[发明专利]一种非能动单向隔离阀、管道及球床高温气冷堆

说明书

技术领域

本发明涉及核电站反应堆工程与安全技术领域，尤其涉及一种非能动单向隔离阀、管道及球床高温气冷堆。

背景技术

核能，作为一种低碳能源，在环境保护、CO₂减排和可持续发展方面具有重要意义。但自2011年3月日本福岛发生地震海啸引发核电站事故后，更高标准的核安全技术受到核行业工程师和专家的重视。

球床高温气冷堆由于其固有安全性、衰变热非能动载出等安全特性引起核专业同行研究人员的关注。清华大学核能与新能源技术研究院在10MW高温气冷实验堆的技术基础上，设计开发了可商业应用的球床模块式高温气冷示范堆。球床高温气冷堆采用控制棒和吸收球停堆系统两套停堆系统。

在球床高温气冷堆中，吸收球停堆系统通过含碳化硼的中子吸收球实现冷停堆和功率调节功能。当需要停堆时，位于压力容器顶部贮球罐内的吸收球通过重力下落到侧反射层的堆芯内达到停堆功能。当启堆时，通过气力输送方式将堆芯中的吸收球送回至贮球罐内，实现功率调节功能。气力送回吸收球有正压吹送与负压吸送两种方式。在负压气力吸送方式回球时，若在压力容器外进行氦气吸送的安全1级管道发生断裂，则单相氦气输送管道内快速失压，可能导致侧反射层堆芯落球孔道内的吸收球迅速被吸回到堆顶贮球罐内（或导致吸收球被气流带出事故），从而将引入正反应性事故。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明所要解决的技术问题是：提供一种非能动单向隔离阀，以克服现有技术由于压力容器外的管道发生断裂时导致事故的技术问题。

（二）技术方案

为了解决上述的技术问题，一方面，本发明提供了一种非能动单向隔离阀，包括单向隔离阀下阀体、单向隔离阀上阀体和单向隔离阀阀球，所述单向隔离阀阀球放置在阀球支承座上，所述阀球支承座与所述单向隔离阀下阀体固定连接；所述单向隔离阀下阀体和所述单向隔离阀上阀体螺栓连接或双头螺柱连接。

优选地，所述单向隔离阀下阀体与所述单向隔离阀上阀体的接触表面为相匹配的凹凸结构。

优选地，所述单向隔离阀上阀体的内表面为球面；所述球面与所述单向隔离阀阀球的外表面相匹配。

优选地，所述单向隔离阀下阀体和所述单向隔离阀上阀体之间安装有O型圈或密封垫片。

优选地，所述阀球支承座为3个以上。

优选地，所述管道中的气体流速取决于所述单向隔离阀阀球的材料和大小、所述单向隔离阀下阀体和所述单向隔离阀上阀体内部孔径以及单向隔离阀阀球的外表面与所述单向隔离阀上阀体内表面匹配度。

另一方面，本发明还提供了一种管道，包括上述所述非能动单向隔离阀，所述单向隔离阀下阀体和所述单向隔离阀上阀体分别与管道固定连接。

优选地，所述固定连接为焊接连接。

优选地，所述固定连接为法兰连接；所述单向隔离阀下阀体和所述单向隔离阀上阀体夹于不锈钢下法兰和不锈钢上法兰之间；所述不锈钢下法兰与所述单向隔离阀下阀体之间安装有O型圈或密封垫片；所述不锈钢上法兰与所述单向隔离阀上阀体之间安装有O型圈或密封垫片。

另一方面，本发明提供了一种球床高温气冷堆，包括上述所述管道，所述管道为贮球罐出口到压力容器之间的管道的一部分。

（三）有益效果

本发明所提供的一种非能动单向隔离阀具有如下优点：

一、在球床高温气冷堆吸收器停堆系统的贮球罐出口到压力容器之间的管道上安装非能动单向隔离阀，起到低流速下的气体通流功能和高流速下的气体滞止作用，可缓解由于断管可能引入的正反应性事故，从而为处理事故提供了时间；二、可以实现高温高压气体流动过程中的单向隔离气流作用；三、可以起到无泵以及无任何机械运动部件时的非能动隔离作用，由于无机械运动部件，其使用寿命相对较长；四、非能动单向隔离阀结构精巧，可直接安装于气体输送管道上，不需要支承架等结构，简单易行；五、可以设计不同密度和不同大小的单向隔离阀阀球，从而达到隔离时的不同的气流流速要求。

附图说明

图1为本发明的非能动单向隔离阀整体结构图；

图2为本发明的非能动单向隔离阀俯视图；

图3为本发明的单向隔离阀下阀体的三维图；

图4为本发明的单向隔离阀上阀体的三维图；

图5为本发明实施例二管道结构图；

图6为本发明实施例三管道结构图。

以上图中：1-管道；2-单向隔离阀下阀体；3-单向隔离阀上阀体；4-单向隔离阀阀球；5-不锈钢下法兰；6-不锈钢上法兰；7-阀球支承座。

具体实施方式