(57)【要約】【課題】高温に加熱された液体金属の循環のためのバルブに関する。【解決手段】 本発明は、流体が流れるよう意図された容器101を形成し、かつ流体のための少なくとも１つの入口102および少なくとも１つの出口103を有するケーシング100と、流体の少なくとも入口または少なくとも出口を閉じるように、ケーシングと一体の弁座104と協働するよう構成されたシャッター201と、弁座に対してシャッターの位置を制御するための装置と、を備えるバルブ1に関し、制御装置が磁気的に結合された少なくともインダクタ113および少なくともアーマチャ202を備え、シャッターを選択的に弁座に近づくように動かすか、または離れるように動かすように、インダクタがアーマチャを回転駆動するよう構成され、アーマチャは、容器の内部に配置され、かつシャッターを担持するネジ203に固定され、アーマチャの回転をシャッターの移動に変換するように、ネジはケーシングに一体のナット105と協働するように構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
−  内部に流体が流れるよう意図された容器（１０１）を形成し、かつ前記流体のための少なくとも１つの入口（１０２）および少なくとも１つの出口（１０３）を有するケーシング（１００）と、
−  前記流体の少なくとも前記入口（１０２）または少なくとも前記出口（１０３）を閉じるように、前記ケーシング（１００）と一体の弁座（１０４）と協働するよう構成されたシャッター（２０１）と、
−  前記前記弁座（１０４）に対して前記シャッター（２０１）の位置を制御するための装置と、
を備えるバルブ（１）であって
−  前記制御装置は、磁気的に結合された少なくともインダクタ（１１３）および少なくともアーマチャ（２０２）を備え、前記シャッター（２０１）を選択的に前記弁座（１０４）に近づくように動かすか、または離れるように動かすように、前記インダクタ（１１３）が前記アーマチャ（２０２）を回転駆動するよう構成され、
−  前記アーマチャ（２０２）は、前記容器（１０１）の内部に配置され、かつ前記シャッター（２０１）を担持するネジ（２０３）に固定され、前記アーマチャ（２０２）の回転を前記シャッター（２０１）の移動に変換するように、前記ネジ（２０３）は、前記ケーシング（１００）に一体のナット（１０５）と協働するように構成され、
−  前記ネジ（２０３）は、中空であり、かつ前記バルブ（１）は、前記流体が少なくとも部分的に前記ネジ（２０３）を通り流れるように構成される、
バルブ（１）。
【請求項２】
前記流体の主な流れが前記ネジ（２０３）を通るように構成される、請求項１に記載のバルブ（１）。
【請求項３】
全ての流体の流れが前記ネジ（２０３）を通るように構成される、請求項１または２に記載のバルブ（１）。
【請求項４】
前記ケーシング（１００）が前記容器（１０１）を形成する壁を有し、前記インダクタ（１１３）および前記アーマチャ（２０２）は、前記壁の両側に配置され、かつ前記ナット（１０５）は、前記壁の内面（１０７）によって担持される、請求項１〜３のいずれか一項に記載のバルブ（１）。
【請求項５】
前記ケーシング（１００）の壁が内面（１０７）を有し、該内面の少なくとも一部は、円筒形であり、前記ネジ（２０３）が内壁を有し、該内壁の少なくとも一部は、円筒形であり、かつ前記ネジ（２０３）および前記ナット（１０５）の間の協働部分における前記ケーシング（１００）の前記壁の前記内面（１０７）の直径に対する前記ネジ（２０３）の前記内壁の直径の比率は、０．６より大きく、かつ好ましくは０．８５より大きい、請求項１〜４のいずれか一項に記載のバルブ（１）。
【請求項６】
前記ネジ（２０３）および前記ナット（１０５）の間の協働部分がボールネジ式連結を形成する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のバルブ（１）。
【請求項７】
少なくとも前記弁座（１０４）から離れるように前記シャッター（２０１）を移動させる方向への前記シャッター（２０１）に加えられる押込み力が、前記ネジ（２０３）を回転駆動することができないように、ボールネジが不可逆的に構成される、請求項１〜６のいずれか一項に記載のバルブ（１）。
【請求項８】
前記ケーシング（１００）が一体部品を形成する、請求項１〜７のいずれか一項に記載のバルブ（１）。
【請求項９】
前記ケーシング（１００）が共に溶接された部品のみから形成される、請求項１〜８のいずれか一項に記載のバルブ（１）。
【請求項１０】
前記ケーシング（１００）および前記ネジ（２０３）が金属から作られている、請求項１〜９のいずれか一項に記載のバルブ（１）。
【請求項１１】
前記シャッター（２０１）は、少なくとも前記ネジ（２０３）の移動軸周りに前記ネジ（２０３）に回転自在に連接されている、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のバルブ（１）。
【請求項１２】
一方が前記ケーシング（１００）および他方が前記ネジ（２０３）の間の機械的な連結が前記ネジ（２０３）および前記ナット（１０５）の間のみの協働部分によって提供される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のバルブ（１）。
【請求項１３】
前記ネジ（２０３）と一体であり、かつ前記ネジ（２０３）と協働して前記アーマチャ（２０２）を収容するよう意図された緊密なハウジング（２０７）を形成するエンベロープを備える、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のバルブ（１）。
【請求項１４】
前記アーマチャ（２０２）および前記ネジ（２０３）が一体部品を形成する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のバルブ（１）。
【請求項１５】
前記容器（１０１）は、前記ネジ（２０３）の移動方向に対応する長手方向（２）に主に延在し、かつ前記長手方向（２）が水平に配置される場合の前記バルブ（１）の配置において少なくとも、前記入口（１０２）および前記出口（１０３）の少なくとも１つが前記容器（１０１）の低い点を形成するよう構成される、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のバルブ（１）。
【請求項１６】
前記ケーシング（１００）は、前記ネジ（２０３）の移動方向に対応する長手方向（２）に主に延在し、かつ前記ネジ（２０３）の前記移動方向に対してオフセットされた少なくとも１つの前記入口（１０２）および前記出口（１０３）を有する、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のバルブ（１）。
【請求項１７】
前記制御装置が永久磁石を備える、請求項１〜１６のいずれか一項に記載のバルブ（１）。
【請求項１８】
前記制御装置がコイルを備える、請求項１〜１７のいずれか一項に記載のバルブ（１）。
【請求項１９】
前記インダクタ（１１３）が前記ケーシング（１００）に固定されている、請求項１〜１８のいずれか一項に記載のバルブ（１）。
【請求項２０】
液体金属の循環を調整するシステムであって、該システムは、金属ダクトおよび請求項１〜１９のいずれか一項に記載のバルブ（１）を備え、前記ケーシング（１００）および前記ネジ（２０３）は、金属で作られ、前記バルブ（１）は、前記ダクトに溶接されている、システム。
【請求項２１】
３５０℃以上、および好ましくは、４００℃以上の温度の流体の循環を調整するための、請求項１〜１９のいずれか一項に記載のバルブ（１）の使用。
【請求項２２】
ナトリウム冷却原子炉の回路の熱の移動を確実にするよう意図された、液体ナトリウムの循環を制御するための、請求項２１に記載のバルブ（１）の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概してバルブの分野に関する。特に、例えば４５０℃に達することがあるような高温に加熱された液体ナトリウムなどの液体金属の循環のためのバルブに好都合に関連する。
【０００２】
本発明の好ましい適用分野は、原子力であり、より正確には、ナトリウム冷却高速中性子炉の運転である。
【背景技術】
【０００３】
ＡＳＴＲＩＤ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｓｏｄｉｕｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ Ｒｅａｃｔｏｒｆｏｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ）などの第４世代冷却炉は、冷却剤として液体金属、一般的には、ナトリウムを使用する。このような冷却剤は、通常４００°Ｃ以上の非常に高い温度を有することに加えて、一般的に化学的に非常に反応的である。
【０００４】
したがって、流体の進行に沿って、より具体的にはバルブにおいて可能な限り確実な気密性を設けることが重要である。
【０００５】
ナトリウムの流れを制御するために、いくつかのバルブタイプが開発されてきた。このようなナトリウムバルブは、シャッターを使用して、弁座と協働して液体ナトリウムが流れることを予防するように構成されている。制御装置は、モーターを備えるか、または手動ホイールであり、それは、移動式ロッドによってシャッターに接続され、その動作によりシャッターを弁座に近づくか、または離れるように選択的に移動させることができる。
【０００６】
気密性を設けるために、第１のタイプのナトリウムバルブは、凝固したナトリウムガスケットを使用する。このようなタイプのナトリウムバルブにおいて、移動式ロッドに接触するバルブの一部は、液体ナトリウムを受け入れ、その温度を下げるよう構成される。この部分において、ナトリウムは、凝固し、外部に対する気密性を提供する。ガスケットなどの他の堅い部材も使用される。
【０００７】
このようなバルブタイプに特定の欠点は、作動装置および気密システムを保持するために複雑なシステムが必要であることである。実際のところ、作動装置および気密システムは大きな質量を占める。さらに、このような大きな質量がダクトに対して相対的にオフセットされているため、これは、より具体的には地震の場合などに破損の危機性を増加させる。したがって破損の危険性を低減するために、複雑、かつ高価な保持システムが今日使用されている。
【０００８】
第２のタイプのナトリウムバルブは、じゃばらによって気密性を提供する。このようなナトリウムバルブタイプにおいて、ロッドには、液体ナトリウムの通路のための障壁を形成するじゃばらが装備される。
【０００９】
このようなバルブにより、オフセットは完全になくならないものの、ダクトおよび作動および気密装置の間のオフセットをいくらか低減することが可能となる。一方、このようなバルブタイプは、多くの機械的な部品を伴い、それらは、磨耗するものであり、したがって信頼性は制限される。
【００１０】
したがって、液体ナトリウムのための既知のバルブに伴う少なくとも１つの欠点を低減、または除去すらことが可能なバルブを提供するという要求がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、このような要求に合致することを目的とする。より正確には、本発明は、既存のナトリウムバルブの制御および気密装置を保持するシステムの複雑さを低減すること、および／またはその気密性の信頼性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的を達成するために、本発明の１つの態様は、
−  その内部に流体が流れるように意図された容器を形成し、かつ流体のための少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を有するケーシング
−  少なくとも流体の入口または少なくとも出口を閉じるために、ケーシングと一体の弁座と協働するように構成されたシャッター
−  弁座に対するシャッターの位置を制御するための装置
を備えるバルブに関連する。
【００１３】
好ましくは、制御装置は、磁気的に結合された少なくとも１つのインダクタおよび少なくとも１つのアーマチャを備え、インダクタが動作中にアーマチャを好ましくは回転駆動するように構成され、シャッターを弁座に近づくか、または離れるように選択的に移動させる。
【００１４】
好ましくは、アーマチャは、容器の内部に配置され、かつシャッターを担持するネジに一体化され、ネジは、ケーシングと一体のナットと協働するように構成されて、アーマチャの回転をシャッターの移動に変換する。好ましくは、ネジは、中空であり、かつバルブは、流体がネジを通り少なくとも部分的に流れるように構成されている。
【００１５】
したがってシャッターは、容器の内部に配置されアーマチャにおかげでオフセットされる。したがって制御応力は、外部作動装置およびシャッターの間の機械的な連結なしで伝達される。これにより、凝固したナトリウムガスケットまたはじゃばらによって気密性が提供される、ナトリウムのための既存のバルブに比べて、気密性の制約を大幅に低減することが可能となる。加えて、このようなバルブ構造は、少ない数の部品を備える。１つの部材のみがケーシングに対して移動する。この部材は、より具体的にはアーマチャ、アーマチャと一体に形成されたネジ、およびネジによって担持されるシャッターを備える。
【００１６】
したがって、バルブ気密性の強度および信頼性は、ナトリウムのための既存のバルブに比べて大幅に向上する。
【００１７】
本発明によるバルブは、さらに他の利点を提供する。
【００１８】
より具体的には、シャッターの位置を制御する装置は、インダクタに関して容器の非常に近くに配置され、アーマチャに関しては容器の内部にさえ配置される。したがって本発明は、制御装置のオフセットを低減することが可能となる。ナトリウムのための既存のバルブは、その気密性が提供される凝固したナトリウムガスケットまたはじゃばらシャッターおよび手動、またはモーターによるホイールの間の応力トランスミッションロッドが必要であるということに留意すべきである。加えて、通常複雑な保持システムが実装されているにもかかわらず、質量オフセットは、地震の場合に、破損の危険性を必然的に増加させる。したがって本発明は、原子力発電のように安全性が基本的な課題であることを特徴とする用途のために有意な利点を提供する。
【００１９】
加えて、ケーシングによって担持されるナット、および中を流体が流れる中空のネジを設けることにより、本発明によるバルブは、ヘッド損失を大幅に低減することを可能にする。
【００２０】
さらに、本発明は、制限された全体寸法でも液体金属のための既存のバルブに比べて速い流れを可能にする。典型的には、液体ナトリウムの利用において、本発明によるバルブは、１０ｍ／ｓを越える流速を可能にする。したがって、本発明は、ナトリウム冷却高速中性子炉のために完全に適合する。
【００２１】
加えて、ネジと一体のアーマチャを設けることにより、本発明は、アーマチャおよびネジが互いに一体に作られていない解決策と比較して、アーマチャおよびネジの間の焼付きの危険を防ぐことが可能となる。
【００２２】
本発明の費用は、既存のナトリウムバルブに比べてさらに大幅に減少する。
【００２３】
任意に、本発明は、個別に、または組み合わせて考慮される少なくとも１つの以下の特性さらに有することができる。
−  好ましくは、インダクタは、ケーシングに対して固定される。好ましくは、インダクタは、ケーシングと一体である。このような実施形態は、インダクタが少なくとも１つのコイルを備える場合に好ましい。あるいは、インダクタは、永久磁石のみを備える場合に、回転駆動される。
−  好都合に、バルブは、ネジが流体内に浸漬されるように構成される。
−  好ましくは、バルブは、流体が主にネジを通り流れるように構成される。好ましくは、全ての流体がネジの内部を流れるように構成される。
−  好ましくは、ケーシングは、容器を形成する壁を有する。好都合に、インダクタおよびアーマチャは、容器を形成する壁の両側に配置される。
−  好ましくは、ナットは、壁の内面によって担持される。
−  好ましくは、ケーシングは、円筒形の壁を有する。
−  好都合に、ナットのネジ山は、円筒形の壁によって担持される。
−  好都合に、インダクタは、容器の外側に配置される。これにより、インダクタに対する液体の気密性の制約を除去することが可能となる。好ましくは、インダクタは、ケーシングの壁の外面に配置される。
−  好都合に、バルブは、全ての流体がネジを通り流れるように構成される。好ましくは、ネジは、全ての流体がネジを通り流れるように、少なくとも流れ空間を部分的に形成する内壁を有する。好ましくは、ネジは、容器の少なくとも長手方向の一部に流れ空間を画定する内壁を有する。
−  好都合に、容器は、漏れがない。流体は、入口および出口以外に容器から漏れることができない。容器は、大気に接触しない。
−  好ましくは、ネジは、ケーシングの壁の内面に対向して位置し、かつナットと協働するよう構成されたネジ山を担持する外面を有する。
−  好都合に、ケーシングの壁は内面を有し、その一部は、少なくとも円筒形であり、かつネジは内壁を有し、その一部は、少なくとも円筒形であり、かつネジおよびナットの間の協働部分、より正確にはネジのネジ山におけるケーシングの壁の内面の直径に対するネジの内壁の直径の比率は、０．６より大きく、好ましくは、０．７より大きく、好ましくは、０．８５より大きい。典型的には、その範囲は、０．７〜０．９である。これにより、制限された全体寸法に対して速い流れを認めることが可能となる。
−  好都合に、ネジおよびナット間の協働部分は、ボールネジ式の接続を形成する。これにより、部品の焼付きおよび磨耗を制限することが可能となり、したがってバルブの強度および信頼性が向上する。
−  特に好都合な実施形態によると、少なくとも弁座から離れてシャッターが移動しようとする方向にシャッターに加えられる押込み力が、ネジをこの方向に回転駆動しないように、ボールネジは、不可逆的に構成される。したがって、流体の圧力が高くても、トルクがインダクタによってアーマチャに加えられなくても、ネジは、回転駆動されず、したがって、シャッターは、弁座から離れて移動しない。ネジに適用される回転のみが、これを可能にする。このような特徴により、制御装置が故障した場合でも、バルブが閉じられたままとなるため、バルブの安全性および信頼性を向上させることが可能となる。このような安全性の向上は、バルブが原子炉回路に組み込まれている場合に特に好都合である。
−  好都合に、ケーシングは、一体部品を形成する。ネジおよびフランジによって互いに一体化して作られる部品によって形成されない。これによって、バルブの強度および信頼性を大幅に向上させることが可能となり、液体ナトリウムの場合は、流体の漏洩が深刻な損害をもたらすため、これは、重要な利点である。
−  好ましくは、ケーシングは、金属から作られている。
−  好ましくは、共に溶接された部品のみから形成される。
−  好ましくは、ネジは、金属から作られている。
−  好ましくは、シャッターは、少なくともネジの移動軸周りにネジに回転自在に連接されている。これにより、バルブを閉める場合にシャッターおよび弁座の間の摩擦低減する、または除去すらすることが可能となる。したがってシャッターの磨耗および弁座の摩耗は、大幅に制限される。
−  好ましくは、ネジおよびナットの間でのみ協働することにより、一方はケーシング、および他方はネジの間の機械的な連結が設けられる。したがって、移動部材およびケーシングの間に、ネジおよびナットの間の協働部分を形成するボールネジシステムの場合はボール以外の軸受を設ける必要がない。したがって、本発明は、軸受および流体の間にあり得る全ての気密性の制約を排除する。
−  好都合に、バルブは、ネジと一体、かつネジと協働してアーマチャを収容するよう意図された緊密なハウジングを形成するエンベロープを備える。したがってアーマチャは、緊密なハウジング内に配置される。エンベロープおよびネジが互いに一体に形成されているため、これら２つの部品の間の気密性は、不変であり、バルブをさらに簡素化し、およびその信頼性を増加させる。このような好ましい実施形態において、バルブは、容器の内部にガスケットを必要としない。バルブと、バルブ入口および出口に接続されるよう意図されたダクトとの間の気密性のみが、必然的に要求されるものである。したがって、バルブ気密性は、このように容器のみによって提供される。
−  別の実施形態によると、アーマチャは、ケーシングの内壁に対向して配置され、ケーシングの内壁およびネジまたはアーマチャに接触するジョイントは、ネジの移動方向により、アーマチャの両側に配置され、かつ流体がアーマチャに到達することを防ぐように構成される。
−  他の実施形態において、アーマチャに一体の保護層は、アーマチャをカバーする。それは、アーマチャおよびケーシングの内面の間に配置される。
−  好ましくは、ケーシングは、ネジの移動方向に対応する長手方向に主に延在し、入口および出口の少なくとも一方は、少なくとも長手方向が水平になる配置されるようなバルブの位置において、容器の低い点を形成するように適合される。したがって、水平配置でさえも、バルブは、流体貯留点を有さない。これは、バルブの排出、または流体が装置の正しい運転に損害を与える変換されることを防止することにおいて特に好都合である。したがって、本発明により、貯留される液体ナトリウムが凝固の後に、ソーダに変換することを防ぐことが可能となる。
−  好ましくは、ケーシングは、ネジの移動方向に対応する長手方向に主に延在し、かつネジの移動方向に対してオフセットした少なくとも１つの入口および出口を有する。
−  したがってネジは、制御装置の磁力のみによって駆動される。
−  制御装置は、電気モーターを形成し、そのローターは、ネジと一体である。
−  一実施形態によると、制御装置は、永久磁石を備える。これにより、バルブの全体寸法を減らすことが可能となる。追加的なまたは代替の解決策において、制御装置は、コイル備える。これにより、バルブ１の費用を低減することが可能となる。
【００２４】
本発明の他の態様は、金属ダクトおよび本発明によるバルブを備える液体金属の循環を制御するシステムに関連し、ケーシングおよびネジは、金属で作られ、バルブは、このようなダクトに溶接される。
【００２５】
本発明の別の態様は、３５０°Ｃ以上、および好ましくは、４００°Ｃ以上の温度を有する流体を制御するための本発明によるバルブの使用に関連する。好ましくは、流体は、液体金属である。好ましくは、液体は、液体ナトリウムである。
【００２６】
本発明の他の目的、特徴、および利点は、以下の説明および添付図面を考察することにより明らかになるだろう。他の利点が含まれ得ることは理解されるだろう。
【００２７】
本発明の目標、目的、特徴、および利点は、以下の添付図面によって示される実施形態の詳細な説明により良く現れるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の非限定的な例による、バルブが開位置のバルブの縦断面図である。
【図２】バルブが閉位置の図１に示すバルブの縦断面図である。
【図３】本発明の別の非限定的な例による、インダクタおよびアーマチャに沿った断面のバルブの半径方向断面図である。
【００２９】
本明細書に添付された図面は、例として示されたものであり、本発明を限定するものではない。これらは、本発明の理解を促進することを意図した概略図面であり、実際の装置では同じ縮尺である必要はない。より具体的には、様々な部品、壁、および部材の相対的な厚さおよび寸法は、現実的な表示ではない。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１および図２を参照し、本発明によるバルブ１の非限定的な例を説明する。
【００３１】
バルブ１は、外側ジャケットを形成するケーシング１００を備え、それは、内部に流体が流れるよう意図された容器１０１を画定する。この非限定的な例において、ケーシング１００は、入口１０２および出口１０３を有する。入口１０２および出口１０３以外では、容器１０１は、漏れがない。ケーシング１００は、入口１０２および出口１０３において、ダクト要素と協働するために溶接される端部を形成して、流体ネットワークまたはフランジへのバルブ１の流体接続を提供するナトリウム冷却原子炉への利用範囲内において、端部は、ナトリウム回路のダクトに好ましく溶接される。
【００３２】
バルブ１はまた、ケーシング１００の内部に移動部材２００を備える。好都合に、このような移動部材２００は、容器１０１の内部に完全に収容される。移動部材は、ケーシング１００の内部で並進移動することができる。好ましくは、容器１０１は、移動部材２００の移動軸受参照軸２に対応する長手方向２に主に延在する。移動部材２００は、弁座１０４を形成し、かつケーシング１００と一体の相補的なゾーンと協働するように意図されたシャッター２０１を有する。好ましくは、弁座１０４は、容器１０１を画定するケーシング１００の壁によって形成される。シャッター２０１が弁座１０４に対して適用される場合、流体の通路は閉じられ、弁座１０４から離れる場合、流体は流れることができる。したがって弁座１０４に対するシャッター２０１の位置により、流体の流れを制御することが可能となる。
【００３３】
示される非限定的な例において、弁座１０４は、入口１０２近くに配置される。図１および図２に示される矢印の方向における移動部材２００の移動（すなわち入口１０２から出口１０３への移動）は、図１に示す開状態に達するために、シャッター２０１を弁座１０４から離れるように移動させる。これに対して、矢印と逆方向におけるシャッター２０１の移動（すなわち出口１０３から入口１０２への移動）は、図２に示す閉状態に達するために、シャッター２０１を弁座１０４に近づくように移動させる。
【００３４】
移動部材２００は、ネジ２０３を備える、またはネジ２０３によって形成される。このようなネジ２０３は、ケーシング１００と一体の相補的な表面と協働するように構成される。好ましくは、ネジ２０３は、ネジ山２０４が設けられた外面２０５を有し、該ネジ山２０４は、ケーシング１００の壁の内面１０７によって担持される相補的なネジ山１０８と協働するよう形成される。特定の実施形態によると、ネジ山１０８および２０４は、流体と直接接触する。
【００３５】
したがって、移動部材２００は、ケーシング１００とのネジ／ナット連結を形成する。このような連結の移動軸および回転軸は、図２および図３に示される軸２である。好ましくは、このようなネジ／ナット連結は、ボールネジ式１０９であり、これにより、焼付きの危険を低減することが可能となる。したがってネジ２０３の第１方向における回転は、シャッター２０１を弁座１０４から離れるように移動させ、第２方向におけるネジ２０３の回転は、シャッター２０１を弁座１０４に近づくように移動させる。
【００３６】
特に好都合に、ネジ２０３は、磁気制御装置によって制御される。インダクタ１１３は、移動部材２００と一体のアーマチャ２０２を磁気駆動する。図に示される第１の好ましい実施形態によると、アーマチャ２０２および移動部材２００は、互いに固定された異なった部品を形成する。別の実施形態によると、アーマチャ２０２は、ネジ２０３によって形成される。したがって、この実施形態において、構成する材料は、ネジ２０３がアーマチャとして使用可能となるように選択される。したがってネジおよびアーマチャは、一体部品を形成する。
【００３７】
作動中、アーマチャ２０２は、容器１０１の内部に配置され、かつ移動する。好都合に、インダクタ１１３は、ケーシング１００の外部に配置され、したがって気密性の制約を低減する。
【００３８】
より正確には、インダクタ１１３およびアーマチャ２０２は、内部に流体が流れる容器１０１を形成する壁の両側に配置される。したがって一実施形態によると、制御装置は、電気モーターを形成する。
【００３９】
典型的には、少なくともインダクタ１１３において、壁の外面１０６は、円筒形であり、かつインダクタ１１３は、この壁を囲む。好ましくは、壁の内面１０７はまた、円筒形であり、かつ非常に小さいランニング間隙でアーマチャ２０２を囲み、容器１０１を形成する壁の内部のアーマチャ２０２の回転を可能にする。したがってシャッター２０１の移動を駆動する制御装置は、特にコンパクトである。複雑な保持システムが必要ない。それに加え、担持され、離れて移動する質量を大幅に減らすか、またはダクトから距離がある質量がない。したがって本発明により、バルブ１を大幅に簡素化すること、および重大な衝撃、または地震の場合に信頼性および安全性を向上することが可能となる。
【００４０】
図示しない好都合な実施形態において、アーマチャ２０２が流体から分離するエンベロープによって覆われることにより、アーマチャ２０２は、移動部材２００によって担持される。移動部材２００は、アーマチャ２０２を収容するように構成されたハウジング２０７を好ましく備え、エンベロープにより、ハウジング２０７内部の閉じた、緊密な容積を画定することが可能となる。作動の際に、エンベロープが移動部材２００と一体であるため、このような気密性は、不変である。したがってアーマチャ２０２の気密性は、特に単純、かつ効率的な方法で提供される。
【００４１】
他の実施形態において、アーマチャ２０２は、保護層内に封入される。アーマチャは、流体から隔離する保護層によって覆われる。好ましくは、このような保護層は、通常ライナーと呼ばれる鋼鉄のフィルムである。
【００４２】
図１および図２に示すものと類似した他の実施形態において、アーマチャ２０２は、ケーシング１００の壁の内面１０７に直接対向するよう配置される。アーマチャを保護するために、先行する実施形態と同様に保護層に封入することができる。あるいは、移動部材２００およびケーシング１００の壁の内面１０７の間に、ネジ２０３の移動軸によるアーマチャ２０２の両側に分配されるジョイントを配置することができる。好ましくは、ジョイントは、空洞２０９内に収容される。
【００４３】
移動部材２００は、流体が流れるための内側通路を好ましく有する。したがってネジ２０３は、中空である。全ての流体は、このような通路を通り好ましく流れる。特に好都合な実施形態によると、移動部材２００は、少なくとも長手方向部分において実質的に円筒形を有する。このような部分は、ネジ２０３の外ネジ山２０４およびアーマチャ２０２を備える。このような部分は、中空であり、かつバルブ１の長手方向部分において流れ空間を画定する内面２０６を有する。
【００４４】
流体の一部がケーシング１００の壁の内面１０７および移動部材２００の外面２１３の間を流れるとしても、ケーシング１００からの流体の漏えいを生じないことに留意すべきである。
【００４５】
好ましい実施形態によると、移動部材２００は、ネジ２０３を有する単一部品を形成する。
【００４６】
好ましい実施形態によると、ネジ山２０４においてナット１０５と協働するネジ２０３の内壁は、流体の通路のための区画を画定する。好ましくは、全ての流体がこの区画を通り流れる。好都合に、ケーシング１００の壁の内面１０７直径に対するネジ２０３の内壁の直径の比率は、ネジ２０３およびナット１０５の間の協働部分において、より正確にはネジ２０３のネジ山２０４において、０．６以上、好ましくは０．７以上、および好ましくは、０．８５以上である。典型的には、０．７〜０．９の範囲である。これにより、限られた全体寸法に対して速い流れを認可することが可能となる。これにより、ヘッド損失を好都合に制限することが可能となる。
【００４７】
典型的には、原子炉のためのナトリウム回路の範囲内で、ナット１０５によって担持されるネジ山１０８において、ケーシング１００の壁の内面１０７の直径は、数十ｃｍ以上とすることができ、内壁はまた数十ｃｍ以上とすることができる。ナトリウム速度は、最大１０ｍ／ｓに達することがある。
【００４８】
好ましくは、ケーシング１００において移動部材２００の回転のガイドがネジ２０３／ナット１０５結合のみによって提供される。したがって、バルブ１は、ケーシング１００内部にボールベアリングを必要としない。ボールベアリングを伴う液体ナトリウムの存在は、バルブ１を大幅に複雑にする可能性があるため、これは、原子力用に特に好都合である。
【００４９】
ケーシング１００における移動部材２００の移動のガイドは、ナット１０５およびネジ２０３の間の協働部分によってのみ好ましく提供される。移動のガイドを向上させるために、適切に調整されたジャーナルを設けることができる。
【００５０】
特に好都合に、ボールネジ連結は、不可逆的となるように寸法が決められている。したがって本発明により、弁座１０４に対するシャッター２０１の受動的保持を提供することが可能となり、それにしたがって制御装置が故障した場合でも、バルブ１の安全性が大幅に向上する。例えば、雌ネジ２０４および外ネジ山１０８の中間直径は、９８ｍｍであり、ネジピッチは、１５ｍｍ、リード角は、２．８が選択される。
【００５１】
出口１０３および／または入口１０２は、容器１０１内の流体貯留を好ましく防ぐ。例えば、図１および図２に示されるように、出口１０３は、移動軸に対してオフセットされている。オフセットは、図において参照符号３で示される。出口１０３は、長手方向２が水平に配置される場合、バルブ１に対して低い点を好ましく構成する。これは、バルブ１の排出に特に好都合である。利点はなおも、流体がナトリウムであり、貯留ポケット内の凝固がソーダを作る場合において明らかである。
【００５２】
図２に示すように、ケーシング１００の壁の内面１０７は、一定直径を好ましく有する円筒中央部分１１０および２つの端部１１１，１１２を有する。第１端部１１１は、テーパー状であり、かつ中央部分１１０をネジ２０３の回転軸を中心とするフランジに接続する。他の端部１１２は、部分的にテーパー状であり、かつ中央部分１１０をネジ２０３の回転軸に対してオフセットされたフランジに接続する。
【００５３】
他の実施形態によると、先行するものに追加的に、または代替的に、入口１０２は、オフセットされ、かつ貯留ポケットを避ける低い点を構成する。
【００５４】
他の実施形態によると、入口１０２および出口１０３は、互いに対して同軸であり、かつ移動軸と同軸上に配置される。
【００５５】
ネジ２０３は、少なくとも雌ネジ２０４およびアーマチャ２０２の受け入れ領域を備える単一部品を好ましく形成する。好都合な実施形態によると、ネジ２０３は、シャッター２０１の支持体２０８と一体であり、それは、例えばネジ２０３に溶接されるか、またはネジと単一部品を形成する。
【００５６】
シャッター２０１の支持体２０８は、ネジ２０３をシャッター２０１に接続するリッジ、および流体の通路のための開口部を備える。弁座１０４およびシャッター２０１は、ネジ２０３の回転軸を中心とする。シャッター２０１は、円形またはテーパー状部分を有する弁座１０４に対して載置されることを意図した球形部分を好ましく有するため、バルブ１の閉鎖は、円形接触によって提供される。
【００５７】
特に好都合な実施形態によると、シャッター２０１は、少なくともネジ２０３の回転軸周りにネジ２０３に対して自由に回転するように、取り付けられる。これにより、シャッター２０１およびネジ２０３の間の回転移動を伝えることによるシャッター２０１および弁座１０４の間の摩擦を排除することが可能となり、それにしたがって弁座１０４およびシャッター２０１の磨耗を制限する。好ましくは、シャッター２０１の支持体２０８は、ネジ２０３と一体であり、かつネジ２０３の回転軸まわりの単純な回転ジョイントを介してシャッター２０１を受け入れる。
【００５８】
ネジ２０３およびシャッター２０１の支持体２０８からなる移動部材２００は、好ましくは完全に金属から作られている。それは単一とすることができるか、または溶接された部品によって形成されることができる。好ましくはシャッター２０１も金属から作られている。
【００５９】
特定の実施形態において、シャッター２０１は、ネジ２０３に固定され、ネジおよびシャッター２０１の支持体２０８と共に一体部品を形成する。
【００６０】
容器１０１を画定するケーシング１００の壁は、一体部品のみを好ましく形成する。それは、好ましく金属から作られる。壁は、いくつかの部品を溶接することにより好ましく得られる。好ましくは、場合によってはインダクタ１１３、およびインダクタ１１３が永久磁石ではない場合電力を供給する装置以外のケーシング１００のアセンブリは、完全に金属から作られている。
【００６１】
したがってバルブ１は、完全に金属から作られている。したがって、アグレッシブな薬液および／または例えば第４世代原子炉に使用されるナトリウム冷却剤などの非常に高い温度に加熱された液体に完全に適合される。好ましい実施形態によると、本発明によるバルブ１は、ガスケット３００を備えない。ケーシング１００、それぞれネジ２０３は、好ましく全て溶接され、それは、アセンブリの強度および信頼性をなおも増加する。
【００６２】
特に好都合な実施形態によると、制御装置によるネジ２０３の回転駆動は、永久磁石によって保証される。これにより、バルブ１の全体寸法を低減することが可能となる。
【００６３】
別の実施形態によると、制御装置は、コイルが設けられたモーターを備える。この代替形の利点は、永久磁石よりも安価であることである。
【００６４】
図３は、磁石およびコイルを備える他の実施形態を示す。この実施形態において、流体は、ネジ２０３によって囲まれる。ローター２１０を形成するアーマチャ２０２は、ネジ２０３を囲む。それは、磁石２１１および磁気シリンダーヘッド２１２を備える。ケーシング１００の壁は、間隔Ｊ１の距離を残してローター２１０を囲むダクト１１５を形成する。インダクタ１１３は、固定子１１４を形成し、ダクト１１５を囲む。固定子は、コイル１１６および磁気シリンダーヘッド１１７を備える。参照符号Ｊ２で示される間隔は、固定子１１４およびダクト１１５を好ましく分離する。
【００６５】
特に好都合に、手動でネジ２０３を移動可能とするために、インダクタ１１３を手動で作動させるための装置および／または追加的に手動で作動可能なインダクタを設けることができる。これにより、インダクタ１１３が故障した場合でもシャッター２０１の位置を制御することが可能となる。
【００６６】
したがって本発明によるバルブ１は、原子炉の分野、およびより正確にはナトリウム冷却高速中性子炉のナトリウム回路において特に好都合である。
【００６７】
上記の説明から、本発明によるバルブ１は、既存のバルブ１と比較して増加した強度および大幅に向上した気密性を明らかに提供する。それに加え、全体寸法の低減を維持しながらヘッド損失を制限し、かつ速い流れを提供することが可能となる。この設計は、全て金属の製造を可能とし、これはなおも頑健性および信頼性を向上させる。そのうえより容易な排出を提供し、かつ流体の意図しない貯留の危険性を低減する。その費用は、比較的安い。
【００６８】
液体ナトリウムを制御するために特に好都合であるが、本発明によるバルブは、液体金属の調整、または３００℃より高い温度の液体の調整に限定されない。
【００６９】
本発明は、上述の実施形態に限定されず、特許請求の範囲によってカバーされる全ての実施形態に適用される。
【符号の説明】
【００７０】
１  バルブ
２  長手方向
３  オフセット
１００  ケーシング
１０１  緊密な容器
１０２  入口
１０３  出口
１０４  弁座
１０５  ナット
１０６  外面
１０７  内面
１０８  外ネジ山
１０９  ボール
１１０  円筒部分
１１１  テーパー状の壁
１１２  部分的にテーパー状の壁
１１３  インダクタ
１１４  固定子
１１５  ダクト
１１６  コイル
１１７  円筒形ヘッド
２００  移動部材
２０１  シャッター
２０２  アーマチャ
２０３    ネジ
２０４  雌ネジ
２０５  ネジの外面
２０６  内面
２０７  ハウジング
２０８  シャッターの支持体
２０９  空洞
２１０  ローター
２１１  磁石
２１２  シリンダーヘッド
【図１】
2015117833.tif 000003
【図２】
2015117833.tif 000004
【図３】
2015117833.tif 000005
【外国語明細書】
2015117833000001.pdf