用于流体流通的阀的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明一般涉及阀领域。尤其涉及用于被加热到高温(例如可达到450°C )的液态金属(例如液态钠)流通的阀。
[0002]本发明的优选应用领域是核电，且更确切地说是钠冷却快速中子反应堆的运转。
【背景技术】
[0003]第四代冷却反应堆，如ASTRID(先进钠冷技术工业示范反应堆)反应堆使用液态金属，一般钠作为冷却剂。这种冷却剂(除了具有非常高的温度，通常在400°C以上)化学性质非常活泼。
[0004]因此，有必要沿着全部的流体路径和尤其是在阀处提供尽可能可靠的密封。
[0005]为了控制钠流，已经开发出几个类型的阀。如使用设置为与座配合以阻止液态钠流动的钠阀。控制装置具有电动或手动轮，由移动杆连接至阀塞，并且其驱动使得选择性地移动阀塞接近或远离座成为可能。
[0006]为提供密封性，第一种类型的钠阀使用固化钠垫圈。在这种类型的钠阀中，与移动杆接触的阀的一部分配置为接收液态钠并降低其温度。在该部分中，钠凝固并对外部密封。也使用其他密封件，如垫圈。
[0007]这种阀型的具体缺点在于，它需要用于保持驱动装置和密封系统的复杂的系统。事实上，驱动装置和密封系统形成重要的部分。此外，这样的重要部分相对于输送管道相对偏移，这增加破裂风险，尤其在发生地震时。现今，为降低破裂风险使用复杂且昂贵的保持系统。
[0008]第二类钠阀由波纹管提供密封性。在这种类型的钠阀中，杆配备有形成液态钠通道的阻挡层的波纹管。
[0009]这种阀可能以某种方式减少输送管和驱动及密封装置间的偏移，尽管这种偏移没有完全消除。另一方面，这种阀型意味着许多机械部件，这将磨损且可靠性因此受限制。
[0010]因此出现提供可能减少或甚至消除用于液体钠的已知阀具有的缺点中的至少一个的阀的需求。
[0011]本发明的目的在于满足这种需求。更确切地说，本发明的目的在于降低保持现有钠阀的控制和密封装置的系统的复杂性和/或提高其密封可靠性。
【发明内容】
[0012]为了达到此目的，本发明的一方面涉及一种阀，包括:
[0013]-形成围合区的壳体，流体在所述围合区内流动，所述壳体具有至少一个流体入口和至少一个流体出口，
[0014]-阀塞，设置成与和壳体成一体的座配合以至少关闭流体入口或至少关闭流体出P,
[0015]-用于控制阀塞相对于座的位置的控制装置，
[0016]优选地，所述控制装置包括至少一个感应器和至少一个电枢，所述感应器和所述电枢磁耦合并配置成使得所述感应器驱动所述电枢运动，优选为转动，以选择性地使所述阀塞靠近或远离座移动，
[0017]优选地，所述电枢位于所述围合区内且与支撑所述阀塞的螺杆成一体，所述螺杆配置成与和所述壳体成一体的螺母配合，以将电枢的转动运动转化为所述阀塞的平移运动。优选地，所述螺杆是中空的，且所述阀配置成使所述流体至少部分地流动通过所述螺杆。
[0018]因此，阀塞由于位于围合区内的电枢而偏置。控制压力因此被传递，不用外部致动器和阀塞间的机械连接。相比于由固化钠垫圈或波纹管提供密封性的现有的用于钠的阀这可能显著减小密封性限制。此外，该阀结构包括的部件数量减少。仅有一个元件相对于壳体平移。尤其是，该元件包括电枢，螺杆与电枢制成一体且阀塞支撑在螺杆上。
[0019]因此，与现有用于钠的阀相比，阀密封性的强度和可靠性显著改善。
[0020]根据本发明的阀还提供其它优点。
[0021]特别是，对于感应器来说，此控制阀塞位置的装置非常靠近围合区，对于电枢来说，此控制阀塞位置的装置位于围合区内。因此本发明使得能够减小控制装置的偏移。应该提醒的是，现有用于钠的阀，其密封性由固化钠垫圈或波纹管提供，需要在阀塞和电枢间的压力传递杆或电动轮。此外，尽管使用了复杂的保持系统，在发生地震时质量偏移不可避免地增加破裂的风险。因此本发明提供显著应用优点，其中安全性是基本的挑战，因为是核电。
[0022]此外，通过提供壳体上带有的螺母和流体流动通过的中空螺杆，根据本发明的阀使显著减小压头损失成为可能。
[0023]相比于现有的用于液态金属的阀门，对于有限的总尺寸使高流量成为可能。通常情况下，对于液态钠的应用，根据本发明的阀使流体速度能够超过每秒10米。因此，这完全适合钠冷快速中子反应堆。
[0024]此外，通过提供与螺杆成一体的电枢，本发明使能够防止卡在电枢和螺杆间的任何风险，相对于溶液，其中电枢与螺杆不会制成彼此一体。
[0025]相比于现有钠阀，本发明的成本进一步显著降低。
[0026]可选地，本发明还可以具有下述可单独或组合考虑的特征中的任何一个:
[0027]-优选地，感应器相对于壳体固定。优选地，感应器与壳体成一体。当感应器包括至少一个线圈时，这样的实施方式是优选的。可选地，当感应器仅包括永久磁铁时，其被驱动转动。
[0028]-优选地，阀被配置成螺杆浸在流体中。
[0029]-优选地，阀被配置成使得大部分流体流动通过螺杆。优选地，配置成使得全部流体在螺杆内流动。
[0030]-优选地，壳体具有形成围合区的壁。优选地，感应器和电枢设在在形成围合区的壁的两侧。
[0031]-优选地，壁的内表面带有螺母。
[0032]-优选地，壳体具有圆柱形壁。
[0033]-优选地，圆柱形壁上带有螺母的螺纹。
[0034]-优选地，感应器设置在围合区外面。这使能够消除液体对于所述感应器的任何密封性限制。优选地，感应器位于在壳体的壁的外表面。
[0035]-优选地，阀配置成使全部流体流动通过螺杆。优选地，螺杆具有部分地形成至少一个流动空间的内壁，以使全部流体流动通过螺杆。优选地，螺杆具有在围合区的纵向部分完全限定流动空间的内壁。
[0036]-有利的是，围合区是密封的。除流体入口和流体出口外，流体不能从围合区脱离。它不与大气接触。
[0037]-优选地，螺杆具有设置在壳体的壁的内表面对面的外表面，螺杆带有配置为与螺母配合的螺纹。
[0038]-有利的是，壳体的壁具有内表面，内表面的至少一部分是圆柱形的，且螺杆具有内壁，内壁的至少一部分为圆柱形的，所述螺杆的内壁与所述壳体的壁的内表面在所述螺杆和所述螺母的配合位置处的直径之比大于0.6，优选为大于0.7，更优选为大于0.85。通常它的范围从0.7到0.9。这使得对于有限的总尺寸能够允许高流量。
[0039]-有利的是，螺杆和螺母间的配合形成滚珠螺杆连接。这可能限制部件的尺寸和磨损，因此提高阀的强度和可靠性。
[0040]-根据特别有利的实施方式，滚珠螺杆的驱动配置成不可逆的，以使至少在趋向于移动阀塞远离所述阀座的方向上施加在阀塞上的推力不能驱动螺杆在此方向上的转动。因此，即使流体的压力高且即使感应器没有施加扭矩在电枢上，也不能驱动螺杆转动，且因此不能将阀塞从其座移开。只有施加在螺杆上的转动能够实现。该特征使得改善阀的安全性和可靠性成为可能，即使在控制装置故障的情况下，阀将保持关闭。当阀结合至核反应堆回路中时，此种安全性的改进尤其有利。
[0041]-壳体形成