述加熱元件提供電能；所述加熱元件對(duì)所述閥體進(jìn)行加熱。其中，該測(cè)溫儀表可以為熱電偶或紅外測(cè)溫儀等；該加熱元件可以為電阻加熱元件、感應(yīng)線圈或電弧加熱器等。

所述冷卻系統(tǒng)包括風(fēng)機(jī)和風(fēng)管，所述風(fēng)管與所述風(fēng)機(jī)相連并使其出口端的位置與閥體的中部位置相對(duì)應(yīng)。

所述控制監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布在所述閥體的中部及兩端，位于閥體的中部的所述溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)作為所述加熱系統(tǒng)和所述冷卻系統(tǒng)的功率控制點(diǎn)。

本發(fā)明還提供用于高溫熔鹽的截止導(dǎo)通方法，該截止導(dǎo)通方法包括：一體成型閥體，所述閥體形成為中空結(jié)構(gòu)的管件，所述管件兩端通過(guò)法蘭與管道連接或通過(guò)焊接的方式與管道連接；控制監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)所述閥體的溫度，將溫度信號(hào)反饋給加熱系統(tǒng)用于對(duì)所述閥體進(jìn)行加熱，或者將溫度信號(hào)反饋給冷卻系統(tǒng)用于對(duì)所述閥體的中部位置進(jìn)行冷卻。

所述閥體由金屬材料一體成型。

所述加熱系統(tǒng)采用電阻加熱、電弧加熱、高頻感應(yīng)加熱、電子束加熱、微波加熱、激光加熱的加熱方式。

所述冷卻系統(tǒng)采用自然冷卻與強(qiáng)制冷卻的冷卻方式。

本發(fā)明采用冷卻和加熱兩套系統(tǒng)，當(dāng)需要閥體關(guān)閉時(shí)，冷卻系統(tǒng)工作，將閥體內(nèi)的液態(tài)高溫熔鹽冷卻凝固成固態(tài)，該凝固的熔鹽起到阻斷液態(tài)熔鹽流動(dòng)的作用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)高溫熔鹽的截止控制；當(dāng)需要閥體導(dǎo)通時(shí)，加熱系統(tǒng)工作，閥體內(nèi)的熔鹽吸收熱量，凝固的熔鹽熔化流通，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)高溫熔鹽的導(dǎo)通控制。本發(fā)明利用熔鹽自身的“冷卻-凝固/加熱-熔化”的原理實(shí)現(xiàn)對(duì)高溫熔鹽系統(tǒng)的流動(dòng)控制，整個(gè)系統(tǒng)具有很好的結(jié)構(gòu)完整性，在高溫強(qiáng)腐蝕條件下也可長(zhǎng)期使用，且閥體本身不存在任何機(jī)械密封結(jié)構(gòu)，從而在運(yùn)行過(guò)程中能夠保持較好的穩(wěn)定性。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的用于高溫熔鹽的截止導(dǎo)通系統(tǒng)的示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的用于高溫熔鹽的截止導(dǎo)通系統(tǒng)的閥體的示意圖；

圖3是圖2的根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的用于高溫熔鹽的截止導(dǎo)通系統(tǒng)的閥體的A-A向剖視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，給出本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并予以詳細(xì)描述。