多种结构的止回阀及其应用实例

止回阀是保护阀的一种类型，用来防止管道内的介质倒流，在所有的给水母管上，止回阀安装在要求供水设备（反应堆、蒸汽发生器、蒸发器等）的前面，当运行条件改变（在系统内的某一个设备压力降低）时投入工作。在图10-1中给出使用止回阀安装的一个实例。在这里带执行机构的切断阀安装在泵的入口管道上，而止回阀安装在泵的出口管道上。泵一旦停止转动并出现倒流时，止回阀就自动关闭，闸阀或其他切断装置在启闭件没有压降的情况下进行关闭。

止回阀可以分成升降式止回阀和旋启式止回阀。有水平式（用在水平管路上）和垂直式（用在垂直管路上）。它们安装在管路上使介质只能朝一个方向流动，即当止回阀在开启位置时，介质运动的方向是从阀瓣的下面向上流动。为了使止回阀对流向改变更加灵敏，并加快它的关闭动作，在阀瓣上设置弹簧或附加重量。但是，这会增加介质在管道内流动的压力损失和能量损失。

图10-1 止回阀安装实例

1—带执行机构的切断阀 2—水泵 3—止回阀 4—给水管路 5—电动切断阀 6—节流装置 7—卸载管路

为了导出反应堆内的剩余释热和维持回路内的温度，使它等于反应堆装置的温度，安装在主回路管道上的止回阀，通常在关闭状态时允许冷却剂自然循环。为此目的，在某些结构上，止回阀的全关闭只是在倒流大于给定流量时才进行，即使这样，自然循环也不会完全停止。因为在每个止回阀的阀瓣上都设有足够介质循环的小孔。在个别情况下，止回阀用作止回—切断阀。为此，它安装有阀杆或其他能将阀瓣压紧在阀座密封面并将它固定在这个位置的装置。

在所有动力装置管路上的水平安装止回阀都设有和管路焊接的管接头，垂直安装止回阀都设有法兰。图10-2中给出供中、高参数蒸汽和水的升降式止回阀结构。在现今的动力回路上出现了用旋启式止回阀替代升降式水平安装止回阀的趋势。

图10-2 升降式止回阀

a）无弹簧升降式止回阀 b）带压缩弹簧的升降式止回阀

垂直式安装的旋启式止回阀，如图10-3所示。除了它的主要功用外，还要完成另一个功用——保护泵不发生汽化。为此目的，在阀体上设有专门的接管，它与再循环管路相连接。当水泵正在工作而切断用闸阀关闭或止回阀关闭时，这条管路保证可将水排到脱氧器。为了防止再循环管路上的阀门很快受到浸蚀，装设了减压装置。

在图10-4中示出了公称尺寸DN50的水平安装的旋启式止回阀，它应用在反应堆装置的回路上。阀体零件材料是用06Cr19Ni10奥氏体不锈钢锻制而成。在密封面上堆焊上一层镍基硬质合金，快速关闭的蝶板用销轴连接在阀体的凸台上。为了保证密封可靠，止回阀的所有不动件的连接都采用焊接。

图10-3 垂直式安装的旋启式止回阀

图10-4 由奥氏体不锈钢制成的水平安装的旋启式止回阀

在大功率沸水堆装置上采用的止回阀是另外一种结构形式，即无冲击水平安装旋启式止回阀，如图10-5所示。快速关闭的阀瓣挂在两个半轴上，半轴的位置相对于止回阀启闭件的水平对称轴线有一定的偏心距。并在开启位置时，启闭的阀瓣固定在与介质流动方向成5°角的位置，并靠速度头使它保持在开启位置，这种结构具有尺寸小、流体阻力系数低（ζ=0.6～0.7）和关闭时无冲击的优点。

带电动的快速关闭式的截止止回阀的工作原理示于图10-6。由于阀瓣靠带切槽板的连杆与电动装置的轴杆相连接，所以快速关闭的阀瓣可以完全提起或压紧在阀座密封面上，起到止回阀和切断阀的两种作用。

对于大功率沸水堆核动力装置的汽轮机，在汽轮机停机的情况下，为确保截断蒸汽管路，采用波纹管式止回阀，如图10-7所示。它是一种带液压强制关闭的止回阀。带返回弹簧的波纹管起着活塞驱动机构的作用。当波纹管的上部有压力作用时，阀杆处于下降的位置，阀瓣固定在关闭位置上。当波纹管驱动机构上的压力降低时，靠压缩弹簧力提起阀杆，快速关闭的阀瓣脱开并在自动调节工况下工作。

图10-5 无冲击水平安装旋启式止回阀

图10-6 带电动的快速关闭式的截止止回阀(www.xing528.com)

图10-7 带液压切断装置的波纹管式止回阀

图10-8所示为带气动装置的旋启式止回阀。可用于大功率沸水堆核动力装置，在汽轮机停机的情况下，为确保切断蒸汽管路而安装的。该止回阀可有两种作用，当活塞与活塞杆处于缸体上部的时候，该阀可做为旋启式止回阀用，靠介质的作用力就可开启阀门，介质反向流动时阀门就自动关闭；当活塞与活塞杆处于缸体下部时，就可关闭止回阀，阀门可作为切断阀使用。止回阀的阀体与阀盖连接靠螺栓与螺母，密封靠柔性石墨加奥氏体不锈钢带缠绕式垫片。但止回阀的阀体与阀盖除用螺栓连接外，还有焊接凸台。为了保证中法兰的可靠密封，要用Ω形密封焊，这样用于核电站就非常安全。止回阀的阀座与阀瓣密封面均堆焊镍基硬质合金。

图10-8 带气动装置的旋启式止回阀

1—阀盖 2—阀盖垫片 3—阀体 4—阀瓣 5—阀体密封圈 6—销钉

图10-9 带气动关闭装置的旋启式止回阀

1—阀瓣 2—顶杆 3—活塞 4—二位五通电磁阀 5—螺钉 6—弹簧 7—行程挡块 8—行程开关

带气动关闭装置的旋启式止回阀，如图10-9所示。本止回阀的气动关闭装置在主管线中既没有压力也没有介质的情况下也能可靠的关闭止回阀，是为安全起见先行关闭的。二位五通电磁阀4通电，使压缩空气进入活塞3的底部，从而压缩弹簧6，使顶杆2向上与连接件分离，所以阀瓣1处于完全自由状态，可以自由开启。在断电的情况下，二位五通电磁阀4使压缩空气进入活塞3的上部，这时活塞下部的空气完全排出。活塞上部的压缩空气与受压弹簧将使活塞3和顶杆2推摇臂杆，使止回阀处于关闭位置。利用这种简单的运动，使顶杆2和摇臂固定在一起，使止回阀在关闭状态发挥其最大的能力。二位五通电磁阀通常安装在环境温度不超过50℃的条件下。阀盖和阀体的连接仍然采用内压自封式，利用密封环、压紧环、对开环、螺栓和螺母把阀盖拉紧在拉紧盖上，内部压力越高，密封性能越好。支架焊接在阀盖上，阀体和阀瓣密封面堆焊镍基硬质合金，保证止回阀的耐磨、耐冲刷和耐蚀性能。

内压自封式阀盖直流式旋启式止回阀，如图10-10所示。该止回阀的阀体为铸造而成。内压自封式阀盖靠阀盖密封环7、压紧环4、对开圆环5、拉紧盖板2用六角头螺栓3拉紧预密封。阀体内介质压力越高，密封性能越好，阀座和阀瓣密封面均堆焊镍基硬质合金，使止回阀耐冲刷、耐磨损、耐腐蚀。当介质从阀瓣下方流入时，靠介质压力打开阀瓣，使介质通过；反之，当介质逆流时，靠介质压力和阀瓣自重关闭止回阀，阻止介质逆流。止回阀和管路的连接为对接焊连接。

图10-10 内压自封式阀盖直流式旋启式止回阀

1—阀盖 2—阀盖拉紧盖板 3—六角头螺栓 4—阀盖密封环压紧环 5—对开圆环 6—杠杆螺钉 7—阀盖密封环 8—杠杆 9—销轴 10—阀瓣 11—阀座密封环 12—阀体

带最小流量喷嘴的旋启式止回阀，如图10-11所示。该止回阀喷嘴的尺寸通常是主管线公称尺寸DN的1/3，所以公称尺寸DN300的主管应该使用公称尺寸DN100的最小流量喷嘴。喷嘴的长度通常等于喷嘴的外径，法兰连接也适用于同样的长度，止回阀的结构长度可以改变。自封式阀盖靠密封环、密封压环、对开圆环用螺栓、螺母拉紧在拉紧盖上，压力越高密封性越好。阀体密封面、阀瓣密封面堆焊镍基硬质合金，并经过仔细地研磨，使关闭时密封良好又耐磨、耐冲蚀、耐腐蚀。阀瓣靠连接杆和销轴连接在阀体内，使止回阀不致于从销轴处渗漏。

带偏心结构的无冲击旋启式止回阀获得越来越广泛的应用，现在实际上已取代了其他的结构形式。为制造统一系列和通用的止回阀产品，制定了各种公称尺寸的钢制止回阀系列，当进行止回阀的结构设计和核动力装置的系统设计时，建议按照表10-1的公称压力PN系列和公称尺寸DN系列。

图10-11 带最小流量喷嘴的旋启式止回阀

当公称尺寸≤DN40时，推荐选用升降式止回阀。当公称尺寸≥DN50时，推荐选用旋启式止回阀。

表10-1 钢制止回阀的公称压力PN和公称尺寸DN系列