Трехходовой быстродействующий клапан для парогенераторов Советский патент 1987 года по МПК F16K11/10 F16K17/40 

fO

15

20

25

Изобретение относится к арматуре- строению и предназначено для использования в ядерной энергетике в каче- стве запорного и перепускного устройства для трубопроводов с жидкостью, особенно с натрием.

В парогенераторах ядерных электростанций с быстрым реактором, в которых натрий передает тепло воде и водяному пару, при нормальных условиях не происходит контакт между обоими рабочими веществами, однако в случае появления неплотности во время эксплуатации, т.е. при попадании воды или водяного пара в натрий, возникает серьезная опасность повреждения парогенератора или его разрушения в относительно короткое время. Такую опасность можно уменьшить качественным изготовлением парогенератора, а также оснащением его рядом датчиков и приборов, которые следят за плотностью и способны регистрировать ее изменение. В случае течи воды в натрий в парогенераторах быстрых реакторов необходимо уменьшить до минимально возможного уровня воздействия реакции натрия с водой во времени и пространстве. Возможно несколько решений. Во всех случаях парогенератор быстро отключают от контура ядерной электростанции при одновременной его разгрузке и подключении к аварийным бакам. При этом отключение парогенератора является эффективным, если оно выполнено в короткий срок, гораэ- до более короткий по сравнению с временем закрывания известных запорных устройств при одновременной разгрузке. Кроме того, отключение должно быть надежньм.

Известные быстродействующие клапаны (например, по авт.св.ЧССР № 200606, кл. G 21 D 5/00, 1980). могут выполнить требования, предъявляемые к своевременному и надежному отключению парогенератора от контура при одновременной его разгрузке,

Однако известные конструкции имеют 50 Р электромагнит, воздействует на некоторые недостатки.фиксатор и освобождает двуплечие

Если, например, нож для разруше- рычаги, на которых держится груз, ния мембраны расположен в инертной Груз при движении вниз увлекает за среде разгрузочной полости, нужно собой нож, который разрушает мембра- при срабатывании такого клапана прео- 55 этом устройство противопо- долеть сопротивление жидкости, так ложного движения натяжкой гибкой никак нож действует, как поршень. Если ти через обойму приводит в движение

шток и вместе с ним запорный орган, например задвижку, которая перекры-

30

35

40

45

пример натрия, содействует при срабатывании быстродействующего клапана, однако нож постоянно подвержен коррозионному воздействию жидкости. Закрепление ножа на штоке запорного органа вызывает определенные технологические затруднения при изготовлении, и, кроме того, при срабатывании клапана мембрана должна сначала изогнуться, чтобы потом нож мог ее пробить.

Предлагаемый трехходовой быстродействующий клапан для парогенерато- ров содержит размещенные в корпусе запорный орган со штоком, разрушаемую мембрану, отделяющую рабочую полость от разгрузочной полости, заполненной инертной средой, и цилиндрический нож, причем шток запорного органа и нож образуют подвижную систему, зафиксированную в исходном положении рыча5кным механизмом. В разгрузочной полости корпуса установлен груз, к которому подвешен указанный нож, в грузе выполнено центральное отверстие, через которое пропущен шток запорного органа, причем нож кинематически связан со штоком запорного органа и установлен с возможностью перемещения в направлении, противоположном направлению перемещения запорного органа.

Кроме того, в корпусе над грузом установлен блок, кинематическая связь штока запорного органа и подвешенного к грузу ножа выполнена в виде перекинутой через блок гибкой нити, один конец которой прикреплен к грузу а другой - штоку запорного органа, в корпусе под грузом шарнирно закреплен осуществляющий кинематическую связь штока запорного органа и ножа дополнительный, двуплечий рычаг, одно плечо которого связано со штоком запорного органа, а другое - с ножом. Трехходовой быстродействующий клапан работает следующим образом.

I

Деблокирующее устройство, напри-

нож расположен со стороны рабочей полости, то давление жидкости, на

5

0

5

0

5

0

5

пример натрия, содействует при срабатывании быстродействующего клапана, однако нож постоянно подвержен коррозионному воздействию жидкости. Закрепление ножа на штоке запорного органа вызывает определенные технологические затруднения при изготовлении, и, кроме того, при срабатывании клапана мембрана должна сначала изогнуться, чтобы потом нож мог ее пробить.

Предлагаемый трехходовой быстродействующий клапан для парогенерато- . ров содержит размещенные в корпусе запорный орган со штоком, разрушаемую мембрану, отделяющую рабочую полость от разгрузочной полости, заполненной инертной средой, и цилиндрический нож, причем шток запорного органа и нож образуют подвижную систему, зафиксированную в исходном положении рыча5кным механизмом. В разгрузочной полости корпуса установлен груз, к которому подвешен указанный нож, в грузе выполнено центральное отверстие, через которое пропущен шток запорного органа, причем нож кинематически связан со штоком запорного органа и установлен с возможностью перемещения в направлении, противоположном направлению перемещения запорного органа.

Кроме того, в корпусе над грузом установлен блок, кинематическая связь штока запорного органа и подвешенного к грузу ножа выполнена в виде перекинутой через блок гибкой нити, один конец которой прикреплен к грузу, а другой - штоку запорного органа, в корпусе под грузом шарнирно закреплен осуществляющий кинематическую связь штока запорного органа и ножа дополнительный, двуплечий рычаг, одно плечо которого связано со штоком запорного органа, а другое - с ножом. Трехходовой быстродействующий клапан работает следующим образом.

I

Деблокирующее устройство, напри-

вает седло, образованное в корпусе арматуры. Жидкость из рабочего трубопровода, односторонне закрытого, сбрасывается в разгрузочный трубопровод. Таким образом разделено во времени разрушение мембраны и закрытие трубопровода, и одновременно достигается подключение рабочего трубопровода с жидкостью к разгрузочному трубопроводу. Это связано с экономией энергии, необходимой для срабатывания клапана.

При работе трехходового быстродействующего клапана по другому варианту после деблокировки груза де- блокирз ющим устройством, например магнитом, через фиксатор и двуплечи рьгчаг срабатывает устройство противонаправленного движения, образованное обоймой Нс( штоке и вторым двупл чим рычагом, который прижимает к ме брайе нож, и последний разрушает ее. После этого происходят дальнейшее перемещение штока и закрытие трубопровода с жидкостью, причем через отверстия в седле одна его часть разгружается и соединяется с разгрузочным трубопроводом.

Преимущество предлагаемого трехходового быстродействующего клапана заключается в том, что нож для раз- рушения мембраны не находится постоянно под воздействием жидкости в трубопроводе, своей формой и исполнением не повышает энергию, нерб- ходимую для срабатьшания оборудования, закреплен независимо от штока запорного органа. Кроме того, при срабатывании устройства мембрана только разрушается и не нужно ее сначала прогибать. Это приносит энергетические преимущества и повышает надежность работы клапана.

На фиг. 1 схематично показан предлагаемый клапанJ на фиг. 2 - то же,конструктивный вариант.

Клапан (фиг. 1) состоит из корпуса 1 с седлом, в котором расположен запорный орган 2 со штоком 5, герметично проходящим через разруша мую мембрану 3, закрепленную по периферии в фланце 4. Мембрана 3 отделяет рабочую полость от разгрузочной полости, заполненной инертной средой. Разгрузочная полость ограничена кожухом 6 с патрубком 19 разгрузочного трубопровода. Снаружи разгрузочной полости находится деблокирующее устройство 18, напри777

4

5

5 О

0

О 5 0

5

мер электромагнит. Внутри разгрузочной полости заблокирован двумя двуплечими рычагами 12, опирающимися на фиксатор 13, груз 10, к которому , подвешеН подвеской 9 нож 7. На штоке 5, проходящем через разгрузочную полость, расположены муфта 8 и обойма 11, к которой присоединена по край-. ней мере одна гибкая нить 16, соединенная через блок 15 свободно с грузом 10. Фиксатор 13 соединен с деблокирующим устройством 18. Двуплечие рычаги 12 ,и блок 15 закреплены в не- сущей трубке 14. Для монтажа и работы установлена по крайней мере одна направляющая штанга 20. Исключительно для монтажа служит штанга 17.

Клапан (фиг. 1) работает следующим образом.

Деблокирующее устройство 18 освобождает фиксатор 13, а следовательно, и двуплечие рычаги 12. Груз 10 падает на нож 7, который разрушает мембрану 3. Одновременно приводится в действие подвижная система с ножом в направлении, противоположном перемещению запорного органа, натяжкой гибкой нити 16, через блок 15 и присоединенной к обойме 11, находящейся на штоке 5. Шток 5 перемещает запорный орган 2 в седло корпуса 1. Тем самым трубопровод с жидкостью закрывается и соединяется через патрубок 19 с разгрузочным трубопроводом (не показан). Нож 7 выполнен в виде полого проходного цилиндра с фланцем, на который давит груз 10. Проходимость трассы из трубопровода с жидкостью в разгрузочный трубопровод при срабатывании клапана обеспечена по крайней мере одним радиальным отверстием в грузе 10. В последнем выполнено центральное отверстие через которое проходит шток 5. В грузе 10 есть по крайней мере одно радиальное отверстие, ось которого находится от конца груза 10 с подвеской 9 на том же расстоянии, что ось патрубка 19 от мембраны 3. Нож 7. .направлен режущей кромкой к мембране 3.

Клапан (фиг. 2) состоит из корпуса 1 с седлом, которое перекрывается при срабатьшании клапана запорным органом 2. К нему присоединен шток 5 герметично проходяпщй через гибкую мембрану 3, закрепленную в фланце 4. Разгрузочная полость ограничена кожухом 6 с патрубком 19, присоединенным к разгрузочному трубопроводу (н показаны). Сбоку разгрузочной полости находится деблокирующее устроство 18, например электромагнит. Внутри разгрузочной полости размеще груз 10, который опирается на по крайней мере один двуплечий рычаг 12, вращающийся вокруг штифта,закрепленного в .Кожухе 6. Верхний торец груза 10 образует одновременно опору для мембраны 3, и на нем подвешен подвеской 9 нож 7. На конце штока 5 находится обойма 1t, на которую опирается по крайней мере один двуплечий рычаг 21, опирающийся также на нож 7 и имеющий возможность вращаться вокруг штифта, закрепленного в перегородке 22, В последней выполнены радиальные от-, верстия для прохода жидкости в разгрузочный трубопровод при срабатывании клапана, и она жестко соединена с кожухом 6. Нож 7 имеет форму полого цилиндра и оснащен отверстиями, разрешающими его свободное перемещение вдоль двуплечего рычага 12.

Клапан (фиг.2) работает следующи образом.

Деблокирующее устройство 18 перемещает сердечник 23 с фиксатором 13 и освобождает двуплечий рычаг 12, при этом груз 10 воздействует на обойлу 11 и тем самым приводит в действие подвижную систему с ножом. Обойма 11 через второй двуплечий рычаг 21 перемещает нож 7, который разрушает мембрану 3, Дальнейшим движением груза 10 через обойму 11 увлекается шток 5 и вместе с ним запорный орган 2, который садится в седло и перекрывает тем самым трубопровод с жидкостью. Дальнейшее функционирование клапана аналогично первому варианту,так как отрезанная часть мембраны 3 перемещается с штоком 5 в направлении двилсе- ния груза 10, и на определенной длине ; цилиндрической части кожуха 6 на нее действует давление жидкости в трубопроводе, как на поршеНь. Воздействие давления жидкости, таким образом, является положительным для функционирования клапана. Отре17776

занная часть мембраны 3 движется далее в расширенной части кожуха 6, и жидкость течет вокруг нее в разгрузочный трубопровод. Проходимость трассы в разгрузочный трубопровод далее обеспечена по крайней мере одним отверстием в перегородке 22.

/О

Формула изобретения

1 .Трехходовой быстродействующий клапан для парогенераторов, содержащий размещенные в корпусе запорный орган со штоком, разрушаемую

мембрану, отделяющую рабочую полость от разгрузочной полости, заполненной инертной средой, и цилиндрический нож, причем шток запор- ного органа и нож образуют подвижную систему, зафиксированную в исходном положении рычажным механизмом, отличающийся тем, что в разгрузочной полости корпуса уста

новлен груз, к которому подвешен ука- занный нож, в грузе выполнено центральное отверстие через которое пропущен шток запорного органа, причем нож кинематически связан со штоком запорного органа «и установлен с возможностью перемещения в направлении, противотюложном направлению перемещения запорного органа.

2„ Ютапан по п. 1, отличающийся тем, что в корпусе над грузом установлен блок, а кинематическая связь штока запорного органа и подвешенного к грузу ножа выполнена в виде перекинутой через блок гибкой нити, один конец которой прикреплен к грузу, а другой - к штоку запорного органа.

3. Клапан поп. 1, отличающийся тем, что в корпусе под грузом шарнирно закреплен осуществляющий кинематическую связь штока запорного органа и ножа доролнитель- ный двуплечий рьгааг, одно плечо которого связано со штоком запорнрго органа, а другое - с ножом.

Признано изобретением по результатам экспертизы, осуществленной Ведомством по изобретательству Чехословацкой Социалистической Рёспубли- 55 sки.

10

//

X

/

X

21

cV /

Изобретение может быть использовано в ядерной энергетике в качестве запорного и перепускного устройства для трубопроводов с жидкостью, особенно с натрием. При срабатывании клапана деблокирующее электромагнитное устройство воздействует на фиксатор и освобождает двуплечие рычаги, на которых держится груз. Груз при движении вниз увлекает за собой нож, который разрушает мембрану, отделяющую рабочую полость от разгрузочной. Одновременно с этим приводится в действие подвижная система прсэтивоположного направления, в результате которого запорный орган, например задвижка, перекроет седло. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Составитель Л. Семенов

Редактор О. Юрковецкая Техред В.Кадар Корректор Е.Сирохман

...-......e.---.------i.- -.-.-«----i-----«-------- ------- ---- --- - - - ----

Заказ 219/38Тираж 812Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полигра ическоепредприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

.2