專利名稱:一種用于高溫氣冷堆的分置式蝶閥驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動(dòng)蝶閥的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，特別是涉及一種用于高溫氣冷堆的分置式蝶閥驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
高溫氣冷堆是以石墨為慢化劑、氦氣為冷卻劑的高溫反應(yīng)堆，是一種具有固有安全性、發(fā)電效率高、用途極為廣泛的先進(jìn)核反應(yīng)堆。2006年1月，國(guó)務(wù)院正式發(fā)布的《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要O006-2020年)》中“大型先進(jìn)壓水堆及高溫氣冷堆核電站”被列入國(guó)家重大專項(xiàng)。在該專項(xiàng)的支持下，目前正在建設(shè)一座電功率為20萬(wàn)千瓦級(jí)的高溫氣冷堆核電站示范工程。
高溫氣冷堆一回路總體結(jié)構(gòu)如圖1所示，反應(yīng)堆12與蒸汽發(fā)生器13分別設(shè)置在兩個(gè)壓力容器內(nèi)，其間用熱氣導(dǎo)管15相連接，構(gòu)成“肩并肩”的布置方式。反應(yīng)堆堆芯由氦氣冷卻。氦氣冷卻劑額定壓力7MPa，依靠主氦風(fēng)機(jī)14驅(qū)動(dòng)，在反應(yīng)堆一回路內(nèi)部進(jìn)行強(qiáng)迫循環(huán)，從堆芯帶走熱量而升溫，流經(jīng)蒸汽發(fā)生器，將熱量傳給二回路的水而降溫，形成閉式循環(huán)。主氦風(fēng)機(jī)14立式布置，安裝在蒸汽發(fā)生器13正上方，主氦風(fēng)機(jī)14與蒸汽發(fā)生器13 安裝在蒸汽發(fā)生器殼體16內(nèi)。
根據(jù)圖1，主氦風(fēng)機(jī)14布置在反應(yīng)堆一回路壓力容器內(nèi)，與反應(yīng)堆堆芯直接連通。 如果不對(duì)一回路氦氣冷卻劑流道采取任何措施，發(fā)生反應(yīng)性事故等事故工況時(shí)，主氦風(fēng)機(jī) 14將被停機(jī)，反應(yīng)堆停堆，堆芯內(nèi)產(chǎn)生的較大流量的高溫氦氣將反向自然循環(huán)，直接經(jīng)過(guò)一回路壓力邊界，進(jìn)入主氦風(fēng)機(jī)14內(nèi)部，從而對(duì)主氦風(fēng)機(jī)14葉輪、一回路壓力邊界等造成損壞，因此有必要在一回路氦氣冷卻劑流道內(nèi)設(shè)置擋板。事故工況下，關(guān)閉擋板，截?cái)嗔鞯纼?nèi)的介質(zhì)流動(dòng)，阻止一回路氦氣冷卻劑發(fā)生反向自然循環(huán)。此時(shí)，一回路氦氣冷卻劑只可能發(fā)生擴(kuò)散，對(duì)一回路壓力邊界、主氦風(fēng)機(jī)葉輪等的影響將非常小。另外，主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口前會(huì)布置管道，主氦風(fēng)機(jī)出口后也可能布置管道。從擋板安裝和檢修的角度考慮，擋板可以安裝在這些管道上；此時(shí)，主氦風(fēng)機(jī)的檢修設(shè)計(jì)可以兼顧擋板的檢修，所以在主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口管道和 /或出口管道安裝擋板是比較合理的。
結(jié)合高溫氣冷堆的設(shè)計(jì)，擋板的設(shè)計(jì)將面臨300°C高溫、7MPa高壓、氦氣、無(wú)油潤(rùn)滑、空間有限五個(gè)主要設(shè)計(jì)難點(diǎn)。擋板的功能主要是截?cái)嗪徒油ü艿纼?nèi)的氦氣流動(dòng)。對(duì)于此要求，常用的解決辦法為在管道內(nèi)安裝閥門。由于空間有限，電動(dòng)閥門將是最佳選擇；同時(shí)，在所有可用于截?cái)嗪徒油ü艿纼?nèi)介質(zhì)流動(dòng)的閥門類型中，蝶閥具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小的特點(diǎn)，所以優(yōu)先考慮蝶閥。對(duì)于常規(guī)電動(dòng)蝶閥，閥門本體可以承受300°C高溫，但閥門的電動(dòng)裝置工作溫度一般為-20°C +60°C，目前還沒(méi)有可以直接工作于300°C高溫的電動(dòng)裝置成熟產(chǎn)品，所以有必要對(duì)現(xiàn)有電動(dòng)蝶閥驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，從而滿足擋板使用要求。另外，相對(duì)其它氣體，相同工況下的氦氣的摩擦系數(shù)大，并且高溫氣冷堆一回路內(nèi)部不允許引入潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂來(lái)污染一回路氦氣冷卻劑，這對(duì)常規(guī)電動(dòng)蝶閥驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)支承軸承等的潤(rùn)滑處理提出了挑戰(zhàn)。[0006]綜上所述，常規(guī)電動(dòng)蝶閥的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)不能滿足高溫氣冷堆一回路擋板的使用要求，有必要對(duì)常規(guī)電動(dòng)蝶閥的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，從而滿足使用要求。相關(guān)文獻(xiàn)涉及高溫氣冷堆一回路內(nèi)需要設(shè)置擋板的內(nèi)容，但是沒(méi)有對(duì)擋板具體結(jié)構(gòu)的介紹，所以沒(méi)有可供參考的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服高溫氣冷堆一回路高溫氦氣摩擦系數(shù)大、支承軸承無(wú)油潤(rùn)滑、使用空間有限的條件限制，實(shí)現(xiàn)在高溫、高壓氦氣環(huán)境下對(duì)蝶閥的驅(qū)動(dòng)控制，使得在高溫氣冷堆事故工況下能發(fā)揮擋板的作用，保護(hù)一回路壓力邊界和主氦風(fēng)機(jī)部件等的安全，提高高溫氣冷堆的運(yùn)行可靠性。
( 二 )技術(shù)方案
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種用于高溫氣冷堆的分置式蝶閥驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該蝶閥驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由電動(dòng)裝置、連接桿、聯(lián)軸節(jié)、減速器組成。其中，連接桿聯(lián)軸節(jié)和減速器安裝在主氦風(fēng)機(jī)葉輪所在的高溫風(fēng)機(jī)艙內(nèi)，電動(dòng)裝置安裝在低溫的主氦風(fēng)機(jī)電機(jī)艙內(nèi)； 電動(dòng)裝置的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸節(jié)和連接桿穿過(guò)風(fēng)機(jī)艙殼體連接減速器的輸入軸；減速器輸出軸與被驅(qū)動(dòng)的蝶閥的閥軸同軸。
電動(dòng)裝置布置在低溫的主氦風(fēng)機(jī)電機(jī)艙內(nèi)，其余部件布置在高溫環(huán)境內(nèi)，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)蝶閥進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，解決了電動(dòng)裝置不能在高溫下使用的問(wèn)題。
上述連接電動(dòng)裝置和減速器的聯(lián)軸節(jié)和連接桿穿過(guò)風(fēng)機(jī)艙殼體處裝有機(jī)械密封， 以阻止風(fēng)機(jī)艙內(nèi)的高溫氦氣泄漏至電機(jī)艙中。
上述減速器為蝸輪蝸桿減速器，蝸輪齒與蝸桿齒經(jīng)過(guò)固體潤(rùn)滑涂層處理，蝸輪齒與蝸桿齒的接觸面上有固體潤(rùn)滑涂層。
為了滿足高溫氣冷堆一回路內(nèi)無(wú)油潤(rùn)滑的使用要求，采用陶瓷軸承支承蝸輪蝸桿減速器的蝸輪軸、蝸桿軸和蝶閥閥軸。
(三)有益效果
本發(fā)明所述的分置式蝶閥驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，適合在高溫氣冷堆有限的空間內(nèi)安裝使用；電動(dòng)裝置安裝在低溫的主氦風(fēng)機(jī)電機(jī)艙內(nèi)，避免了電動(dòng)裝置在高溫環(huán)境中使用； 同時(shí)由于無(wú)需使用潤(rùn)滑劑或潤(rùn)滑液，避免了對(duì)高溫氣冷堆一回路氦氣冷卻劑的污染。


圖1是高溫氣冷堆一回路總體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
其中，1 電動(dòng)裝置；2 第一聯(lián)軸節(jié)；3 機(jī)械密封；4 風(fēng)機(jī)艙殼體；5 連接桿；6 第二聯(lián)軸節(jié)；7 蝶閥蝶板；8 蝶閥閥體；9 蝸輪蝸桿減速器；10 法蘭盤連接管；11 蝸輪蝸桿減速器箱體；12 反應(yīng)堆；13 蒸汽發(fā)生器；14 主氦風(fēng)機(jī)；15 熱氣導(dǎo)管；16 蒸汽發(fā)生器殼體。
具體實(shí)施方式
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
本實(shí)施例中分置式蝶閥驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖2所示，電動(dòng)裝置1的輸出軸連接第一聯(lián)軸節(jié)2，第一聯(lián)軸節(jié)2與連接桿5連接，連接桿5的另一端連接第二聯(lián)軸節(jié)6，第二聯(lián)軸節(jié)6與蝸輪蝸桿減速器9的輸入軸連接，聯(lián)軸節(jié)與連接桿的數(shù)目依據(jù)電動(dòng)裝置1與蝸輪蝸桿減速器9之間的距離和連接桿是否穿殼來(lái)調(diào)整。
蝸輪蝸桿減速器箱體11與蝶閥閥體8通過(guò)法蘭盤連接管10連接，其中蝸輪蝸桿減速器9的蝸輪轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動(dòng)蝶閥蝶板7轉(zhuǎn)動(dòng)的閥軸同軸。
本實(shí)施例中的分置式蝶閥驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其工作過(guò)程是電動(dòng)裝置1工作，通過(guò)連接桿 5帶動(dòng)蝸輪蝸桿減速器9的蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)蝸輪蝸桿減速器9的蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)蝶閥蝶板7轉(zhuǎn)動(dòng)，直到蝶閥蝶板7轉(zhuǎn)動(dòng)到設(shè)定的角度值為止。
本實(shí)施例中驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的電動(dòng)裝置1和減速器9通過(guò)連接桿和聯(lián)軸節(jié)連接，減速器 11箱體與蝶閥閥體8通過(guò)法蘭盤連接管10相連接，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與蝶閥連成一體；在相同減速比情況下，蝸輪蝸桿體積比其它類型減速器小，所以使本驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)更加緊湊；同時(shí)，蝸輪蝸桿減速器可以提供自鎖功能，保證蝶閥可以在任意位置維持不動(dòng)。
為了滿足高溫氣冷堆一回路內(nèi)無(wú)油潤(rùn)滑的使用要求，采用陶瓷軸承支承蝸輪蝸桿減速器的蝸輪軸、蝸桿軸和蝶閥的閥軸。蝸輪齒和蝸桿齒的接觸面上有固體潤(rùn)滑涂層，代替潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂對(duì)蝸輪齒與蝸桿齒的潤(rùn)滑，減小了蝸輪和蝸桿在高溫氦氣環(huán)境下的摩擦， 延長(zhǎng)了蝸輪蝸桿減速器9的壽命。
風(fēng)機(jī)艙殼體4代表低溫的主氦風(fēng)機(jī)電機(jī)艙與主氦風(fēng)機(jī)葉輪所在的高溫的風(fēng)機(jī)艙之間的隔板。電動(dòng)裝置1布置在低溫的主氦風(fēng)機(jī)電機(jī)艙內(nèi)，其余部件布置在高溫的風(fēng)機(jī)艙內(nèi)；連接電動(dòng)裝置1和蝸輪蝸桿減速器9的連接桿5穿過(guò)殼體4處設(shè)置機(jī)械密封3。正常工況下，主氦風(fēng)機(jī)電機(jī)艙與風(fēng)機(jī)艙壓力相等，機(jī)械密封3將阻止風(fēng)機(jī)艙的高溫氦氣泄漏至電機(jī)艙；其另一作用是阻止主氦風(fēng)機(jī)檢修時(shí)一回路內(nèi)具有放射性的高溫、高壓氦氣泄漏。
由于蝶閥可以布置在主氦風(fēng)機(jī)進(jìn)口管處，也可以布置在主氦風(fēng)機(jī)出口管處，而分置式蝶閥驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與蝶閥連接在一起，所以分置式蝶閥驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的位置應(yīng)與蝶閥的位置相適應(yīng)。
本實(shí)施例驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)電動(dòng)裝置布置在低溫的主氦風(fēng)機(jī)電機(jī)艙內(nèi)，其余部件布置在高溫環(huán)境內(nèi)，回避了電動(dòng)裝置不能在300°C高溫下使用的缺點(diǎn)；并且采用固體潤(rùn)滑涂層處理后的蝸輪齒與蝸桿齒，同時(shí)使用陶瓷軸承作為蝸輪蝸桿減速器軸和蝶閥閥軸的支承軸承， 實(shí)現(xiàn)了高溫氣冷堆一回路無(wú)油潤(rùn)滑。
在上述實(shí)施例的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，如果蝶閥為三偏心蝶閥，可使其具有密封功能。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和替換，這些改進(jìn)和替換也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于高溫氣冷堆的分置式蝶閥驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，該分置式蝶閥驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)裝置(1)、連接桿(5)、聯(lián)軸節(jié)、減速器；所述電動(dòng)裝置(1)安裝在主氦風(fēng)機(jī)電機(jī)艙內(nèi)，連接桿(5)、聯(lián)軸節(jié)和減速器安裝在主氦風(fēng)機(jī)葉輪所在的風(fēng)機(jī)艙內(nèi)；電動(dòng)裝置(1)的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸節(jié)和連接桿(5)穿過(guò)風(fēng)機(jī)艙殼體(4)連接減速器的輸入軸；減速器的輸出軸與被驅(qū)動(dòng)的蝶閥的閥軸同軸。
2.如權(quán)利要求
1所述的用于高溫氣冷堆的分置式蝶閥驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述減速器為蝸輪蝸桿減速器(9)，其蝸輪齒與蝸桿齒經(jīng)過(guò)固體潤(rùn)滑涂層處理，蝸輪齒與蝸桿齒的接觸面上有固體潤(rùn)滑涂層；蝸輪蝸桿減速器(9)的蝸輪軸、蝸桿軸由陶瓷軸承支承。
3.如權(quán)利要求
1所述的用于高溫氣冷堆的分置式蝶閥驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，蝸輪蝸桿減速器箱體(10)與蝶閥閥體( 通過(guò)法蘭盤連接管(10)連接，其中蝸輪蝸桿減速器(9) 的蝸輪轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動(dòng)蝶閥蝶板(7)轉(zhuǎn)動(dòng)的閥軸同軸。
4.如權(quán)利要求
1至3任意一項(xiàng)所述的用于高溫氣冷堆的分置式蝶閥驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述連接電動(dòng)裝置(1)和減速器的聯(lián)軸節(jié)和連接桿( 穿過(guò)風(fēng)機(jī)艙殼體(4)處裝有機(jī)械密封⑶。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種電動(dòng)蝶閥的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，特別是涉及一種用于高溫氣冷堆的分置式蝶閥驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。本發(fā)明包括電動(dòng)裝置(1)、連接桿(5)、聯(lián)軸節(jié)、減速器；電動(dòng)裝置(1)安裝在電機(jī)艙內(nèi)，連接桿(5)、聯(lián)軸節(jié)、減速器安裝在風(fēng)機(jī)艙內(nèi)；電動(dòng)裝置(1)的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸節(jié)和連接桿(5)穿過(guò)風(fēng)機(jī)艙殼體(4)連接減速器的輸入軸；減速器的輸出軸與所驅(qū)動(dòng)的蝶閥的閥軸同軸。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，適合在高溫氣冷堆一回路有限的空間內(nèi)安裝使用；電動(dòng)裝置安裝在主氦風(fēng)機(jī)電機(jī)艙內(nèi)，避免了電動(dòng)裝置在高溫環(huán)境中使用；采用固體潤(rùn)滑涂層處理的蝸輪蝸桿做減速器，采用陶瓷軸承做支承軸承，所以無(wú)需使用潤(rùn)滑劑或潤(rùn)滑液，避免了對(duì)高溫氣冷堆一回路氦氣冷卻劑的污染。
文檔編號(hào)G21C15/14GKCN102221107SQ201110119968
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年5月10日
發(fā)明者吳宗鑫, 周惠忠, 張作義, 張勤昭, 王宏 申請(qǐng)人:清華大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan