[发明专利]核电蒸汽超轻型水冷却自压自封阀门

说明书

技术领域

本发明涉及一种阀门，更确切的说是一种把核电蒸汽的自身压力变作阀门开与关的动力，实现无活密封超轻型水冷却的自压自封阀门。

背景技术

人类对阀门的应用已有几百年的历史了，一直沿用至今的主要有截止阀、闸阀、蝶阀和球阀等；而密封圈历来就是任何一种阀门必不可少的终身配件。特别是静止的阀盖和阀杆旋转之间的缝隙密封(活密封)，以及密封于高温高压的各种阀门，其调整、更换密封圈就更为频繁了。当今世界虽然高新技术正在快速发展，却也只是在密封圈的材质方面进行提升，而未曾在阀门设计方面实施排除使用密封圈或改善密封圈使用环境及减轻阀门开与关力度的优良方法。例如，一个公称通径为100mm的截止阀，使用在公称压力8Mpa的介质中，其关闭的力量必须大于6280Kg，而采用本设计的方案，只需90Kg的启动力量即可。正是由于关闭的力度太大，才有了2010年7月16日大连大独山深港油库管道爆炸燃烧时，需要几十名青年男子进行轮流操作才把油源的阀门关住，又如2011年3月，日本福岛核能发电厂大型备用的发电机组被海啸冲走，无大功率电源，打不开阀门加不进水而眼睁睁地候着“生料棒”被烧裂导致核泄漏。如果利用本技术的快速阀门，只需一人轻松一提，即能快速关闭。

当今世界能源危机迫在眉睫，而核电的安全更引发争议的焦点。于是，本技术的应用，不但可以减少核电厂大笔的“加水”费用，而且也可减少核电厂为之应急而备的多组大型发电机组；更是对核电安全增添了一份可靠的保障。

发明内容

本发明的目的在于提供一种把蒸汽的自身压力变作阀门开与关的动力，实现无活密封超轻型水冷却的自压自封阀门。

为了达到上述目的，本发明采取的解决方案是：一种核电蒸汽超轻型水冷却自压自封阀门，它包括阀体，阀体中设有一号气室、进口和出口，阀瓣封在出口处，阀瓣中设有先导孔，内衬筒套在阀盖内，内衬筒和阀瓣之间有缝隙，内衬筒内形成二号气室，阀盖固定在阀体上，阀杆和开关导杆活配连接，开关导杆和阀杆芯子活配连接，阀杆和开关导杆和阀杆芯子都由封闭缸进行密封，仅有阀杆尖塞头暴露在先导孔之外，阀杆芯子中有芯子内磁环。

该阀门采取了全封闭的方式，即就是将阀盖与阀杆之间的缝隙用封闭缸进行封闭，改变动密封为静密封，或利用焊接的工艺将冷却缸底部与封闭缸实行固定焊接，使其永不泄漏(排除了活密封)。在内外隔绝的状况下，利用高磁钕铁硼的吸力或电磁吸力来牵引内部阀杆动作实施阀门的开与关。然而，磁铁吸力仅几十公斤而已，如何发挥几百公斤甚至几千公斤的作用，正是本案的重点创新之处。其方法是：将阀门内体分别设置两个承压气室。一号气室设置在阀瓣上部的周围作为开启阀瓣的动力；又在阀瓣的下平面设置二号气室，利用蒸汽的自身压力将阀瓣与出口压紧关严(因出口处属于零压力)。当阀门需要开启时，只要将二号气室稍微降压，一号气室内的压力立刻变为打开阀瓣的动力。这样，既实现了自压自封、又达到了自压开启；不但重压关严而且开启容易。

例如：一个公称通径为100mm的截止阀，使用在公称压力8MPa的介质中，其关闭的力量必须大于6280Kg，而采用本设计的方案，只需90Kg的启动力量即可，而封闭的力度最高可达8000余公斤。其计算公式如下：假设：公称通径100mm，公称压力8MPa，公称通径100mm：50×50×3.14×0.8Kg＝6280Kg，阀门出口管外径(最高封闭力度)，EQSNΦ165.2mm-0.2mm＝165mm(FBΦ)，二号气室与阀瓣缝隙面积XDΦ11.6mm：5.8×5.8×3.14×0.8Kg＝84.5Kg，加之阀瓣的自重，可见启动力量仅需90Kg；再经螺杆或齿轮的变数，实际启动力度不及20Kg而已。

为了排除核能的高温对阀门执行部件的损坏，该阀门还采取了倒装和水冷却的方式，即就是将冷却缸和阀盖由隔热支撑管连接；冷却缸上有冷却水进口和出口，冷却缸内有内胆、储油缸(润滑油)、封油缸、开关导杆，导杆上头有内螺纹与阀杆外螺纹活配，下头置有长方形连接模块与阀杆芯子连接；冷却水在内胆外围循环。封闭缸固定在冷却缸底部，封闭缸内置有阀杆芯子，芯子外围嵌有内磁环。牵引缸罩住封闭缸，牵引缸的外磁环正好和阀杆芯子的内磁环在同一水平线上，牵引缸外磁环的外围再套封磁缸；牵引缸底部中心刻有方孔与控制螺杆相配，控制螺杆上置有开与关的限位开关，开关基座上刻有导槽由导杆控制着限位开关只能上下运行，控制螺杆的另一头是动力连接点，由支撑缸底部的轴承定位，支撑缸上口由螺钉固定在冷却缸底部，支撑缸开有边门便于限位开关的调式和维修。

附图说明