[发明专利]一种安全级电动球阀

说明书

技术领域

本发明属于阀门技术领域，特别地涉及一种应用于球床高温堆的安全级电动球阀。

背景技术

球床高温气冷堆采用球形燃料元件多次通过堆芯的方式实现不停堆连续运行，反应堆运行期间，每天需要从堆芯卸出一定数量的乏燃料和未达到目标燃耗的燃料球，后者占绝大部分，并需要利用载带氦气气力输送返回堆芯继续反应和再次循环，同时，还需要向堆芯装入与卸出乏燃料数目相等的新燃料元件，以保证反应堆的反应性。在进出堆芯的燃料装卸系统中燃料球管路上的第一道阀门位于反应堆压力边界处，属于安全级阀门。与其他安全级阀门不同，除执行反应堆冷却剂隔离的安全功能外，燃料装卸系统球流管路上的安全级阀门还需要保证燃料球的过球通畅，因此，只能采用球阀结构。

中国发明专利CN102606760A“核一级电动球阀”公布了一种固定上装式核一级电动球阀，其套筒式阀座满足260℃下氦气内泄漏率小于≤1X10^-3Pam³/s的要求，同时采用多重密封氦气解决阀杆外泄漏率≤1X10^-6Pam³/s的要求。但是该球阀结构中的阀座和阀杆中的O型圈密封均为软密封材料，难以在260℃以上的高温长期运行，且目前所有的软密封材料耐辐照剂量均小于≤1X10⁵Gy，而燃料装卸系统中球流管路上的安全级球阀由于有高辐照剂量燃料球的通过，其阀座和阀杆密封件均必须满足耐辐照剂量≥1×10⁶～10⁷Gy的要求。因此CN102606760A公布的核一级电动球阀中采用的杂萘联苯聚醚砜酮阀座密封和带O型圈的阀杆密封均不能用于燃料装卸系统中球流管路上的安全级球阀对耐高温和耐辐照的特殊要求。

中国发明专利CN102734486A“一种低温球阀阀门组合密封装置”公开了一种适用于低温的组合密封球阀，采用了波纹管和聚四氟乙烯弹性密封环阀座将动密封变为静密封解决阀门内漏问题，同时在上下阀杆上设置凸轮控制弹性阀座的运动以延长密封寿命，控制凸轮为小圆外接正方形被大圆相切，相应球体也被4个立面相切；其他静密封部位采用了O型圈密封，这些弹性密封件不能满足高温和强放射性和流动性极强的氦气的密封，该专利同样采用了阀杆填料密封，渗透性超强的氦气很容易从阀杆动密封泄漏，并且动密封下阀杆对填料的磨损以及高辐照剂量对填料性能的影响将进一步加剧氦气的泄漏。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：提供一种应用于球床高温堆燃料装卸系统球流管路上的安全级电动球阀，能够满足260oC以上高温氦气密封隔离要求，并确保在燃料球强辐照剂量下长期可靠密封。

（二）技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种应用于球床高温堆的安全级电动球阀，所述球阀包括：阀体、左阀座组件、阀球、右阀座组件、盲法兰、磁力传动器和电动装置，所述阀球由上阀杆、球体和下阀杆组成，以所述球体为中心，所述左阀座组件和右阀座组件在所述阀体的流道及内腔对称分布；

所述阀体为整体锻件加工件，下部为直通气流通道，中部与通道垂直方向上是一个具有多级台阶的通孔，所述通孔底部通过第四组紧固件及密封件与所述盲法兰连接；所述左阀座组件、和阀球和右阀座组件通过所述通孔上部空间装入所述阀体的通道内，所述阀球的下阀杆置于所述盲法兰的盲孔内。

优选地，所述磁力传动器由内转子、隔离套、外转子、轴承和支座组成，所述内转子、外转子的磁性材料采用耐高温的稀土钐钴材料，所述轴承采用耐磨自润滑的合金轴承，所述内转子组件通过与所述上阀杆相连，所述外转子与所述电动装置相连，支座用于支承所述电动装置，通过第一组紧固件和密封件与所述阀体相连。

优选地，所述左阀座组件与右阀座组件均由金属波纹管、蝶形弹簧、套筒座和支承座组成，硬密封件镶嵌在所述套筒座内；所述金属波纹管一端与所述套筒座焊接，另一端与所述支承座焊接；所述支承座的另一端与所述阀体的第二凸台焊接，所述套筒座另一端插入所述阀体的孔道内；所述蝶形弹簧卡装在所述支承座和所述套筒座之间；在所述套筒座与所述阀体的第一凸台之间有一个移动间隙，所述左阀座组件和右阀座组件利用所述套筒座可以在阀体通道内轴向运动。