介紹了鈉閥的使用工況、技術(shù)參數(shù)、設(shè)計(jì)難點(diǎn)及解決措施，論述了鈉閥在不同工況下采用結(jié)構(gòu)的先進(jìn)性和合理性。

1、概述

　　核級(jí)鈉閥門(mén)(以下簡(jiǎn)稱鈉閥)主要應(yīng)用在快中子增殖反應(yīng)堆一、二回路及其各輔助系統(tǒng)、鈉工藝系統(tǒng)、破損探測(cè)系統(tǒng)、熱工控制系統(tǒng)的管道上，對(duì)管道中的介質(zhì)起截?cái)嗷蜉斔妥饔谩?/p>

2、性能參數(shù)

　　公稱壓力 2.0MPa

　　公稱通徑 25、40、65mm

　　工作溫度 420 ℃

　　工作介質(zhì) 液態(tài)金屬鈉

　　連接形式 焊接

　　安全級(jí)別 II

　　抗震類別 II

　　質(zhì)量等級(jí) QA1

　　清潔度 A類

　　承壓件設(shè)計(jì)使用壽命 30a

　　無(wú)故障開(kāi)關(guān)周期 <1500次

　　耐壓試驗(yàn)壓力 3.0MPa

3、工況分析

　　(1)由于液態(tài)金屬鈉是一種極活潑的金屬元素，具有很高的反應(yīng)活性，能直接與O₂、H₂、S或H₂O反應(yīng)，產(chǎn)生可燃?xì)怏w。因此閥門(mén)密封可靠性要求極高，必需保證不得有任何外泄漏現(xiàn)象的發(fā)生。

　　(2)由于液態(tài)金屬鈉在97.8℃下將由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)。因此，閥門(mén)需要在420℃高溫下長(zhǎng)期運(yùn)行，必須具有耐高溫性能。

　　(3)液態(tài)金屬鈉在常溫下呈固態(tài)，化學(xué)性質(zhì)極為活潑，遇水或潮氣反應(yīng)猛烈，易引起著火或爆炸。所以當(dāng)介質(zhì)流經(jīng)閥門(mén)后，要求其體腔內(nèi)盡可能不殘留介質(zhì)。

4、密封結(jié)構(gòu)

4.1、承壓殼體密封結(jié)構(gòu)

　　主要承壓件閥體、閥蓋、閥瓣采用自由鍛毛坯，內(nèi)外表面機(jī)加工成形。在鍛造過(guò)程中，由于金屬塑性變形的結(jié)果，使毛坯金屬獲得較細(xì)的晶粒。同時(shí)能壓合鑄造組織的內(nèi)部缺陷(如微小的裂紋、氣孔等)，因而提高了金屬的機(jī)械性能確保承壓殼體密封可靠。

4.2、閥體與閥蓋連接處密封結(jié)構(gòu)

　　閥體與閥蓋連接處是承壓殼體密封的關(guān)鍵部位。對(duì)于公稱尺寸[DN25閥門(mén)，其閥體與閥蓋焊接連接，避免了閥體與閥蓋連接處泄漏的可能性(圖1)。對(duì)于公稱尺寸\DN40閥門(mén)，其閥體與閥蓋采取螺栓連接唇邊焊密封結(jié)構(gòu)，密封焊縫在維修時(shí)允許切開(kāi)。該種密封結(jié)構(gòu)性能可靠，不受溫度波動(dòng)的影響，保證高溫密封性能，使介質(zhì)無(wú)任何外漏(圖2)。

1.閥蓋　2.閥體

圖1 閥體與閥蓋焊接結(jié)構(gòu)

1.密封焊　2.閥蓋　3.閥體

圖2 閥體與閥蓋密封焊結(jié)構(gòu)

4.3、閥桿密封結(jié)構(gòu)

　　閥桿密封為動(dòng)態(tài)密封，在設(shè)計(jì)上采取兩種密封結(jié)構(gòu)。冷凍、填料和O形圈三重密封。利用液態(tài)金屬鈉隨著溫度下降其粘度增加的特性，在閥蓋與填料函之間加散熱片，降低介質(zhì)的溫度，達(dá)到密封的效果。當(dāng)其冷凍密封失效時(shí)，填料作為第2道密封起閥桿處密封的作用。當(dāng)填料密封失效后O形圈來(lái)確保閥桿處的密封。在散熱片與填料密封之間設(shè)有檢漏管，當(dāng)冷凍密封不起作用時(shí)，檢漏管處的監(jiān)測(cè)火花塞發(fā)出信號(hào)，通知系統(tǒng)采取應(yīng)急措施并及時(shí)檢修，保證系統(tǒng)安全運(yùn)行(圖3)。

1.散熱片　2.引漏裝置　3.O形圈　4.填料

圖3 冷凍密封結(jié)構(gòu)