[发明专利]一种应用于高温气冷堆的停球器

说明书

技术领域

本发明涉及反应堆工程，具体涉及一种应用于高温气冷堆的停球器。

背景技术

球床高温气冷堆采用球形燃料元件（下文简称为球形元件）多次通过堆芯的方式实现不停堆连续运行。在HTR-PM示范电站中，双堆每天参与循环的燃料球数量达12000个，循环速度250个/小时，快速循环速度高达375～500个/小时，每天双堆装入的新燃料和卸出的乏燃料均约为800个。中国发明专利CN101083153B针对HTR-PM项目公开了一种在高温气冷堆线换料系统，相对于HTR-10高温气冷实验堆而言，HTR-PM的燃料装卸与循环负荷的大幅度提高，在各球流管路系统中，除执行单一化输送功能外，在所述在线换料系统的堆芯燃料循环燃耗测量工艺、新燃料装料和乏燃料卸料的气氛切换工艺，以及其他需要燃料球暂存的管路中，均必须设置一种对流动中的单列燃料球执行通断功能的停球器，通过对成串的球形元件进行批量化操作以满足运行速度和能力的要求，从而保证示范电站的可利用性和经济性。

现有技术中，有一种针对工作腔室含放射性粉尘的热态工况下的氦气空间密封传动装置可以执行类似功能，该装置设置了散热结构和过球通道，能够在对中温热氦可靠密封条件下，保证球形元件、粉尘和碎渣顺利通过。该装置适用于无放射性的新燃料球的停球与通过，对于具有强放射性和带余热的堆芯循环球形元件或乏燃料元件，一方面单次停球量大且停球时间长，另一方面过球量大，因而装置承受的温度较高，累积γ射线辐照剂量大，所公开的装置不能满足长期运行的可靠性要求。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供一种应用于高温气冷堆的停球器，该停球器可以针对强放射性和带余热的单列球形元件执行截停和导通功能，并在高温堆寿命期内能够满足长期间歇式运转的运行可靠性要求。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种应用于高温气冷堆的停球器，其特征在于，所述停球器包括箱体组件、动力部件、磁力传动器、转子组件和屏蔽，其中：

箱体组件包括表面带有过球通孔和转子沉孔的箱体，以及与所述箱体焊接的进球管和出球管，所述过球通孔、进球管和出球管同轴等径，且其轴线与所述转子沉孔的轴线垂直；

磁力传动器包括内磁组件、隔离罩、外磁组件和支架，所述支架通过第一组紧固件和第一密封件压紧隔离罩，并与箱体组件相连；

转子组件包括轴承和转子，所述转子通过轴承支撑于箱体的转子沉孔内，并与磁力传动器的内磁组件相连；转子带有一个轴线与过球通孔的轴线垂直的转子通孔，所述转子通孔的直径与过球通孔、进球管和出球管的直径相等，并大于球形元件的直径；

所述屏蔽与磁力传动器的支架相连，所述动力部件置于屏蔽内，并通过联轴器组件与磁力传动器的支架相连。

优选地，所述停球器还包括一个设有散热翅片和通孔的中法兰，所述中法兰两端通过紧固件和密封件分别与箱体组件和磁力传动器相连，转子的转轴穿过中法兰通孔。

优选地，所述转子通孔、过球通孔、进球管和出球管的直径在62-65mm范围内。

优选地，所述动力部件由带旋转变压器的交流伺服电机和行星齿轮减速机组成。

优选地，所述轴承为耐热耐磨合金轴承。

优选地，所述轴承有两个，并分别安装于箱体内的转子两侧。

优选地，所述磁力传动器中的磁性材料采用稀土永磁材料。

（三）有益效果

本发明至少具有如下的有益效果：

本发明主要通过在转子上设置转子通孔来执行对单列球形元件的截停和导通功能。在动力部件提供动力、磁力传动器传动的情况下，转子可以通过转动来使转子通孔与箱体的过球通孔相联通或者不联通（亦即截止），从而可以通过控制转子的转动来执行对单列球形元件的截停和导通功能。

与现有技术中的电动球阀类似，本发明的装置对应于阀座、阀芯和电动装置的部件分别为箱体、转子和驱动部件。但是，电动球阀主要适用于液态和气态介质的通断，其内部密封件，如阀杆填料、阀座密封、球体密封等耐温和耐辐照性能受到限制，且运转寿命受与阀门开关次数密切相关，通常核电阀门在2000～5000次。而本技术发明的停球器的主要功能是对单列连串球形元件进行截停和导通，没有内密封要求，不考虑转子磨损，采用伺服系统控制，能满足数万次频繁启停，并能满足强γ射线辐照剂量下的长寿命可靠运行要求。