[發(fā)明專利]大口徑高溫液態(tài)金屬鈉閥

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810563429.X
• 申請(qǐng)日: 2018-06-04
• 公開（公告）號(hào): CN110553046A
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉平;呂明宇;高志崗;楊紅義;吳輝;余華金;李軍業(yè);胡金輝;王蘭群;嚴(yán)新虹;鄧永剛;胡赟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中核蘇閥科技實(shí)業(yè)股份有限公司;中國(guó)原子能科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): F16K3/02
• 分類號(hào): F16K3/02;F16K27/04;F16K41/02;F16K37/00
• 代理公司: 11007 核工業(yè)專利中心
• 代理人: 劉昕宇

本發(fā)明屬于閥門，特別是高溫下運(yùn)行的閥門，其介質(zhì)為液體金屬鈉，具體涉及一種適用于介質(zhì)為液體金屬鈉且在高溫運(yùn)行工況下能正常啟閉的閥門。一種大口徑高溫液態(tài)金屬鈉閥，其中，包括設(shè)置在管道上的閥體，閥體上設(shè)置閥蓋，閥蓋上設(shè)置支架，在支架外設(shè)置固定環(huán)，在支架頂端設(shè)置軸承箱，軸承箱的上方設(shè)置電動(dòng)裝置，在軸承箱的下方設(shè)置位置指示器。本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)是：最大限度地簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，使整體結(jié)構(gòu)緊湊，并減少了部件之間的連接，有效地降低了重量，提高了整體的抗震性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于閥門，特別是高溫下運(yùn)行的閥門，其介質(zhì)為液體金屬鈉，具體涉及一種適用于介質(zhì)為液體金屬鈉且在高溫運(yùn)行工況下能正常啟閉的閥門。

背景技術(shù)

高溫核級(jí)鈉閥主要用于鈉回路系統(tǒng)上，主要功能是對(duì)管道中的流體介質(zhì)鈉起到有效的輸通和截?cái)嘧饔?。一般情況下，鈉閥的工作壓力較低，而工作溫度很高(可達(dá)505℃以上)，所輸送的介質(zhì)鈉的化學(xué)性質(zhì)極為活潑，因此對(duì)閥門的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，特別是密封性能，提出了更為嚴(yán)格的要求。DN300大口徑

高溫液態(tài)金屬鈉閥作為閉鎖機(jī)構(gòu)在蒸汽發(fā)生器單元的入口和出口管道上使用，當(dāng)蒸汽發(fā)生器失密封，發(fā)生鈉水事故時(shí)，關(guān)閉鈉閥以迅速切斷二回路中的鈉循環(huán)，隔離蒸汽發(fā)生器，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定和蒸汽發(fā)生器的安全運(yùn)行。

現(xiàn)有技術(shù)的閥門幾乎都是針對(duì)水或氣體設(shè)計(jì)的，由于鈉的高化學(xué)活性特性，導(dǎo)致其極易和閥門材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如果管道內(nèi)留有未排凈的空氣，那么反應(yīng)結(jié)果又會(huì)不同。鈉屬于金屬，因而鈉作為流體介質(zhì)，其流動(dòng)特性與傳統(tǒng)的水或氣體不同，因而造成閥門結(jié)構(gòu)無(wú)法照搬現(xiàn)有閥門結(jié)構(gòu)。鈉雖然不屬于高熔點(diǎn)金屬，但鈉液體的溫度也遠(yuǎn)高于水等流體，傳統(tǒng)閥門無(wú)法承受如此高溫的流質(zhì)。綜上，現(xiàn)有閥門因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)、流質(zhì)特性、流質(zhì)溫度等因素，無(wú)法應(yīng)用于鈉流質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一類高溫下運(yùn)行的閥門，實(shí)現(xiàn)在介質(zhì)為液體金屬鈉且在高溫運(yùn)行工況下能正常啟閉的功能并利用介質(zhì)本身形態(tài)特性實(shí)現(xiàn)了閥桿處冷凍密封結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種大口徑高溫液態(tài)金屬鈉閥，其中，包括設(shè)置在管道上的閥體，閥體上設(shè)置閥蓋，閥蓋上設(shè)置支架，在支架外設(shè)置固定環(huán)，在支架頂端設(shè)置軸承箱，軸承箱的上方設(shè)置電動(dòng)裝置，在軸承箱的下方設(shè)置位置指示器。

如上所述的一種大口徑高溫液態(tài)金屬鈉閥，其中，所述的支架用于將閥蓋與軸承箱固定連接。

如上所述的一種大口徑高溫液態(tài)金屬鈉閥，其中，所述的支架包括三個(gè)或三個(gè)以上支腿。

如上所述的一種大口徑高溫液態(tài)金屬鈉閥，其中，所述的固定環(huán)焊接在支架的支腿上，用于增加支架的強(qiáng)度，這樣在減輕支架重量的同時(shí)又滿足了支架的剛度，減輕重量的目的在于讓閥門的整機(jī)中心往下，有利于提高閥門的抗震能力。

本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)是：閥體采用整體鍛焊結(jié)構(gòu)，鍛件的組織致密性較好，有效的保證閥體的強(qiáng)度；密封采用了鈉冷凍作為主密封，填料作為輔助密封的形式；支架上下法蘭之間用三根立柱連接，在三根立柱的外側(cè)用固定環(huán)點(diǎn)焊固定，這樣在減輕支架重量的同時(shí)又滿足了支架的剛度，減輕重量的目的在于讓閥門的整機(jī)中心往下，有利于提高閥門的抗震能力；在填料處設(shè)置壓力傳感器，在介質(zhì)通過(guò)填料外泄時(shí)，可以及時(shí)報(bào)警；在軸承箱處設(shè)置溫度傳感器，若出現(xiàn)故障會(huì)導(dǎo)致溫度升高，也可及時(shí)讓控制室得到信息。

中腔采用無(wú)墊片結(jié)構(gòu)，利用平面密封作為第一道密封，以減小唇邊焊處的壓力，再利用唇邊焊來(lái)保持壓力邊界的完整。

鈉冷凍密封通過(guò)軟件進(jìn)行模擬分析計(jì)算，確定散熱片的片數(shù)、間距以及布置，利用鈉冷凍作為主密封，以保證閥門的密封完整性。

填料密封結(jié)構(gòu)由中間四圈柔性石墨填料+兩端各一圈夾不銹鋼絲柔性石墨填料。在此閥門結(jié)構(gòu)中，填料密封僅作為輔助密封。

這樣的設(shè)計(jì)，最大限度地簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，使整體結(jié)構(gòu)緊湊，并減少了部件之間的連接，有效地降低了重量，提高了整體的抗震性能。