×
04.10.2019
219.017.d1ed

КЛАПАН РЕГУЛИРУЮЩИЙ ДЛЯ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к арматуростроению, в частности к регулирующим клапанам, работающим в условиях, требующих широкого диапазона и плавности регулирования высокотемпературной рабочей среды, например в массообменных аппаратах ядерных реакторных установок с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем. Регулирующий клапан содержит корпус с входным и выходным отверстиями, в котором размещен стакан со сквозными отверстиями на боковой поверхности. В стакане установлен плунжер с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения. Нижняя часть плунжера является затвором для седла, установленного в выходном отверстии корпуса. Плунжер снабжен дистанционирующими относительно стакана кольцевыми элементами, которые установлены на его верхней и нижней концевых частях. Сквозные отверстия на боковой поверхности стакана расположены по спирали с шагом по периметру стакана в диапазоне от 2 до 10 диаметров отверстия и с шагом по высоте стакана в диапазоне от 0,7 до 0,9 диаметра отверстия. Общая площадь отверстий выбрана в пределах от 0,4 до 1,1 площади проходного сечения седла. Изобретение направлено на обеспечение плавности изменения расхода рабочей среды, за счет равномерного увеличения проходного сечения клапана при надежном без заклинивания перемещении плунжера в вертикальном направлении. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к арматуростроению, а более конкретно к регулирующим клапанам, работающим в условиях, требующих широкого диапазона и плавности регулирования высокотемпературной рабочей среды, например в массообменных аппаратах ядерных реакторных установок с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем.

Известен регулирующий клапан, содержащий корпус с входным и выходным отверстиями, в котором установлен стакан и размещенный в стакане с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения плунжер, нижняя часть которого является затвором для седла, установленного в выходном отверстии корпуса (Трубопроводная арматура. Номенклатурный справочник. Том 4. Москва, 2006 г., с. 44).

Недостатком известного регулирующего клапана является ограниченность диапазона регулирования расхода рабочей среды и невозможность изменения пропускной гидравлической характеристики, что уменьшает эффективность регулирования клапаном расхода рабочей среды. Это объясняется тем, что в известном регулирующем клапане стакан выполняет только функцию направляющей для плунжера, а также тем, что диапазон регулирования по длине ограничен диаметром выходного отверстия. Кроме того, при небольшом перемещении плунжера площадь проходного сечения клапана увеличивается очень быстро, что с одной стороны затрудняет точность регулирования на начальной стадии открытия, а с другой - определяет неэффективность регулирования на последующих стадиях открытия.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявленному изобретению является регулирующий клапан, содержащий корпус с входным и выходным отверстиями, в котором установлен стакан со сквозными отверстиями на боковой поверхности и размещенный в стакане с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения плунжер, нижняя часть которого является затвором для седла, установленного в выходном отверстии корпуса (Э.Е. Благов, Б.Я. Ивницкий "Дроссельно регулирующая арматура ТЭС и АЭС", М.: Энергоатомиздат, 1990 г., стр. 59-60).

В известном регулирующем клапане сквозные отверстия на боковой поверхности стакана выполнены не по всей его поверхности, а только в его нижней части, поэтому при перемещении плунжера открытие отверстий происходит неравномерно. Кроме этого, плунжер при перемещении по стакану всей поверхностью граничит с поверхностью стакана, что приводит к задирам и даже заклиниванию плунжера в стакане, особенно это недопустимо при работе с жидкометаллической рабочей средой.

Недостатком известного регулирующего клапана является невозможность обеспечения плавности регулирующей характеристики клапана (изменения расхода рабочей среды, например жидкометаллического теплоносителя) из-за неравномерного увеличения проходного сечения клапана, а также возможность заклинивания плунжера при его перемещении в стакане, обусловленная протяженными трущимися поверхностями и высоким уровнем эксплуатационных температур жидкометаллического теплоносителя (для свинцового теплоносителя: 420°С - НУЭ, 600°С - ННУЭ).

Задачей настоящего изобретения является создание регулирующего клапана, способного надежно и эффективно работать в условиях, требующих широкого диапазона и плавности регулирования высокотемпературной рабочей среды, например жидкого металла.

Техническим результатом настоящего изобретения является обеспечение плавности регулирующей характеристики клапана (изменения расхода рабочей среды, например жидкометаллического теплоносителя) за счет равномерного без скачков увеличения проходного сечения клапана при надежном без заклинивания перемещении плунжера в вертикальном направлении.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном регулирующем клапане, содержащем корпус с входным и выходным отверстиями, в котором установлен стакан со сквозными отверстиями на боковой поверхности и размещенный в стакане с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения плунжер, нижняя часть которого является затвором для седла, установленного в выходном отверстии корпуса, согласно заявленному изобретению плунжер снабжен дистанционирующими относительно стакана кольцевыми элементами, которые установлены на верхней и нижней концевых частях плунжера, при этом сквозные отверстия на боковой поверхности стакана расположены по спирали с шагом по периметру стакана в диапазоне от 2 до 10 диаметров отверстия и с шагом по высоте стакана в диапазоне от 0,7 до 0,9 диаметра отверстия, а общая площадь отверстий выбрана в пределах от 0,4 до 1,1 площади проходного сечения седла.

Кроме этого, дистанционирующие кольцевые элементы выполнены в виде втулок.

Снабжение плунжера дистанционирующими относительно стакана кольцевыми элементами позволяет уменьшить длину трущихся частей, устранить возможность соприкосновения плунжера и стакана из-за формоизменения, обусловленного высоким уровнем эксплуатационных температур, а также снизить влияние возможных искривлений длинного штока на положение плунжера в стакане, тем самым исключает задиры на трущихся в процессе регулирования поверхностях стакана и кольцевых элементах (втулках) плунжера и возможные заклинивания.

Выполнение отверстий на боковой поверхности стакана по спирали с шагом по периметру стакана в диапазоне от 2 до 10 диаметров отверстия и с шагом по высоте стакана в диапазоне от 0,7 до 0,9 диаметра отверстия, причем общая площадь отверстий выбрана в пределах от 0,4 до 1,1 площади проходного сечения седла, позволяет обеспечить плавность регулировочной характеристики клапана (изменения расхода теплоносителя от перемещения плунжера) за счет равномерного, без скачков, увеличения проходного сечения клапана при перемещении плунжера в вертикальном направлении с обеспечением требуемого большего или меньшего высотного диапазона регулирования, обеспечить требуемые прочностные характеристики стакана при высоком уровне рабочих температур.

Выбранный шаг расположения отверстий по высоте стакана от 0,7 до 0,9 диаметров отверстия обеспечивает требуемое перекрытие отверстий. Выбор шага менее 0,7 диаметров отверстия нецелесообразен, поскольку уменьшает располагаемый диапазон регулирования расхода, т.е. уменьшает эффективность клапана. При увеличении шага по периметру стакана более 10 диаметров отверстия площадь перекрытия отверстий уменьшается. При шаге менее 2 диаметров отверстия приводит к скачкообразности изменения расхода через регулирующий клапан. Выбор общей площади отверстий в диапазоне от 0,4 до 1,1 площади проходного сечения седла объясняется тем, что увеличение свыше 1,1 не приводит к последующему заметному увеличению расхода через клапан, поскольку расход определяется максимальным проходным сечением седла, а уменьшение менее 0,4 приведет к общему снижению эффективности регулирования расхода.

Сущность заявленного изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведен регулирующий клапан (общий вид, разрез), на фиг. 2 изображена развертка стакана регулирующего клапана со спиральным расположением сквозных отверстий на его боковой поверхности, на фиг. 3 показаны графики зависимости расхода рабочей среды от степени открытия отверстий стакана регулирующего клапана: (график G1 - при равномерном расположении отверстий; график G2 - при нарастании проходного сечения отверстий по высоте стакана; график G3 - при уменьшении проходного сечения отверстий по высоте стакана).

Регулирующий клапан содержит корпус 1, в котором установлен стакан 2, на боковой поверхности которого выполнены сквозные отверстия 3. В стакане 2 расположен плунжер 4, верхняя часть которого неподвижно соединена со штоком 5 с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения плунжера 4 в стакане 2. Плунжер 4 снабжен дистанционирующими относительно стакана кольцевыми элементами 6, 7, которые центрируют плунжер 4 в стакане 2, а также обеспечивают скольжение по поверхности стакана 2. Дистанционирующие кольцевые элементы 6, 7 выполнены в виде втулок, которые установлены на верхней и нижней концевых частях плунжера 4. В корпусе 1 клапана выполнены входные отверстия 8 для рабочей среды, например жидкого металла, в корпус 1. В нижней части корпуса 1 выполнено седло 9, которое установлено на выходном отверстии 10 для рабочей среды. Сквозные отверстия 3 размещены по спирали с шагом а по периметру стакана в диапазоне от 2 до 10 диаметров отверстия и с шагом 8 по высоте стакана в диапазоне от 0,7 до 0,9 диаметра отверстия. При этом общая площадь отверстий выбрана в пределах от 0,4 до 1,1 площади проходного сечения седла клапана.

Регулирующий клапан работает следующим образом.

Регулирующий клапан устанавливают в массообменном аппарате ядерной реакторной установки, например БРЕСТ-ОД-300, расположенном на байпасе циркуляционного насоса. При поднятом вверх плунжере 4 регулирующий клапан находится в положении «открыто», а жидкометаллический теплоноситель из верхней напорной камеры циркуляционного насоса (на чертеже не показаны) через входные отверстия 8 поступает внутрь корпуса 1, затем из корпуса 1 через сквозные отверстия 3 в стакане 2 поступает в узел отвода среды из нижней части корпуса 1 с максимальным расходом. При вертикальном перемещении штока 5 вниз, плунжер 4 перемещается вниз, последовательно перекрывая нижним кольцевым элементом 7 сквозные отверстия 3 в стакане 2. При этом расход через клапан уменьшается в соответствии с распределением сквозных отверстий 3 в стакане 2 и их геометрией. При перемещении плунжера 4 внутри стакана 2 втулки 6, 7 скользят без задиров по внутренней перфорированной поверхности стакана 2, а также исключают протечки жидкометаллического теплоносителя через зазор между стаканом 2 и плунжером 4 (путем ограничения протечки между нижней втулкой 7 и стаканом 2). Полное ограничение расхода теплоносителя через клапан осуществляется путем посадки нижней втулки 7 на седло 9 при последующем опускании плунжера 4 в крайнее нижнее положение. При необходимости перевода клапана в режим регулирования шток 5 перемещается вертикально вверх, перемещая вверх плунжер 4, при этом нижняя втулка 7 плунжера 4 последовательно открывает отверстия 3 в стакане 2. Жидкометаллический теплоноситель проходит через регулирующий клапан с расходом, соответствующим пропускной регулирующей характеристике клапана.


КЛАПАН РЕГУЛИРУЮЩИЙ ДЛЯ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА
КЛАПАН РЕГУЛИРУЮЩИЙ ДЛЯ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА
КЛАПАН РЕГУЛИРУЮЩИЙ ДЛЯ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА
КЛАПАН РЕГУЛИРУЮЩИЙ ДЛЯ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 554 items.
20.01.2013
№216.012.1cd2

Гальванопластический способ изготовления сложно-рельефных элементов антенно-фидерных устройств

Изобретение относится к гальванопластике и может быть использовано для изготовления элементов антенно-фидерных устройств повышенной сложности. Гальванопластический способ включает использование форм из алюминия или его сплавов и гальваническое нанесение на формы никеля с последующим их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472872
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d92

Пневматическая установка для испытаний

Изобретение относится к области испытательной техники, а именно к установкам для испытаний на ударные воздействия конструкций различного назначения. Пневматическая установка для испытаний содержит ресивер со сжатым газом, полость которого отделена от внешнего пространства диафрагмой, средство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473064
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d9b

Шланговый гамма-дефектоскоп

Использование: для радиографического контроля промышленных изделий. Сущность: заключается в том, что шланговый гамма-дефектоскоп для радиографического контроля промышленных изделий содержит оснащенную ампулопроводом радиационную головку с корпусом, систему блокировок с замком и блоком защиты из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473073
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1de3

Способ переработки жидких радиоактивных отходов от применения дезактивирующих растворов

Изобретение относится к радиохимической технологии, конкретно к очистке жидких радиоактивных отходов. Способ переработки жидких радиоактивных отходов от применения дезактивирующих растворов включает сорбцию радионуклидов, обработку реагентами при комнатной температуре, осаждение осадка при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473145
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.01.2013
№216.012.20c9

Ультразвуковой способ контроля плотности в процессе эксплуатации деталей из высоконаполненных композитных материалов на основе октогена

Использование: для ультразвукового контроля плотности в процессе эксплуатации деталей из высоконаполненных композитных материалов на основе октогена. Сущность: заключается в том, что возбуждают ультразвуковые волны в заданной зоне исследуемой детали с известной начальной плотностью ρ, измеряют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473894
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.2137

Способ изготовления многоуровневых тонкопленочных микросхем

Изобретение относится к области изготовления микросхем и может быть использовано для изготовления многоуровневых тонкопленочных гибридных интегральных схем и анизотропных магниторезистивных преобразователей. Технический результат - упрощение технологии изготовления микросхем и повышение их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474004
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.218e

Способ герметизации трубчатых электронагревателей

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении трубчатых электронагревателей. Технический результат изобретения заключается в увеличении надежности герметизации и срока службы ТЭН, а также снижении трудоемкости и ускорении процесса герметизации. В способе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474091
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.02.2013
№216.012.2360

Способ получения керамических блочно-ячеистых фильтров-сорбентов для улавливания газообразных радиоактивных и вредных веществ

Настоящее изобретение относится к области химической технологии высокопористых керамических материалов и предназначено для использования непосредственно для фильтрации и адсорбции газообразных радиоактивных и вредных веществ в условиях высоких температур (свыше 1000°С) и химически агрессивных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474558
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.02.2013
№216.012.245f

Широкополосный спектрометр мягкого рентгеновского излучения

Использование: для определения пространственно-спектральных характеристик рентгеновского излучения. Сущность: заключается в том, что широкополосный спектрометр мягкого рентгеновского излучения включает герметичный корпус, в котором расположены каналы регистрации, каждый из которых включает в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474813
Дата охранного документа: 10.02.2013
20.02.2013
№216.012.28bf

Блок трансформаторной развязки

Изобретение относится к области схемотехники. Техническим результатом является передача сигналов с меньшей длительностью. Блок трансформаторной развязки содержит генератор импульсов 5, первый трансформатор 14, первый резистор 6 и второй резистор 30, первый диод 22, трансформаторы 15, 16, 17,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475951
Дата охранного документа: 20.02.2013
Showing 1-9 of 9 items.
10.04.2015
№216.013.36c8

Установка для разделки длинномерных радиоактивных изделий на фрагменты

Изобретение относится к устройствам для фрагментации длинномерных радиоактивных изделий. Установка содержит подъемный механизм с кареткой, перемещающей изделие из шахты, механизм фиксации изделия, режущий механизм, контейнер для приема фрагментов изделия. Каретка подъемного механизма размещена...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002545512
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.08.2016
№216.015.52b7

Устройство для обнаружения дефектных тепловыделяющих сборок ядерного реактора с жидкометаллическим теплоносителем

Изобретение относится к средствам обнаружения поврежденных тепловыделяющих сборок (ТВС) ядерного реактора с жидкометаллическим теплоносителем. Устройство содержит цилиндрический корпус c перфорацией 2 в нижней части, верхний торец которого загерметизирован с отверстием для прохода барботажной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002594179
Дата охранного документа: 10.08.2016
12.01.2017
№217.015.6149

Устройство для отбора проб жидкометаллического теплоносителя ядерного реактора, в котором выполнен канал для отбора проб

Изобретение относится к устройствам для взятия проб в жидком или текучем состоянии и может быть использовано в ядерных реакторах с жидкометаллическим теплоносителем для отбора проб расплавленного теплоносителя. Устройство содержит емкость 1 для фиксации отобранной пробы теплоносителя, трубку 2...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002591165
Дата охранного документа: 10.07.2016
26.08.2017
№217.015.deb2

Способ обнаружения негерметичных тепловыделяющих элементов сборок ядерного реактора с жидкометаллическим теплоносителем

Изобретение относится к ядерный технике. Способ обнаружения негерметичных тепловыделяющих элементов сборок ядерного реактора с жидкометаллическим теплоносителем заключается в том, что над ТВС в активной зоне устанавливают устройства контроля герметичности тепловыделяющих сборок и под давлением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624909
Дата охранного документа: 10.07.2017
26.08.2017
№217.015.dfde

Устройство для отбора проб расплавленного металла

Изобретение относится к устройствам для взятия проб в жидком или текучем состоянии и может быть использовано в ядерных реакторах с жидкометаллическим теплоносителем для отбора проб расплавленного теплоносителя. Устройство содержит трубу, один конец которой снабжен уплотняющим узлом с шибером...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625244
Дата охранного документа: 12.07.2017
29.12.2017
№217.015.fb3d

Устройство для отбора проб расплавленного металла

Изобретение относится к устройствам для взятия проб в жидком или текучем состоянии и может быть использовано в ядерных реакторах с жидкометаллическим теплоносителем для отбора проб расплавленного теплоносителя. Устройство содержит емкость для фиксации пробы 1, воздушную трубку 2, полость...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640240
Дата охранного документа: 27.12.2017
29.03.2019
№219.016.f220

Способ термической обработки твердых радиоактивных отходов высокой активности

Изобретение относится к ядерной технике, а конкретно к способу термической обработки твердых радиоактивных отходов высокой активности для их фиксации в устойчивой твердой среде с получением продукта, предназначенного для безопасного промежуточного хранения или конечного захоронения. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002383073
Дата охранного документа: 27.02.2010
10.04.2019
№219.017.05bf

Способ переработки отходов реакторного графита

Изобретение относится к области атомной энергетики и защиты окружающей среды, в частности к технологии переработки высокоактивных отходов реакторного графита исключающей попадание радионуклидов в окружающую среду, и может быть использовано преимущественно при выводе из эксплуатации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002321907
Дата охранного документа: 10.04.2008
12.05.2023
№223.018.5476

Система сушки бетона реакторной установки

Изобретение относится к ядерной энергетике, а именно: к конструкции системы сушки железобетонного корпуса ядерного ректора на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем. Система сушки дополнительно снабжена второй группой кольцевых коллекторов, к которым подведены негерметичные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002795507
Дата охранного документа: 04.05.2023
+ добавить свой РИД