高温气冷堆主蒸汽隔离阀的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及的是高溫气冷堆主蒸汽隔离阀，其属于核电、火电等阀口领域。
【背景技术】
[0002] 高溫气冷堆是国际核能界公认的一种具有良好安全特性的堆型，是第四代核能系 统技术之一。当蒸汽发生器传热管发生断管事故时，需要快速关断主蒸汽隔离阀，W切断主 蒸汽管道，从而保证反应堆的安全。高溫气冷堆的使用参数(设计溫度为576Γ，设计压力为 15.7MPa，介质为过热蒸汽)比压水堆核电站的参数(设计溫度为300°C，设计压力为8.6MPa， 介质为饱和水)高很多，使用条件更加恶劣，现有的主蒸汽隔离阀不能够满高溫气冷堆工 况，而且在异常工况和事故工况(蒸汽发生器传热管发生断管事故)下，一般的主蒸汽隔离 阀不能够快速关闭。
【发明内容】
[0003] 为了解决上述现有技术存在的问题，本发明高溫气冷堆主蒸汽隔离阀能够满足高 溫气冷堆主蒸汽管道工况参数下正常运行，该隔离阀不仅能够起到正常开关功能，而且在 异常工况和事故工况(蒸汽发生器传热管发生断管事故)下，高溫气冷堆主蒸汽隔离阀能够 在10s内快速关闭。
[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是高溫气冷堆主蒸汽隔离阀，其包括阀 体、阀座、阀盖、阀杆运动组件、中腔密封组件、支架、电动装置和填料机构;所述阀杆运动组 件包括左闽板、右闽板、保持架、顶屯、座、顶屯、球、闽板叉和阀杆；阀座设置在阀体内部，阀盖 设置在阀体上，保持架位于阀体内部，阀盖与阀体连接处设置中腔密封组件，电动装置通过 支架与阀体连接，电动装置连接阀杆上端，阀杆与阀体之间设置填料机构，阀杆下端与保持 架上部通过螺纹连接，并由轴销固定，闽板叉通过锁紧螺母固定在保持架上部，左闽板与右 闽板设置在闽板叉与保持架下部之间，双闽板上端面设有卡槽，闽板叉卡在卡槽内。左闽板 与右闽板通过顶屯、球连接(顶屯、球两个半球分别部分嵌入左闽板和右闽板），顶屯、球分别与 左闽板和右闽板球面接触，左闽板的下端面与右闽板的下端面均与保持架下部球面接触， 左闽板的上端面与右闽板的上端面均与保持架上部球面接触，所述左闽板与右闽板的模半 角为5°。
[000引所述左闽板与顶屯、球之间设置左顶屯、座，所述右闽板与顶屯、球之间设置右顶屯、 座。所述左顶屯、座和右顶屯、座内表面堆焊耐磨硬质合金，所述左闽板的密封面与右闽板的 密封面处堆焊硬质合金，宽度为28mm，厚度3mm，硬度^ HRC50，表面研磨至If"。
[0006]所述中腔密封组件包括自压密封环、调整垫、四开环和填料箱，阀杆与阀体内壁之 间设置填料箱，填料箱与阀体内壁设置密封环，密封环上设置垫片，垫片上设置四开环。所 述填料机构包括填料、填料垫、填料压套、填料压板和填料螺栓装置，阀杆与阀盖之间设有 填料箱（即中腔密封组件的填料箱），填料箱与阀杆之间设有填料，填料上设置填料垫，填料 垫上设置填料压套，填料压套上设置填料压板，填料螺栓装置依次穿过填料压板、阀盖与填 料箱连接，填料螺栓装置与填料压板之间设置碟黃。通过中腔密封组件和填料机构共同作 用保证阀体、阀盖和阀杆Ξ者之间的密封，所述填料部分装在填料箱内，通过填料压套，填 料压板，螺栓，螺母的作用，压紧填料，保证了阀内的介质不向外泄漏。
[0007] 所述电动装置采用带缓冲装置的大功率高转速电动装置。
[0008] 所述电动装置与支架之间设置防福射板，支架顶端设置绝热垫片。
[0009] 所述保持架上设置有导向筋。
[0010] 所述密封环即自压密封环。
[0011] 本发明特点： 1. 大规格阀口承压锻件SA182M-F91材料首次使用在核电项目上； 2. 采用球面接触的可调节模式双闽板结构，提高闽板灵活性，确保阀口在高溫条件下 可靠的密封性； 3. SA182M-F91母材与密封面堆焊的高硬度硬质合金采用良好的焊接工艺，防止密封 面在576°C、15.7MPa过热蒸汽条件下，汽蚀、裂纹、擦伤的产生，提高密封面的寿命； 4. 增设隔热板W降低高溫介质通过传导、对流和福射对主蒸汽隔离阀电动装置的影 响，保证阀口可靠性及使用寿命； 工作原理:通过电动装置驱动阀杆，带动闽板作上升或下降的直线运动(运动方向与流 体通道方向垂直），使连接在阀杆上的双闽板与阀座贴合，起到密封的作用；阀杆运动组件 中间设置顶屯、球，左闽板和右闽板分别与顶屯、球球面接触，结合双闽板的下端面与保持架 也是球面接触从而双闽板可根据阀座、阀体由溫度和载荷产生的形变绕着顶屯、球转动(转 动发生在流体通道方向和阀杆运动方向所在的平面内，也可W理解为摆动），使闽板密封面 与阀座密封面吻合，保证密封性，避免闽板和阀座之间的应力过大导致模住或卡住现象。
[0012] 本发明的有益效果是： 1、阀体采用大口径核级SA182M-F91整体锻造结构，胚料初段成T形，再放入模具中锻 造。大口径阀口承压锻件SA182M-F91材料首次使用在核电项目上。阀口其余主要零部件：阀 盖、阀座、闽板、填料箱的材料均为SA182M-F91,此材料具有较低的线膨胀系数和较好的导 热性，抗高溫蒸汽的氧化性能和抗应力腐蚀性能好，强度性能稳定，抗蠕变性能好，并且在 同等条件下比其他合金钢类阀口的壁厚减小，可W有效的降低阀口产品的重量，减小产品 对整个系统的影响。
[0013] 2、该阀口采用了球面接触的可调节模式双闽板结构，该结构能保证补偿在高溫下 由于溫度产生的变形和管端载荷使隔离阀的变形。
[0014] 3、主蒸汽隔离阀要求关闭时间小于10s，采用高速电动装置，采用带缓冲装置的电 动装置，从而减缓启闭时对隔离阀尤其是密封面的冲击。
[0015] 4、闽板和阀座接触位置堆焊硬质合金，增加了闽板和阀座的耐磨性，在长期使用 下性能更加可靠。SA182M-F91母材与高硬度硬质合金采用良好的焊接工艺，防止密封面在 576°C、15.7MPa过热蒸汽条件下，汽蚀、裂纹、擦伤的产生，提高密封面的寿命。
[0016] 5、阀口在开启和关闭的闽板导向采用冗余设计，1)阀体和保持架上设计有导向结 构，闽板的开关位置导向准确;2)阀杆和支架也设有导向结构，使阀杆作升降运动。避免由 于旋转运动而对阀口零部件造成的磨损，从而降低阀口的关闭力矩，提高阀口密封性能。并 且导向部位堆焊硬质合金，保证导向耐磨使用寿命。
[0017] 6、在填料和自压密封环位置采用了蝶黃预紧装置，减少在长期高溫使用过程中， 会出现松动现象，形成外漏。本预紧装置的作用是提供一个预紧力保证填料和自压密封环 始终处于压紧状态，避免长期使用出现松动引起的外漏现象。
[0018] 7、增设绝热垫片和防福射板W降低高溫介质通过传导、对流和福射对主蒸汽隔离 阀驱动装置的影响，保证阀口可靠性及使用寿命。
[0019] 8、为了保证阀杆只作升降运动，在阀杆和支架之间设置了限位装置，从而保证了 阀杆只作升降运动，减小了开关扭矩。
【附图说明】
[0020] 图1是阀口的主视图； 图2是阀口的左视图； 图3是阀杆运动组件示意图； 图4是填料和密封环预紧装置示意图； 图5是保持架上导向筋示意图； 图6是保持架结构图； 图7是闽板结构图： 图8时闽板示意图： 图9是绝热垫片和防福射板示意图； 图中：1、阀体，2、保持架，3、阀座，4、闽板，5、顶屯、座，6、顶屯、球，7、轴销，8、闽板叉，9、防 松垫片，10、锁紧螺母，11.、阀杆，12、填料箱，13、密封环，14垫片，15、四开环，16、填料箱螺 母，17、填料箱螺栓，18、阀盖，19、填料，20、填料垫，21、碟黃，22、填料压套，23、填料压板， 24、支架，25、垫片，26、螺栓，27、螺母，28、电装螺栓，29、弹黃垫圈，30、电动装置，31、抗震支 耳，32、绝热垫片，33、挡板，34、螺栓，35、防转垫片，36、填料螺栓，37、填料螺母，38、填料碟 黃，39、碟黃垫，40、导向套，41、垫片，42、中法兰螺栓，43、中法兰螺母，44、放松垫片，45、连 接盘，46、键，47、导轨、48、左闽板，49、右闽板，50、左顶屯、座，51、右顶屯、座，52、保持架上部， 53、保持架下部，54、防福射板，55、绝热垫片，56、导向筋。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合附图对本发明进行详细说明。
[0022] 高溫气冷堆主蒸汽隔离阀，其包括阀体1、阀座3、阀盖18、阀杆运动组件、中腔密封 组件、支架24、电动装置30和填料机构;所述阀杆运动组件包括左闽板48、右闽板49、保持架 2、顶屯、球6、闽板叉8、轴销7、锁紧螺母10和阀杆11;阀座3设置在阀体1内部，阀盖18设置在 阀体1上，阀盖18与阀体1连接处设置中腔密封组件，电动装置30通过支架24