阻流器的制作方法

1.本发明涉及反应堆工程技术领域，尤其涉及一种阻流器。


背景技术：

2.高温气冷堆燃料装卸系统执行反应堆不停堆换料功能，是保证高温气冷堆长期安全稳定运行的关键系统，主要执行新燃料装入堆芯、乏燃料卸出堆芯和燃料元件再循环返回堆芯等功能。
3.高温气冷堆示范工程燃料装卸系统在设计上采用单列化和单一化的定向有序输送原则，利用重力和气动两种方式输送和装卸燃料元件，前者是利用球形燃料元件有利的几何形状，依靠重力在竖直或倾斜管道中自上而下输送；后者依靠气动提升系统实现燃料元件的自下而上输送。燃料球提升管道内有一个高于堆芯压力的氦气流为燃料球提升提供动力，为了防止这股气流逆向进入重力落球段，导致燃料球无法下落，或气流进入堆芯，影响堆芯内冷却剂的流动，高温气冷堆燃料装卸系统设置了阻流器。阻流器主要用于执行球形元件单一化输送功能和气体阻流功能。正常运行时，主循环阻流器每年动作次数为109.5万次，随着设备长期高频运转，阻流器的阻流效果随着密封面的磨损大大减弱，需要频繁更换和维修。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
5.为此，本发明的实施例提出一种阻流效果好，使用寿命长的阻流器。
6.本发明实施例的阻流器包括壳体、内衬套、转子和驱动组件，所述壳体上设有第一凹槽，所述内衬套安装在所述第一凹槽内，所述内衬套上设有第二凹槽，所述第二凹槽的内径在所述第二凹槽的轴向上沿所述第二凹槽的槽底向槽口的方向逐渐增加，所述壳体和所述内衬套上设有与所述第二凹槽连通的进球通道和出球通道，所述转子的一端可转动地配合在所述第二凹槽内，所述转子的外周壁上设有接球槽，所述驱动组件与所述转子的另一端相连，所述驱动组件用于驱动所述转子转动。
7.本发明实施例的阻流器，通过转子锥面和衬套锥面的配合实现自密封，从而提升阻流器的阻流作用，并且阻流器的阻流效果不会随着密封面的磨损而减弱，无需频繁更换和维修阻流器，可靠性强，使用寿命长。
8.在一些实施例中，所述转子包括转子本体和第一转子轴，所述转子本体可转动地配合在所述第二凹槽内，所述转子本体的形状与所述第二凹槽的相匹配，所述第一转子轴的一端与所述转子本体相连，所述第一转子轴的另一端与所述驱动组件相连。
9.在一些实施例中，所述进球通道和所述出球通道沿所述第二凹槽的径向相对设置，所述接球槽为两个，两个所述接球槽沿所述转子的径向相对设置。
10.在一些实施例中，所述接球槽的槽底的中心处设有凸台，所述凸台的高度为3-5mm，所述凸台的上表面到所述转子本体外周壁之间的距离为62-65mm。
11.在一些实施例中，阻流器还包括盖板，所述第一凹槽的槽口处设有第一台阶，所述盖板通过螺栓可拆卸地安装在所述第一台阶处，所述第一转子轴贯穿所述盖板，所述盖板压设在所述转子本体的一端的端面上。
12.在一些实施例中，所述第一凹槽的槽口处还设有第二台阶，所述第二台阶位于所述第一台阶背离所述第一凹槽的槽底的一侧，所述第二台阶上开设有双道密封槽，所述密封槽内设有密封圈。
13.在一些实施例中，阻流器还包括端盖，所述第一凹槽的槽口处还设有第三台阶，所述第三台阶位于所述第二台阶背离所述第一凹槽的槽底的一侧，所述端盖通过螺栓可拆卸地安装在所述第三台阶处，所述第一转子轴贯穿所述端盖，所述端盖通过所述密封圈将所述盖板压紧。
14.在一些实施例中，阻流器还包括上轴承，所述端盖的表面设有第一轴承槽，所述第一轴承套设在所述第一转子轴上，且安装在所述第一轴承安装槽内。
15.在一些实施例中，阻流器还包括下轴承，所述第二凹槽的槽底设有第二轴承槽，所述转子本体背离所述第一转子轴的一端的端面设有第三凹槽，所述第三凹槽的槽底设有第二转子轴，所述下轴承套设在所述第二转子轴上，且安装在所述第二轴承槽内。
16.在一些实施例中，所述驱动组件包括电机、减速器、联轴器和磁力传动器，所述电机的输出轴与所述减速器的输入轴相连，所述减速器的输出端通过所述联轴器与所述磁力传动器相连，所述磁力传动器与所述第一转子轴相连。
附图说明
17.图1是本发明实施例的阻流器的示意图。
18.图2是本发明实施例的阻流器的爆炸图。
19.图3是本发明实施例的阻流器的剖视图。
20.附图标记：
21.1、壳体；11、第一凹槽；12、进球通道；13、出球通道；14、第一台阶；15、第二台阶；16、第三台阶；2、内衬套；21、第二凹槽；3、转子；31、转子本体；311、接球槽；312、凸台；32、第一转子轴；33、第二转子轴；4、驱动组件；41、电机；42、减速器；43、联轴器；44、磁力传动器；5、盖板；6、端盖；7、上轴承；8、下轴承；9、密封圈；
具体实施方式
22.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
23.如图1-图3所示，本发明实施例的阻流器包括壳体1、内衬套2、转子3和驱动组件4，其中，壳体1为带有阶梯法兰的容器，壳体1的一个端面上设有第一凹槽11，内衬套2安装在第一凹槽11内，内衬套2上设有第二凹槽21，转子3的一端可转动地配合在第二凹槽21内，内衬套2的材料优选为耐磨材料，转子3的外周壁上设有接球槽311，壳体1和内衬套2上设有与第二凹槽21连通的进球通道12和出球通道13，进球通道12位于出球通道13的上方，驱动组件4与转子3的另一端相连，驱动组件4用于驱动转子3转动。
24.需要说明的是，本发明实施例的阻流器第二凹槽21的内径在第二凹槽21的轴向上
沿第二凹槽21的槽底向槽口的方向逐渐增加，换言之，第二凹槽21的内周面为锥面，锥角为3
°
～8
°
，转子3的外周面同样为锥面，形状与第二凹槽21的相对应，转子3的一端可转动的配合在第二凹槽21内。
25.在使用本发明实施例的阻流器时，首先通过驱动组件4驱动转子3转动，将接球槽311与进球通道12相对，燃料球通过进球通道12落入到接球槽311内，驱动组件4再次驱动转子3转动，将接球槽311转动至出球通道13处，在重力作用下，燃料球通过出球通道13滚出阻流器。
26.转子3的锥面与内衬套2的锥面配合可以实现自密封，从而起到阻流的效果，在下游高压氦气的作用下可以实现转子3悬浮，减小转子3与内衬套2的磨损，压差小时可以实现完全密封，提高了阻流器的阻流效能。
27.此外，在转子3的锥形密封面与内衬套2的锥形密封面在运行过程中会发生磨损，磨损增大后转子3在预紧力和自重的作用下向下沉，使得两个锥形密封面始终保持接触状态，从而使得阻流器始终具有良好的阻流效果。
28.本发明实施例的阻流器，通过转子3锥面和衬套锥面的配合实现自密封，从而提升阻流器的阻流作用，并且阻流器的阻流效果不会随着密封面的磨损而减弱，无需频繁更换和维修阻流器，可靠性强，使用寿命长。
29.在一些实施例中，转子3包括转子本体31和第一转子轴32，转子本体31的形状与第二凹槽21的相匹配，转子本体31呈圆台状，转子3的外周面为锥面，转子本体31可转动地配合在第二凹槽21内，转子本体31的外周面与第二凹槽21的锥面配合实现自密封，第一转子轴32的一端与转子本体31相连，第一转子轴32的另一端与驱动组件4相连，驱动组件4可通过第一转子轴32带动转子本体31转动。
30.在一些实施例中，进球通道12和出球通道13沿第二凹槽21的径向相对设置，接球槽311为两个，两个接球槽311沿转子3的径向相对设置，换言之，进球通道12和出球通道13同轴设置，两个接球槽311同轴设置。
31.定义两个接球槽311分别为第一接球槽311和第二接球槽311，在运输燃料球时，进球通道12和出球通道13在竖直方向上相对设置，驱动组件4带动转子3转动至第一工作位置，第一接球槽311与进球通道12同轴相对，燃料球在重力作用下通过进球通道12进入接球槽311内，驱动组件4带动转子3转动180
°
，转子3转动至第二工作位置，第一接球槽311与出球通道13同轴相对，在重力作用下通过出球通道13滚出阻流器，此时第二接球槽311与进球通道12同轴相对，另一个燃料球进入到第二接球槽311内，驱动组件4再次带动转子3转动180
°
，转子3再次回到第一工作位置，重复上述步骤，即可将燃料球源源不断地滚出阻流器。
32.在一些实施例中，接球槽311的槽底的中心处设有凸台312，凸台312的高度为3-5mm，凸台312的上表面到转子本体31外周壁之间的距离为62-65mm。
33.燃料球进入到接球槽311内后，会有部分粉尘落下，堆积在接球槽311内，当粉尘堆积在一起后，会对燃料球造成损坏，破坏燃料球，燃料球落入到接球槽311内后与凸台312接触，凸台312的面积较小，在转子3转动的过程中，粉尘都会落在接球槽311的槽底，而不会堆积在凸台312上，从而避免堆积的粉尘对燃料球造成破坏。
34.在一些实施例中，阻流器还包括盖板5和端盖6，第一凹槽11的槽口处由内向外依次设有第一台阶14、第二台阶15和第三台阶16，其中第一台阶14和第三台阶16的台阶面上
均设有螺纹孔，第一台阶14用于装配盖板5，第三台阶16用于装配端盖6，第二台阶15用于装配密封圈9。
35.具体地，盖板5为开设有通孔的法兰盘，通孔位于盖板5的中央，套在转子3的轴肩上，盖板5的外圈上开设有安装孔，可以通过螺栓固定在第一台阶14上，盖板5的端面压设在转子本体31的端面上，盖板5邻近转子本体31的一侧设有凸起，通过调整凸起的高度可以改变施加给转子本体31的预紧力，从而调整阻流效果。
36.同样地，端盖6为开设有通孔的承压法兰，第一转子轴32贯穿端盖6上的通孔，端盖6的外圈上也开设有安装孔，端盖6可以通过螺栓固定的第三台阶16上，第二台阶15上开设有双道密封槽，密封槽内设有密封圈9，端盖6的一个端面压设在密封圈9的上方，进而将盖板5压紧，端盖6的另一个端面上开设有一圈螺栓孔和密封槽，用于将端盖6与驱动组件4相连。
37.进一步地，阻流器还包括上轴承7和下轴承8，转子3通过上轴承7和下轴承8进行周向定位。
38.具体地，上轴承7为角接触轴承，端盖6的表面设有第一轴承槽，第一轴承套设在第一转子轴32上，且安装在第一轴承安装槽内。
39.下轴承8为深沟球轴承，第二凹槽21的槽底设有第二轴承槽，转子本体31背离第一转子轴32的一端的端面设有第三凹槽，第三凹槽的槽底设有第二转子轴33，下轴承8套设在第二转子轴33上，且安装在第二轴承槽内。如此设置，将下轴承8内嵌式地安装在第二轴承槽和第三凹槽内，可以有效避免管路内的微小石墨粉尘进入轴承内，影响轴承运动，提高了阻流器的运行可靠性。
40.在一些实施例中，驱动组件4包括电机41、减速器42、联轴器43和磁力传动器44，电机41为高速精密耐辐照伺服电机，减速器42为高减速比减速器，可以是行星轮减速器或谐波减速器等，电机41的输出轴与减速器42的输入轴相连，联轴器43为挠性联轴器，可以是膜片联轴器或弹性柱销联轴器43，磁力传动器44为永磁型传动装置，通过设置在隔离套内外的两个永磁转子将动力从压力边界外传递到压力边界内，减速器42的输出端通过联轴器43与磁力传动器44相连，磁力传动器44与第一转子轴32相连，电机41输出的转矩依次经过减速器42、联轴器43和磁力传动器44传递至转子3，从而带动转子3转动。
41.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
42.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
43.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以
是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
44.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
45.在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
46.尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。