交叉管压式反应堆用阀门的制作方法
【专利摘要】本发明交叉管压式反应堆用阀门涉及一种用于交叉管压式反应堆的阀门。其目的是为了提供一种在反应堆正常运转的情形下能对其进行填料和卸料操作的交叉管压式反应堆用阀门。本发明包括阀壳（1）、球阀（2）及球阀杆（3），所述阀壳内设有相互连通且在同一直线上的进出液通道（4），阀壳的顶部设有一阀壳顶盖（5），所述球阀杆的一端穿过阀壳顶盖后与球阀上端的凹槽相连接，所述球阀与阀壳之间设有阀体（11），阀体的上端固定设有阀体杆（12），阀体杆上安装有蜗轮（9）和蜗杆（10），球阀杆的上端还铰接有一联动杆（27），所述阀壳的侧壁上还开有换料窗口（28）。
【专利说明】交叉管压式反应堆用阀门
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种阀门，特别是涉及一种用于交叉管压式反应堆的阀门。
【背景技术】
[0002]人类过度消耗一次性能源发展经济的方式必须转变。未来的四十年，安全、清洁、高效、可靠的核能装置将会进入快速发展期，堆功率六万千瓦及以上船舶核动力装置将日益受到重视。
[0003]重水反应堆，是目前应用的四大主流反应堆堆型之一，其商用价值正不断增值。重水反应堆，因其具有可在线填装和卸出燃料铀，可对各管堆实时检测和控制等优点，其固有安全性已为公众所共认。而在现有技术中，尤其是交叉管压式反应堆中，在反应堆不停堆的情形下，不能对核燃料棒进行在线填装和卸料操作。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种在反应堆正常运转的情形下能对其进行填料和卸料操作的交叉管压式反应堆用阀门。
[0005]本发明交叉管压式反应堆用阀门，包括阀壳、球阀及球阀杆，所述阀壳内设有相互连通且在同一直线上的进出液通道，阀壳的顶部设有一阀壳顶盖，阀壳顶盖与阀壳之间设有垫床和第一密封圈，所述球阀内设有球阀通道，所述球阀杆的一端穿过阀壳顶盖后与球阀上端的凹槽相连接，所述球阀与阀壳之间设有阀体，阀体的上端固定设有阀体杆，所述阀体杆的横截面呈圆环形，所述球阀杆位于阀体杆内，阀体内设有一内腔及与内腔相连通的阀体通道，所述阀体通道与进出液通道、球阀通道相互连通，阀体通道的一端设有支托料桁架，所述阀体的内腔与球阀的外表面相贴合，球阀与阀体之间设有第二密封圈，阀体与阀壳之间设有第三密封圈，阀体的下端与阀壳之间设有第一轴承及轴承垫，阀体的上端与阀壳顶盖之间设有第二轴承及第四密封圈，所述阀体杆与阀壳顶盖之间设有第三轴承，第三轴承的外侧还设有第五密封圈，球阀杆与阀体杆之间设有第四轴承，第四轴承的外侧还设有第六密封圈，所述阀体杆的外圆周壁上还设有第一压紧螺母，第一压紧螺母与第五密封圈相贴紧，阀体杆的内圆周壁上还设有第二压紧螺母，第二压紧螺母与第六密封圈相贴紧，阀体杆上位于第一压紧螺母的外侧还安装有蜗轮和蜗杆，球阀杆的上端还铰接有一联动杆，所述阀体杆的上端面上还设有若干凹槽，该凹槽用来放置联动杆上远离球阀杆的一端，所述阀壳的侧壁上还开有能够与阀体通道相连通的换料窗口，换料窗口上设有一侧密封盖，侧密封盖与阀壳之间设有侧密封圈。
[0006]本发明交叉管压式反应堆用阀门，其中所述球阀通道的两端处各设有一个沿水平方向的通孔，两个通孔沿球阀通道的轴线中心对称布置，两个通孔的中心连线与球阀通道的轴线呈30度夹角。
[0007]本发明交叉管压式反应堆用阀门，其中所述每个通孔的孔径为球阀通道的孔径的1/3。[0008]本发明交叉管压式反应堆用阀门，其中所述第四密封圈与所述第六密封圈的结构相同，都包括上迷宫环和下迷宫环，下迷宫环为对剖二件式结构，所述下迷宫环的下方由上到下依次设有压紧环、凹环、月牙环、O型环和不锈钢蝶式波纹弹簧。
[0009]本发明交叉管压式反应堆用阀门，其中所述月牙环、O型环、第二密封圈和第三密封圈都由烧结碳化硅制成，上迷宫环、下迷宫环、压紧环和凹环都由硬质合金制成。
[0010]本发明交叉管压式反应堆用阀门与现有技术不同之处在于本发明中的球阀杆能够带动球阀相对于阀体转动，而阀体也能够相对于阀壳转动，当将联动杆置于水平位置时，使联动杆的端头位于阀体杆上端面的凹槽内，于是联动杆将球阀杆和阀体杆锁在一起，这样阀体杆在蜗轮、蜗杆的作用下能够带动阀体与球阀一起相对于阀壳进行转动；当将联动杆置于竖直位置时，此时联动杆的端头从阀体杆上端面的凹槽内脱离，如果阀体保持静止，以机械手转动球阀杆，球阀就能相对于阀体进行转动。需要更换燃料棒时，操作位于倾斜压力管上方的阀门，此处的阀门为整个交叉管压式反应堆的填料阀门，将填料阀门中的联动杆置于水平位置，之后动力装置带动蜗杆、蜗轮转动，蜗轮又带动阀体杆转动，这样阀体与球阀就会一起相对于阀壳转动。当阀体与球阀一起转过90度时，打开阀壳侧壁上的侧密封盖，从换料窗口处将未使用的燃料棒填装到阀体通道内，位于阀体通道一端的支托料桁架将燃料棒托住，之后更换侧密封圈后再将侧密封盖封住换料窗口，接着将阀体杆往相反方向转动90度即可完成燃料棒的填装工作。当需要将使用后的燃料棒卸出来时，操作位于倾斜压力管下方的阀门，此处的阀门为整个交叉管压式反应堆的卸料阀门，操作过程同上述的燃料棒填装工作过程，只是在阀体与球阀一起转过90度的时候，将用完的燃料棒从换料窗口卸出即可。由此可见，本发明能够在反应堆正常运转的情形下对其进行填料和卸料的操作。
[0011]本发明交叉管压式反应堆用阀门中球阀通道的两端处各设有一个沿水平方向的通孔，这样当反应堆的个别压力管在紧急封停的过程中，即将联动杆置于竖直位置，此时联动杆的端头从阀体杆上端面的凹槽内脱离，之后以机械手将球阀相对于阀体转到90度的过程中，当将球阀转过20?35度的时候，两个通孔与球阀通道形成S型的泄压道，压力管中的一回路液体在经过该泄压道时，能产生减压、增压、再减压的现象，具有良好的防水锤效应，也就防止了反应堆系统出现大的压力波动。
[0012]下面结合附图对本发明作进一步说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明交叉管压式反应堆用阀门的主视剖视图；
[0014]图2为本发明交叉管压式反应堆用阀门中第四密封圈的结构图；
[0015]图3为本发明交叉管压式反应堆用阀门的俯视剖视图。
【具体实施方式】
[0016]如图1所示，本发明交叉管压式反应堆用阀门包括阀壳1、球阀2及球阀杆3，所述阀壳I内设有相互连通且在同一直线上的进出液通道4，阀壳I的顶部设有一阀壳顶盖5，阀壳顶盖5与阀壳I之间设有垫床7和第一密封圈6，所述球阀2内设有球阀通道8，所述球阀杆3的一端穿过阀壳顶盖5后与球阀2上端的凹槽相连接，所述球阀2与阀壳I之间设有阀体11，阀体11的上端固定设有阀体杆12，所述阀体杆12的横截面呈圆环形，所述球阀杆3位于阀体杆12内，阀体11内设有一内腔及与内腔相连通的阀体通道13，所述阀体通道13与进出液通道4、球阀通道8相互连通，阀体通道13的一端设有支托料桁架14，所述支托料桁架14为圆环状，在圆环内、外均设有若干托杆，托杆之间留有间隙。所述阀体11的内腔与球阀2的外表面相贴合,球阀2与阀体11之间设有第二密封圈15,阀体11与阀壳I之间设有第三密封圈16，阀体11的下端与阀壳I之间设有第一轴承17及轴承垫18，阀体11的上端与阀壳顶盖5之间设有第二轴承19及第四密封圈20。结合图2所示，所述第四密封圈20包括上迷宫环201和下迷宫环202，下迷宫环202为对剖二件式结构，所述下迷宫环202的下方由上到下依次设有压紧环203、凹环204、月牙环205、O型环206和高强度耐高温的不锈钢蝶式波纹弹簧207，所述蝶式波纹弹簧207的材料为0Crl7Ni7Al，所述月牙环205、0型环206及第二、三密封圈15、16均由烧结碳化硅制成，所述上迷宫环201和下迷宫环202、压紧环203、凹环204由WC-Cr-Ni硬质合金制成。所述阀体杆12与阀壳顶盖5之间设有第三轴承21，第三轴承21的外侧还设有第五密封圈22，所述第三轴承21与第五密封圈22之间设有润滑剂，以便第五密封圈22随着阀体杆12转动时减小第五密封圈22与第三轴承21之间的摩擦力。球阀杆3与阀体杆12之间设有第四轴承23，第四轴承23的外侧还设有第六密封圈24，第六密封圈24与第四密封圈20的结构相同，第四轴承23与第六密封圈24之间设有润滑剂，以便球阀杆3在相对于阀体杆12转动时减小第四轴承23与第六密封圈24之间的摩擦力。所述阀体杆12的外圆周壁上还设有第一压紧螺母25，第一压紧螺母25与第五密封圈22相贴紧，阀体杆12的内圆周壁上还设有第二压紧螺母26，第二压紧螺母26与第六密封圈24相贴紧，阀体杆12上位于第一压紧螺母25的外侧还安装有蜗轮9和蜗杆10，球阀杆3的上端还铰接有一联动杆27，所述阀体杆12的上端面上还设有若干凹槽，该凹槽用来放置联动杆27上远离球阀杆3的一端。结合图3所示，所述阀壳I的侧壁上还开有能够与阀体通道13相连通的换料窗口 28，换料窗口 28上设有一侧密封盖，侧密封盖与阀壳I之间设有侧密封圈。所述球阀通道8的两端处各设有一个沿水平方向的通孔29，两个通孔29沿球阀通道8的轴线中心对称布置，两个通孔29的中心连线与球阀通道8的轴线呈30度夹角，每个通孔29的孔径为球阀通道8的孔径的1/3。
[0017]本发明中的球阀2的材料为包含36%N1以及Cr、Mo和超低碳的不锈钢(殷钢)，当需要个别压力管紧急停堆时，只需转过相应压力管的阀门中的球阀2即可，这样就切断了该压力管中的载热剂轻水与总反应堆的联系，整个反应堆能够持续工作。球阀杆3的材料为309不锈钢，阀体11的材料为17-6 (00Crl7Ni6Cu4Nb)高强度不锈钢，阀壳I的材料为316L。
[0018]本发明适用于大型矿石和原油洲际运输商船，破冰船舶及万箱以上集装箱船舶的核动力装置以及军事领域、陆用反应堆，可以进行核反应堆动力装置的功率粗调节，使舰艇的生命力和操作性得以提闻。
[0019]本发明中球阀2内设置的S型泄压道，具有良好防水锤效应，有效地限制了核一级管系的压力波动，有利于保障反应堆系统的安全，有利于降低反应堆系统和船舶核动力装
置的噪音。
[0020]以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种交叉管压式反应堆用阀门，其特征在于:包括阀壳(I)、球阀(2)及球阀杆(3)，所述阀壳(I)内设有相互连通且在同一直线上的进出液通道(4)，阀壳(I)的顶部设有一阀壳顶盖(5),阀壳顶盖(5)与阀壳(I)之间设有垫床(7)和第一密封圈(6),所述球阀(2)内设有球阀通道(8)，所述球阀杆(3)的一端穿过阀壳顶盖(5)后与球阀(2)上端的凹槽相连接，所述球阀(2)与阀壳(I)之间设有阀体(11)，阀体(11)的上端固定设有阀体杆(12)，所述阀体杆(12)的横截面呈圆环形，所述球阀杆(3)位于阀体杆(12)内，阀体(11)内设有一内腔及与内腔相连通的阀体通道(13 )，所述阀体通道(13 )与进出液通道(4 )、球阀通道(8 )相互连通，阀体通道(13)的一端设有支托料桁架(14)，所述阀体(11)的内腔与球阀(2)的外表面相贴合，球阀(2)与阀体(11)之间设有第二密封圈(15),阀体(11)与阀壳(I)之间设有第三密封圈(16)，阀体(11)的下端与阀壳(I)之间设有第一轴承(17)及轴承垫(18)，阀体(11)的上端与阀壳顶盖(5)之间设有第二轴承(19)及第四密封圈(20)，所述阀体杆(12)与阀壳顶盖(5)之间设有第三轴承(21)，第三轴承(21)的外侧还设有第五密封圈(22)，球阀杆(3)与阀体杆(12)之间设有第四轴承(23)，第四轴承(23)的外侧还设有第六密封圈(24)，所述阀体杆(12)的外圆周壁上还设有第一压紧螺母(25)，第一压紧螺母(25)与第五密封圈(22)相贴紧，阀体杆(12)的内圆周壁上还设有第二压紧螺母(26)，第二压紧螺母(26)与第六密封圈(24)相贴紧，阀体杆(12)上位于第一压紧螺母(25)的外侧还安装有蜗轮(9)和蜗杆(10)，球阀杆(3)的上端还铰接有一联动杆(27)，所述阀体杆(12)的上端面上还设有若干凹槽，该凹槽用来放置联动杆(27)上远离球阀杆(3)的一端，所述阀壳(I)的侧壁上还开有能够与阀体通道(13)相连通的换料窗口(28)，换料窗口(28)上设有一侧密封盖，侧密封盖与阀壳(I)之间设有侧密封圈。
2.根据权利要求1所述的交叉管压式反应堆用阀门，其特征在于:所述球阀通道(8)的两端处各设有一个沿水平方向的通孔(29 )，两个通孔(29 )沿球阀通道(8 )的轴线中心对称布置，两个通孔(29)的中心连线与球阀通道(8)的轴线呈30度夹角。
3.根据权利要求1或2所述的交叉管压式反应堆用阀门，其特征在于:所述每个通孔(29)的孔径为球阀通道(8)的孔径的1/3。
4.根据权利要求3所述的交叉管压式反应堆用阀门，其特征在于:所述第四密封圈(20)与所述第六密封圈(24)的结构相同，都包括上迷宫环(201)和下迷宫环(202)，下迷宫环(202)为对剖二件式结构，所述下迷宫环(202)的下方由上到下依次设有压紧环(203)、凹环(204)、月牙环(205)、O型环(206)和不锈钢蝶式波纹弹簧(207)。
5.根据权利要求4所述的交叉管压式反应堆用阀门，其特征在于:所述月牙环(205)、0型环(206)、第二密封圈(15)和第三密封圈(16)都由烧结碳化硅制成，上迷宫环(201)、下迷宫环(202)、压紧环(203)和凹环(204)都由硬质合金制成。
【文档编号】F16K5/06GK103470801SQ201310416868
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月12日 优先权日:2013年9月12日
【发明者】韩先锋 申请人:韩先锋