高溫氣冷堆主蒸汽隔離閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及的是高溫氣冷堆主蒸汽隔離閥，其屬于核電、火電等閥口領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 高溫氣冷堆是國際核能界公認(rèn)的一種具有良好安全特性的堆型，是第四代核能系 統(tǒng)技術(shù)之一。當(dāng)蒸汽發(fā)生器傳熱管發(fā)生斷管事故時(shí)，需要快速關(guān)斷主蒸汽隔離閥，W切斷主 蒸汽管道，從而保證反應(yīng)堆的安全。高溫氣冷堆的使用參數(shù)(設(shè)計(jì)溫度為576Γ，設(shè)計(jì)壓力為 15.7MPa，介質(zhì)為過熱蒸汽)比壓水堆核電站的參數(shù)(設(shè)計(jì)溫度為300°C，設(shè)計(jì)壓力為8.6MPa， 介質(zhì)為飽和水)高很多，使用條件更加惡劣，現(xiàn)有的主蒸汽隔離閥不能夠滿高溫氣冷堆工 況，而且在異常工況和事故工況(蒸汽發(fā)生器傳熱管發(fā)生斷管事故)下，一般的主蒸汽隔離 閥不能夠快速關(guān)閉。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明高溫氣冷堆主蒸汽隔離閥能夠滿足高 溫氣冷堆主蒸汽管道工況參數(shù)下正常運(yùn)行，該隔離閥不僅能夠起到正常開關(guān)功能，而且在 異常工況和事故工況(蒸汽發(fā)生器傳熱管發(fā)生斷管事故)下，高溫氣冷堆主蒸汽隔離閥能夠 在10s內(nèi)快速關(guān)閉。
[0004] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是高溫氣冷堆主蒸汽隔離閥，其包括閥 體、閥座、閥蓋、閥桿運(yùn)動(dòng)組件、中腔密封組件、支架、電動(dòng)裝置和填料機(jī)構(gòu);所述閥桿運(yùn)動(dòng)組 件包括左閩板、右閩板、保持架、頂屯、座、頂屯、球、閩板叉和閥桿；閥座設(shè)置在閥體內(nèi)部，閥蓋 設(shè)置在閥體上，保持架位于閥體內(nèi)部，閥蓋與閥體連接處設(shè)置中腔密封組件，電動(dòng)裝置通過 支架與閥體連接，電動(dòng)裝置連接閥桿上端，閥桿與閥體之間設(shè)置填料機(jī)構(gòu)，閥桿下端與保持 架上部通過螺紋連接，并由軸銷固定，閩板叉通過鎖緊螺母固定在保持架上部，左閩板與右 閩板設(shè)置在閩板叉與保持架下部之間，雙閩板上端面設(shè)有卡槽，閩板叉卡在卡槽內(nèi)。左閩板 與右閩板通過頂屯、球連接(頂屯、球兩個(gè)半球分別部分嵌入左閩板和右閩板），頂屯、球分別與 左閩板和右閩板球面接觸，左閩板的下端面與右閩板的下端面均與保持架下部球面接觸， 左閩板的上端面與右閩板的上端面均與保持架上部球面接觸，所述左閩板與右閩板的模半 角為5°。
[000引所述左閩板與頂屯、球之間設(shè)置左頂屯、座，所述右閩板與頂屯、球之間設(shè)置右頂屯、 座。所述左頂屯、座和右頂屯、座內(nèi)表面堆焊耐磨硬質(zhì)合金，所述左閩板的密封面與右閩板的 密封面處堆焊硬質(zhì)合金，寬度為28mm，厚度3mm，硬度^ HRC50，表面研磨至If"。
[0006]所述中腔密封組件包括自壓密封環(huán)、調(diào)整墊、四開環(huán)和填料箱，閥桿與閥體內(nèi)壁之 間設(shè)置填料箱，填料箱與閥體內(nèi)壁設(shè)置密封環(huán)，密封環(huán)上設(shè)置墊片，墊片上設(shè)置四開環(huán)。所 述填料機(jī)構(gòu)包括填料、填料墊、填料壓套、填料壓板和填料螺栓裝置，閥桿與閥蓋之間設(shè)有 填料箱（即中腔密封組件的填料箱），填料箱與閥桿之間設(shè)有填料，填料上設(shè)置填料墊，填料 墊上設(shè)置填料壓套，填料壓套上設(shè)置填料壓板，填料螺栓裝置依次穿過填料壓板、閥蓋與填 料箱連接，填料螺栓裝置與填料壓板之間設(shè)置碟黃。通過中腔密封組件和填料機(jī)構(gòu)共同作 用保證閥體、閥蓋和閥桿Ξ者之間的密封，所述填料部分裝在填料箱內(nèi)，通過填料壓套，填 料壓板，螺栓，螺母的作用，壓緊填料，保證了閥內(nèi)的介質(zhì)不向外泄漏。
[0007] 所述電動(dòng)裝置采用帶緩沖裝置的大功率高轉(zhuǎn)速電動(dòng)裝置。
[0008] 所述電動(dòng)裝置與支架之間設(shè)置防福射板，支架頂端設(shè)置絕熱墊片。
[0009] 所述保持架上設(shè)置有導(dǎo)向筋。
[0010] 所述密封環(huán)即自壓密封環(huán)。
[0011] 本發(fā)明特點(diǎn)： 1. 大規(guī)格閥口承壓鍛件SA182M-F91材料首次使用在核電項(xiàng)目上； 2. 采用球面接觸的可調(diào)節(jié)模式雙閩板結(jié)構(gòu)，提高閩板靈活性，確保閥口在高溫條件下 可靠的密封性； 3. SA182M-F91母材與密封面堆焊的高硬度硬質(zhì)合金采用良好的焊接工藝，防止密封 面在576°C、15.7MPa過熱蒸汽條件下，汽蝕、裂紋、擦傷的產(chǎn)生，提高密封面的壽命； 4. 增設(shè)隔熱板W降低高溫介質(zhì)通過傳導(dǎo)、對(duì)流和福射對(duì)主蒸汽隔離閥電動(dòng)裝置的影 響，保證閥口可靠性及使用壽命； 工作原理:通過電動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)閥桿，帶動(dòng)閩板作上升或下降的直線運(yùn)動(dòng)(運(yùn)動(dòng)方向與流 體通道方向垂直），使連接在閥桿上的雙閩板與閥座貼合，起到密封的作用；閥桿運(yùn)動(dòng)組件 中間設(shè)置頂屯、球，左閩板和右閩板分別與頂屯、球球面接觸，結(jié)合雙閩板的下端面與保持架 也是球面接觸從而雙閩板可根據(jù)閥座、閥體由溫度和載荷產(chǎn)生的形變繞著頂屯、球轉(zhuǎn)動(dòng)(轉(zhuǎn) 動(dòng)發(fā)生在流體通道方向和閥桿運(yùn)動(dòng)方向所在的平面內(nèi)，也可W理解為擺動(dòng)），使閩板密封面 與閥座密封面吻合，保證密封性，避免閩板和閥座之間的應(yīng)力過大導(dǎo)致模住或卡住現(xiàn)象。
[0012] 本發(fā)明的有益效果是： 1、閥體采用大口徑核級(jí)SA182M-F91整體鍛造結(jié)構(gòu)，胚料初段成T形，再放入模具中鍛 造。大口徑閥口承壓鍛件SA182M-F91材料首次使用在核電項(xiàng)目上。閥口其余主要零部件：閥 蓋、閥座、閩板、填料箱的材料均為SA182M-F91,此材料具有較低的線膨脹系數(shù)和較好的導(dǎo) 熱性，抗高溫蒸汽的氧化性能和抗應(yīng)力腐蝕性能好，強(qiáng)度性能穩(wěn)定，抗蠕變性能好，并且在 同等條件下比其他合金鋼類閥口的壁厚減小，可W有效的降低閥口產(chǎn)品的重量，減小產(chǎn)品 對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響。
[0013] 2、該閥口采用了球面接觸的可調(diào)節(jié)模式雙閩板結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能保證補(bǔ)償在高溫下 由于溫度產(chǎn)生的變形和管端載荷使隔離閥的變形。
[0014] 3、主蒸汽隔離閥要求關(guān)閉時(shí)間小于10s，采用高速電動(dòng)裝置，采用帶緩沖裝置的電 動(dòng)裝置，從而減緩啟閉時(shí)對(duì)隔離閥尤其是密封面的沖擊。
[0015] 4、閩板和閥座接觸位置堆焊硬質(zhì)合金，增加了閩板和閥座的耐磨性，在長期使用 下性能更加可靠。SA182M-F91母材與高硬度硬質(zhì)合金采用良好的焊接工藝，防止密封面在 576°C、15.7MPa過熱蒸汽條件下，汽蝕、裂紋、擦傷的產(chǎn)生，提高密封面的壽命。
[0016] 5、閥口在開啟和關(guān)閉的閩板導(dǎo)向采用冗余設(shè)計(jì)，1)閥體和保持架上設(shè)計(jì)有導(dǎo)向結(jié) 構(gòu)，閩板的開關(guān)位置導(dǎo)向準(zhǔn)確;2)閥桿和支架也設(shè)有導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，使閥桿作升降運(yùn)動(dòng)。避免由 于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而對(duì)閥口零部件造成的磨損，從而降低閥口的關(guān)閉力矩，提高閥口密封性能。并 且導(dǎo)向部位堆焊硬質(zhì)合金，保證導(dǎo)向耐磨使用壽命。
[0017] 6、在填料和自壓密封環(huán)位置采用了蝶黃預(yù)緊裝置，減少在長期高溫使用過程中， 會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象，形成外漏。本預(yù)緊裝置的作用是提供一個(gè)預(yù)緊力保證填料和自壓密封環(huán) 始終處于壓緊狀態(tài)，避免長期使用出現(xiàn)松動(dòng)引起的外漏現(xiàn)象。
[0018] 7、增設(shè)絕熱墊片和防福射板W降低高溫介質(zhì)通過傳導(dǎo)、對(duì)流和福射對(duì)主蒸汽隔離 閥驅(qū)動(dòng)裝置的影響，保證閥口可靠性及使用壽命。
[0019] 8、為了保證閥桿只作升降運(yùn)動(dòng)，在閥桿和支架之間設(shè)置了限位裝置，從而保證了 閥桿只作升降運(yùn)動(dòng)，減小了開關(guān)扭矩。
【附圖說明】
[0020] 圖1是閥口的主視圖； 圖2是閥口的左視圖； 圖3是閥桿運(yùn)動(dòng)組件示意圖； 圖4是填料和密封環(huán)預(yù)緊裝置示意圖； 圖5是保持架上導(dǎo)向筋示意圖； 圖6是保持架結(jié)構(gòu)圖； 圖7是閩板結(jié)構(gòu)圖： 圖8時(shí)閩板示意圖： 圖9是絕熱墊片和防福射板示意圖； 圖中：1、閥體，2、保持架，3、閥座，4、閩板，5、頂屯、座，6、頂屯、球，7、軸銷，8、閩板叉，9、防 松墊片，10、鎖緊螺母，11.、閥桿，12、填料箱，13、密封環(huán)，14墊片，15、四開環(huán)，16、填料箱螺 母，17、填料箱螺栓，18、閥蓋，19、填料，20、填料墊，21、碟黃，22、填料壓套，23、填料壓板， 24、支架，25、墊片，26、螺栓，27、螺母，28、電裝螺栓，29、彈黃墊圈，30、電動(dòng)裝置，31、抗震支 耳，32、絕熱墊片，33、擋板，34、螺栓，35、防轉(zhuǎn)墊片，36、填料螺栓，37、填料螺母，38、填料碟 黃，39、碟黃墊，40、導(dǎo)向套，41、墊片，42、中法蘭螺栓，43、中法蘭螺母，44、放松墊片，45、連 接盤，46、鍵，47、導(dǎo)軌、48、左閩板，49、右閩板，50、左頂屯、座，51、右頂屯、座，52、保持架上部， 53、保持架下部，54、防福射板，55、絕熱墊片，56、導(dǎo)向筋。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0022] 高溫氣冷堆主蒸汽隔離閥，其包括閥體1、閥座3、閥蓋18、閥桿運(yùn)動(dòng)組件、中腔密封 組件、支架24、電動(dòng)裝置30和填料機(jī)構(gòu);所述閥桿運(yùn)動(dòng)組件包括左閩板48、右閩板49、保持架 2、頂屯、球6、閩板叉8、軸銷7、鎖緊螺母10和閥桿11;閥座3設(shè)置在閥體1內(nèi)部，閥蓋18設(shè)置在 閥體1上，閥蓋18與閥體1連接處設(shè)置中腔密封組件，電動(dòng)裝置30通過支架24