[发明专利]新型无泄漏安全阀

说明书

本发明涉及安全阀，特别是新型无泄漏安全阀

安全阀是所有内部盛有压力可变介质的压力容器或系统必不可少的超压保护设备。

现有的安全阀有两大类：直接作用式安全阀和间接作用式安全阀，就功能而言，又分安全功能和释放功能。

现用于以轻水堆冷却剂的核反应堆超压保护系统中的安全阀，一般为弹簧式安全阀，是一种直接作用式安全阀，这种安全阀是在压力介质的直接作用下开启，阀瓣与阀座之间的密封力为阀瓣上弹簧的作用力与阀瓣下价质的作用力之差。当介质压力接近安全阀的开启压力时，因阀瓣与阀座的密封比压过小而开始泄漏。从开始泄漏到开启压力这个压力区间称为弹簧式安全阀的先泄漏区间。采用以辅阀来控制主阀开启的安全阀是一种间接作用式安全阀。这种安全阀的主阀瓣为反向密封，其密封比压随系统压力介质的压力增加而增加，密封性能好。当辅阀开启时，来自阀入口腔的压力介质进入活塞上腔，因活塞的横断面积几倍于主阀瓣的有效压力面积，活塞上腔的压力不用升得太高，就顶开主阀瓣。当压力下降到辅阀的关闭压力时，辅阀关闭，活塞上腔的压力介质泄漏而无补充，压力迅速下降，当压力降到顶主阀瓣的作用力小于主阀瓣预紧弹簧和压力介质对阀瓣的作用力之和时，主阀瓣迅速关闭。

间接作用式安全阀解决了主阀的密封问题，但如果辅阀仍为弹簧式安全阀，则起控制作用的辅阀的先泄漏区间依然存在而易使密封面损坏。随着密封面的损坏，泄漏量加剧，开启压力偏差加大，工作寿命缩短。

德国的100万千瓦核电站使用的间接作用式安全阀，其辅阀是弹簧式安全阀。为解决其先泄漏，在辅阀的阀瓣上加上了一个电磁作用力，到开启压力时，先卸去电磁作用力而后才能开启，一旦不能准时卸去电磁作用力，安全阀不能在给定压力上开启，被保护系统就要超压，这种阀是离不开外能源帮助，靠外能源控制而工作的一种安全阀。

美国电力研究所在1982年12月《PWR Safety and Relief Valve TestProgram》EPR1 NP-2292 Project V102的最终报告中所公开的间接作用式安全阀；我国1987年3月16日申请的(专利号：87101900)引导式安全阀，虽然都解决了辅阀的先泄漏问题，但存在着严重的缺陷是，辅阀对压力介质的纯洁度要求很高，其中不能含有固体颗粒物，哪怕是微小的颗粒物，夹在辅阀的密封面上，都要导致辅阀泄漏，较大泄漏量导致主阀不能关闭，使堆一回路失水，有使堆芯烧毁的危险。用辅阀控制主阀开启的间接作用式安全阀，对被保护系统中的水质要求很高，日本对它是不感兴趣的，加之间接作用式安全阀结构复杂，制造工艺要求极严格，或本费高，因而难以推广到非核系统中使用，特别是水质不太好的非核系统。

本发明的目的在于提供一种既能用于以轻水为冷却剂的核反应堆超压保护系统，又能广泛使用于非核系统中使用的安全阀。它没有辅阀，而又不存在先泄漏区间，是一种新型的无泄漏安全阀。整个装置可靠性好，使用寿命长，结构简单，便于制造，从而使之具有更好的超压保护效果。

本发明提供的新型无泄漏安全阀，如图1所示。当阀处于工作状态时，通过旋转调节螺塞[13]，压缩加载弹簧[11]，其力通过阀杆[8]传递给阀瓣[7]，使阀瓣[7]维持密封，如图5所示，此力为62KN。当阀入口管咀内合有压力介质水或蒸汽时，介质使阀瓣[7]产生一个向上的作用力，此力随介质压力增加而增加，而阀瓣[7]的密封力随介质压力增加而减少，当介质压力上升到17.9MPa时，如图5所示，阀瓣[7]的密封力下降到15KN，与此同时，通过连接管[24]进入膜片[23]上腔的压力介质，使活塞[17]产生一个向下的力，当介质村力上升到17.9MPa时，活塞[17]的推杆，推使传力盘[16]与杠杆[15]接触，开始对杠杆[15]施加作用力，当介质压力上升到18MPa时，传力盘[16]通过杠杆[15]作用在加载弹簧座[10]的向上作用力和介质作用在阀瓣[7]下面的总力达到15AN。此时阀瓣[7]的密封力减到零。当介质压力再增加一个极小值时，阀瓣[7]的密封面与阀座的封面脱开，介质经密封面处进入到阀的出口腔，与此同时进入两密封面间的压力介质，使阀瓣[7]增加一个向上的力。通过合理设计，可使此力大于15KN，超过的力可使加载弹簧[11]所压缩的值等于给定排放量所需要的阀瓣[7]的开启高度。当系统压力降至阀关闭压力时，阀瓣[7]迅速关闭并维持密封。从而完成安全阀的安全功能。如图1所示，开启压力可以通过旋转调节螺塞[194准确地进行调整。排量、即阀瓣[7]的升程，启闭压差值的大小，可以通过调整上调压盘[5]和下调压盘[3]以及调节螺塞[13]来实现。