一種用于高溫氣冷堆的分置式蝶閥驅動機構制造技術

本發明專利技術公開了一種電動蝶閥的驅動機構，特別是涉及一種用于高溫氣冷堆的分置式蝶閥驅動機構。本發明專利技術包括電動裝置(1)、連接桿(5)、聯軸節、減速器；電動裝置(1)安裝在電機艙內，連接桿(5)、聯軸節、減速器安裝在風機艙內；電動裝置(1)的輸出軸通過聯軸節和連接桿(5)穿過風機艙殼體(4)連接減速器的輸入軸；減速器的輸出軸與所驅動的蝶閥的閥軸同軸。本發明專利技術結構緊湊，適合在高溫氣冷堆一回路有限的空間內安裝使用；電動裝置安裝在主氦風機電機艙內，避免了電動裝置在高溫環境中使用；采用固體潤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，所以無需使用潤滑劑或潤滑液，避免了對高溫氣冷堆一回路氦氣冷卻劑的污染。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及電動蝶閥的驅動機構，特別是涉及一種用于高溫氣冷堆的分置式蝶閥驅動機構。
技術介紹
高溫氣冷堆是以石墨為慢化劑、氦氣為冷卻劑的高溫反應堆，是一種具有固有安全性、發電效率高、用途極為廣泛的先進核反應堆。2006年1月，國務院正式發布的《國家中長期科學和技術發展規劃綱要O006-2020年)》中“大型先進壓水堆及高溫氣冷堆核電站”被列入國家重大專項。在該專項的支持下，目前正在建設一座電功率為20萬千瓦級的高溫氣冷堆核電站示范工程。高溫氣冷堆一回路總體結構如圖1所示，反應堆12與蒸汽發生器13分別設置在兩個壓力容器內，其間用熱氣導管15相連接，構成“肩并肩”的布置方式。反應堆堆芯由氦氣冷卻。氦氣冷卻劑額定壓力7MPa，依靠主氦風機14驅動，在反應堆一回路內部進行強迫循環，從堆芯帶走熱量而升溫，流經蒸汽發生器，將熱量傳給二回路的水而降溫，形成閉式循環。主氦風機14立式布置，安裝在蒸汽發生器13正上方，主氦風機14與蒸汽發生器13 安裝在蒸汽發生器殼體16內。根據圖1，主氦風機14布置在反應堆一回路壓力容器內，與反應堆堆芯直接連通。 如果不對一回路氦氣冷卻劑流道采取任何措施，發生反應性事故等事故工況時，主氦風機 14將被停機，反應堆停堆，堆芯內產生的較大流量的高溫氦氣將反向自然循環，直接經過一回路壓力邊界，進入主氦風機14內部，從而對主氦風機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設置擋板。事故工況下，關閉擋板，截斷流道內的介質流動，阻止一回路氦氣冷卻劑發生反向自然循環。此時，一回路氦氣冷卻劑只可能發生擴散，對一回路壓力邊界、主氦風機葉輪等的影響將非常小。另外，主氦風機進口前會布置管道，主氦風機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，主氦風機的檢修設計可以兼顧擋板的檢修，所以在主氦風機進口管道和 /或出口管道安裝擋板是比較合理的。結合高溫氣冷堆的設計，擋板的設計將面臨300°C高溫、7MPa高壓、氦氣、無油潤滑、空間有限五個主要設計難點。擋板的功能主要是截斷和接通管道內的氦氣流動。對于此要求，常用的解決辦法為在管道內安裝閥門。由于空間有限，電動閥門將是最佳選擇；同時，在所有可用于截斷和接通管道內介質流動的閥門類型中，蝶閥具有結構簡單、體積小的特點，所以優先考慮蝶閥。對于常規電動蝶閥，閥門本體可以承受300°C高溫，但閥門的電動裝置工作溫度一般為-20°C +60°C，目前還沒有可以直接工作于300°C高溫的電動裝置成熟產品，所以有必要對現有電動蝶閥驅動機構結構進行改進，從而滿足擋板使用要求。另外，相對其它氣體，相同工況下的氦氣的摩擦系數大，并且高溫氣冷堆一回路內部不允許引入潤滑油或潤滑脂來污染一回路氦氣冷卻劑，這對常規電動蝶閥驅動機構支承軸承等的潤滑處理提出了挑戰。綜上所述，常規電動蝶閥的驅動機構結構不能滿足高溫氣冷堆一回路擋板的使用要求，有必要對常規電動蝶閥的驅動機構結構進行改進設計，從而滿足使用要求。相關文獻涉及高溫氣冷堆一回路內需要設置擋板的內容，但是沒有對擋板具體結構的介紹，所以沒有可供參考的結構設計。
技術實現思路
(一)要解決的技術問題本專利技術要解決的技術問題是克服高溫氣冷堆一回路高溫氦氣摩擦系數大、支承軸承無油潤滑、使用空間有限的條件限制，實現在高溫、高壓氦氣環境下對蝶閥的驅動控制，使得在高溫氣冷堆事故工況下能發揮擋板的作用，保護一回路壓力邊界和主氦風機部件等的安全，提高高溫氣冷堆的運行可靠性。( 二 )技術方案為了解決上述技術問題，本專利技術提供一種用于高溫氣冷堆的分置式蝶閥驅動機構，該蝶閥驅動機構由電動裝置、連接桿、聯軸節、減速器組成。其中，連接桿聯軸節和減速器安裝在主氦風機葉輪所在的高溫風機艙內，電動裝置安裝在低溫的主氦風機電機艙內； 電動裝置的輸出軸通過聯軸節和連接桿穿過風機艙殼體連接減速器的輸入軸；減速器輸出軸與被驅動的蝶閥的閥軸同軸。 電動裝置布置在低溫的主氦風機電機艙內，其余部件布置在高溫環境內，通過傳動機構對蝶閥進行調節控制，解決了電動裝置不能在高溫下使用的問題。上述連接電動裝置和減速器的聯軸節和連接桿穿過風機艙殼體處裝有機械密封， 以阻止風機艙內的高溫氦氣泄漏至電機艙中。上述減速器為蝸輪蝸桿減速器，蝸輪齒與蝸桿齒經過固體潤滑涂層處理，蝸輪齒與蝸桿齒的接觸面上有固體潤滑涂層。為了滿足高溫氣冷堆一回路內無油潤滑的使用要求，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)有益效果本專利技術所述的分置式蝶閥驅動機構結構緊湊，適合在高溫氣冷堆有限的空間內安裝使用；電動裝置安裝在低溫的主氦風機電機艙內，避免了電動裝置在高溫環境中使用； 同時由于無需使用潤滑劑或潤滑液，避免了對高溫氣冷堆一回路氦氣冷卻劑的污染。附圖說明圖1是高溫氣冷堆一回路總體結構示意圖；圖2是本專利技術實施例結構示意圖。其中，1 電動裝置；2 第一聯軸節；3 機械密封；4 風機艙殼體；5 連接桿；6 第二聯軸節；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 反應堆；13 蒸汽發生器；14 主氦風機；15 熱氣導管；16 蒸汽發生器殼體。具體實施方式下面結合附圖和實施例，對本專利技術的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本專利技術，但不用來限制本專利技術的范圍。本實施例中分置式蝶閥驅動機構如圖2所示，電動裝置1的輸出軸連接第一聯軸節2，第一聯軸節2與連接桿5連接，連接桿5的另一端連接第二聯軸節6，第二聯軸節6與蝸輪蝸桿減速器9的輸入軸連接，聯軸節與連接桿的數目依據電動裝置1與蝸輪蝸桿減速器9之間的距離和連接桿是否穿殼來調整。蝸輪蝸桿減速器箱體11與蝶閥閥體8通過法蘭盤連接管10連接，其中蝸輪蝸桿減速器9的蝸輪轉軸與驅動蝶閥蝶板7轉動的閥軸同軸。本實施例中的分置式蝶閥驅動機構，其工作過程是電動裝置1工作，通過連接桿 5帶動蝸輪蝸桿減速器9的蝸桿轉動，從而帶動蝸輪蝸桿減速器9的蝸輪轉動，進而驅動蝶閥蝶板7轉動，直到蝶閥蝶板7轉動到設定的角度值為止。本實施例中驅動機構的電動裝置1和減速器9通過連接桿和聯軸節連接，減速器 11箱體與蝶閥閥體8通過法蘭盤連接管10相連接，驅動機構與蝶閥連成一體；在相同減速比情況下，蝸輪蝸桿體積比其它類型減速器小，所以使本驅動機構結構更加緊湊；同時，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。為了滿足高溫氣冷堆一回路內無油潤滑的使用要求，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滑涂層，代替潤滑油或潤滑脂對蝸輪齒與蝸桿齒的潤滑，減小了蝸輪和蝸桿在高溫氦氣環境下的摩擦， 延長了蝸輪蝸桿減速器9的壽命。風機艙殼體4代表低溫的主氦風機電機艙與主氦風機葉輪所在的高溫的風機艙之間的隔板。電動裝置1布置在低溫的主氦風機電機艙內，其余部件布置在高溫的風機艙內；連接電動裝置1和蝸輪蝸桿減速器9的連接桿5穿過殼體4處設置機械密封3。正常工況下，主氦風機電機艙與風機艙壓力相等，機械密封3將阻止風機艙的高溫氦氣泄漏至電機艙；其另一作用是阻止主氦風機檢修時一回路內具有放射性的高溫、高壓氦氣泄漏。由于蝶閥可以布置在主本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種用于高溫氣冷堆的分置式蝶閥驅動機構，其特征在于，該分置式蝶閥驅動機構包括電動裝置（１）、連接桿（５）、聯軸節、減速器；所述電動裝置（１）安裝在主氦風機電機艙內，連接桿（５）、聯軸節和減速器安裝在主氦風機葉輪所在的風機艙內；電動裝置（１）的輸出軸通過聯軸節和連接桿（５）穿過風機艙殼體（４）連接減速器的輸入軸；減速器的輸出軸與被驅動的蝶閥的閥軸同軸。

【技術特征摘要】
1.一種用于高溫氣冷堆的分置式蝶閥驅動機構，其特征在于，該分置式蝶閥驅動機構包括電動裝置(1)、連接桿(5)、聯軸節、減速器；所述電動裝置(1)安裝在主氦風機電機艙內，連接桿(5)、聯軸節和減速器安裝在主氦風機葉輪所在的風機艙內；電動裝置(1)的輸出軸通過聯軸節和連接桿(5)穿過風機艙殼體(4)連接減速器的輸入軸；減速器的輸出軸與被驅動的蝶閥的閥軸同軸。2.如權利要求1所述的用于高溫氣冷堆的分置式蝶閥驅動機構，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過固體潤...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王宏，周惠忠，張勤昭，吳宗鑫，張作義，
申請(專利權)人：清華大學，
類型：發明
國別省市：11