[发明专利]一种核电站堆顶排气用电磁动截止阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种阀门，具体是一种核电站堆顶排气用电磁动截止阀。

背景技术

大型先进压水堆核电站（CAP1400）是国家中长期科技发展规划纲要中确定的16个重大科技专项之一，电磁动截止阀（包括核1、2、3级）在该堆型核电站中担任着十分重要的角色，主要用于主系统、堆芯冷却系统、取样系统和应急可居留系统，这些系统的管路中一般为高温高压介质，电磁动截止阀的工作环境也比较特殊，尤其在事故工况条件下，一般为高湿、高热、高辐射，同时还伴随着一定的环境压力。

过去由于国内对核电站用高温高压电磁动截止阀的研究基础比较薄弱，无论是在产品结构方面，还是在材料的选择与应用方面，均无法保证产品在上述高温高压的系统条件及高湿、高热、高辐射的环境条件下长期连续使用，特别是高温高压条件下阀门内部件之间的间隙配合以及连续操作条件下的密封性能，所以核电站用核级电磁动截止阀这一领域一直由国外垄断。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种能够满足大型先进压水堆核电站（CAP1400）所需要的核1级电磁动截止阀，该电磁阀必须能够承受高温高压的管路介质条件及高湿、高热、高辐射的环境条件，并且体积小、重量轻，适应系统模块设计的需要。

采用的技术方案是：

一种核电站堆顶排气用电磁动截止阀，包括主阀体组件、辅阀体组件、阀盖、电磁驱动机构和电气接插件，主阀体组件，包括阀体、套筒和阀套组件。阀套组件包括阀套、非磁管和隔热套，非磁管下端与阀套上端口螺纹连接后，再用氩弧焊焊固。隔热套固定设置在阀套内。

阀套坐设在阀体的上端，通过螺母和承压螺栓连接成整体。套筒设置在阀体的阀腔内。

辅阀体组件，由阀头、阀杆和活塞装配成，阀杆和阀头设置在套筒内。在阀套和阀体之间设置有导向体，导向体内装设有弹簧，阀杆穿过导向体内设置的弹簧和隔热套与动铁芯连接。

电磁驱动机构，包括动铁芯、线圈组件、线圈外壳体、静铁芯，线圈组件装设在线圈外壳体的线圈室内，线圈外壳体套装在非磁管上，线圈外壳体下端与阀套上端外壁螺纹连接。动铁芯设置在非磁管内，静磁铁设置在非磁管内，位于动铁芯上方。阀盖设置在线圈外壳体的上方，且与线圈外壳体固定连接。信号装置设置在阀盖内，电气接插件与阀盖侧壁上的插接口螺纹连接。信号装置为已知技术。

上述隔热套外壁上开设有多个迷宫槽，阀套外壁上有多个散热片。

上述阀体与阀套连接处之间设置中口密封垫，为不锈钢石墨绕垫。套筒下端与阀体接触处设有密封垫。

电磁阀主要技术参数

1）操作方式：电磁分步直动式驱动；

2）阀门安全等级：核1级；

3）电磁驱动装置安全等级：1E/K1；

4）抗震要求：1A；

5）设计压力：17.2MPa；

6）设计温度：350℃；

7）工作压力：17.2MPa；

8）工作温度：321℃；

9）工作介质：蒸汽、反应堆冷却剂等水；

10）绝缘等级：H级；

11）连接方式：对接焊；

12）开启时间：≤2S；

13）地震加速度：3个方向≤6.0g；

14）线圈电源：DC220V；

15）工作制：长期；

16）信号装置：有（无源触点信号）；

17）承压部件设计使用寿命：60年；

18）防护等级：IP68；

电磁阀动截止工作原理

电磁阀采用分步直动式电磁驱动结构（也称强制先导式），利用辅阀和主阀两级动作完成电磁阀的开关动作。在断电状态下，辅阀在弹簧力、重力和介质压力的共同作用下关闭，主阀在弹簧力、重力以及介质压力作用下关闭，使整个电磁阀处于关闭状态。

当线圈组件通电时，产生电磁力，屏蔽套组件内的辅阀、动铁心在电磁力的驱动下 带动阀杆、辅阀压缩弹簧向上运动并与静铁芯闭合，活塞上腔的高压介质瞬间从打开的辅阀先导口排出，活塞因此受到了介质强大的反作用力，此时，活塞在反作用力、电磁拉力和介质压差的共同作用下，向上运动打开阀门，工作介质由进口端流入出口端。

同时，由于动铁心在电磁力的作用下与屏蔽套组件的静铁心闭合，动铁心上方的信号支杆向上运动，其上端的永久磁铁的磁性穿过屏蔽套管作用于开阀信号接收装置的干簧管上，将开阀信号反馈给控制台。