停汽阀也属于保护阀。停汽阀是在事故情况下或特定的工艺要求下,用来快速切断管路。它的特点就是快速动作,在阀门关闭的瞬间,靠一组碟形弹簧作用来保证其快速动作。弹簧靠气动或电动来压紧。在电动阀门上,为了保持弹簧在压紧状态,利用了电磁铁操纵的磁锁。有时也采用带双活塞驱动的快速动作停汽阀。
在压水反应堆装置的二回路上,安装了快速动作的停汽阀,当蒸汽发生器和汽轮机之间的蒸汽管路破裂时,可在3~5s时间内关闭管路,以防止蒸汽从二回路排出。
瑞士“苏尔寿”公司生产的快速动作停汽阀的最新结构示于图10-12。它的控制原理图示于图10-13。停汽阀与活塞驱动机构做成一体,用蒸汽作为它的控制介质,停汽阀的动作时间从1.5s到10s。停汽阀(角阀)的阀瓣做成流线形,它与活塞推杆相连。活塞在气缸内移动,气缸的上端固定在阀体上。气缸内表面堆焊一层高强度合金。活塞内设有弹簧,它的作用方向是关闭停汽阀。
停汽阀在开启状态时,阀瓣处于上部位置,靠它的上密封圈压紧气缸凸缘的端面来密封气缸和活塞之间的动连接。气缸与阀体和气缸与阀盖之间的连接靠柔性石墨加奥氏体不锈钢带的螺旋缠绕式垫片来密封。在停汽阀内不采用填料密封,因而对于外部介质保持很高的密封要求下,显著地提高了停汽阀工作的可靠性。
图10-12 瑞士“苏尔寿”公司生产的快速动作停汽阀
1—气缸 2—弹簧 3—活塞 4—活塞升降指示器 5—螺旋垫片 6—阀盖 7—活塞密封圈 8—调节阀 9—止回阀 10—排放管 11—阀瓣 12—阀座 13—阀体
停汽阀的控制靠所在主系统内的蒸汽来完成。当停汽阀内没有压力时,停汽阀处于关闭状态,弹簧将阀瓣压向阀座。当控制阀1和4开启而2和3关闭时,停汽阀一直处于关闭状态(见图10-13)。如果仅在入口侧有压力(装置在启动或空载工况时),则控制阀4关闭,这时完全没有蒸汽流量或漏流。想要开启主阀,控制阀2和3应当打开,而1和4应当关闭。这时活塞上部的压力泄掉,而蒸汽进入活塞下部,使活塞向上移动,同时压缩弹簧,直到阀瓣的上端部碰到气缸的下端部为止。用在控制上的蒸汽流量并不多,因为在90%以上的时间内,停汽阀都是处于开启位置。通过活塞推杆与气缸的动连接密封处可能泄漏出蒸汽,从开启的控制阀4导出。
在沸水反应堆装置上,控制阀1~4靠液压驱动用水来控制。在压水反应堆装置上,控制阀靠电磁驱动或气动驱动来控制,为了保证有较高的可靠性,与控制阀1并接了一个控制阀,作为备用,而与控制阀3再串接一个控制阀。控制阀有机械闭锁装置,它是用两个三通阀和两个两通阀相互联合起来完成。
图10-13 “苏尔寿”公司生产的停汽阀的控制原理
B、B1、B2—辅助阀 1~4—控制阀(www.xing528.com)
图10-14中示出公称尺寸DN50~DN150的直流式快速动作停汽阀的结构。它们是用在大功率沸水堆核动力装置反应堆部分的循环回路上。这些停汽阀也用于去离子水再生系统。填料密封直流式停汽阀的设计压力在1.0MPa以下,并用于污水和泥浆状的介质。选择直流式阀体形状是为了消除滞流区。在停汽阀的结构上应考虑检修对拆卸内部零件的可能性,而不必从管道上拆下阀体,这就显著地提高了停汽阀的检修能力。
图10-14 直流式快速动作停汽阀
1—阀体 2—阀座 3—填料箱 4—阀杆 5—气动装置
阀体是用奥氏体不锈钢锻-焊制成的,管接头与管道采用对接焊连接。为了清洗内腔,焊接有衬套。采用奥氏体不锈钢圆锥体作为启闭件,密封圈堆焊镍基硬质合金,阀体与阀座之间的垫片用聚四氟乙烯制成。阀杆是靠带中间引漏管的隔离环上下填料密封,填料用聚四氟乙烯制成。在气动装置内,操作用的空气压力为4.7MPa±0.3MPa。停气阀的动作时间(0.1~0.5s)取决于旋入气动装置的管接头内的衬圈孔径。
由于停气阀要求随时处于可进行动作的状态,并要求用最短的关闭时间,因此决定采用压缩弹簧的作用力来关闭停汽阀。公称尺寸DN600的这种停汽阀的结构示于图10-15。这是德国公司生产的一种停汽阀。操作阀瓣的推杆与一套碟形弹簧通过气动活塞和油压缓冲器连接在一起。介质供到阀瓣下方。阀体的流道部分要平滑过渡而无滞流区。停汽阀用压缩空气由气动装置开启,这时碟形弹簧压缩。当空气从气动驱动装置排出后,停汽阀靠碟形弹簧立刻关闭。缓冲器能将关闭时间调整到5~30s的范围内,并防止阀瓣对阀座密封面产生冲击。
图10-15 带碟形弹簧和气动驱动装置的停汽阀
1—碟形弹簧 2—气动装置 3—油压缓冲器
图10-16 注水阀
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