КЛАПАН ЕСТЕСТВЕННОЙ ЦИРКУЛЯЦИИ

Полезная модель относится к трубопроводной арматуре, в частности, к клапанам естественной циркуляции, предназначенным для трубопроводных систем с принудительной циркуляцией, с переходом на естественную циркуляцию в случае отмены принудительной циркуляцией, прежде всего для ядерных энергетических установок с жидкометаллическим теплоносителем с отводом остаточного энерговыделения от активной зоны при помощи системы аварийного отвода тепла (САОТ).
Наиболее близким по своей совокупности существенных признаков к полезной модели является клапан естественной циркуляции, содержащий корпус, внутри которого расположен диск с противовесом (SU №954690, опубл. 30.08.1982).
При эксплуатации известного клапана тарель в состоянии «закрыто» прижимается к седлу так, что протечки теплоносителя через проходное сечение клапана отсутствует.
Однако для ядерных установок с жидкометаллическим теплоносителем с САОТ в ряде случаев необходима протечка части теплоносителя и через закрытый клапан.
Недостатком известного технического решения является невозможность прохождения потока теплоносителя или его части через проходное сечение клапана в зарытом состоянии.
Задачей настоящей полезной модели является создание клапана естественной циркуляции с наличием протечки, способного пропускать часть теплоносителя через него в закрытом состоянии.
Техническим результатом полезной модели является наличие пропускной способности клапана естественной циркуляции в закрытом состоянии.
Технический результат полезной модели достигается тем, что в клапане естественной циркуляции, содержащем корпус, внутри которого расположен диск с противовесом, диск выполнен меньшим диаметром, чем диаметр седла.
Выполнение диска диаметром меньшим диаметра седла позволяет пропускать через клапан часть теплоносителя даже в закрытом состоянии, так как в состоянии клапана «закрыто» между корпусом и диском образуется зазор за счет разницы их диаметров.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен клапан естественной циркуляции в закрытом положении и пунктиром - в открытом состоянии (продольный разрез), на фиг. 2 изображен клапана естественной циркуляции (поперечный разрез).
Клапан естественной циркуляции содержит корпус 1, внутри которого на оси может свободно вращаться диск 2, являющийся запорным органом. Ось размещается в корпусе 1 с помощью втулок.
Клапан естественной циркуляции применяется следующим образом.
В ядерных энергетических установках с жидкометаллическим теплоносителем, работающих с принудительной циркуляцией теплоносителя с переходом на естественную циркуляцию в случае прекращения принудительной циркуляции, расхолаживание активной зоны реактора происходит по схеме:
Реактор → клапан естественной циркуляции → аварийный теплообменник (АТО) → Реактор.
В АТО тепло передается через контур САОТ конечному поглотителю (атмосферному воздуху).
Для обеспечения гарантированного отвода остаточных энерговыделений от активной зоны реактора, исходя из принципа резервирования, в I контуре установлено по 2 клапана ЕЦ в каждой петле теплоотвода.
Клапан устанавливается на вертикальном участке трубопровода.
При работе реактора диск под действием динамического напора теплоносителя I контура находится в горизонтальном положении (клапан ЕЦ находится в закрытом состоянии). При этом через зазор между седлом и диском клапана протекает часть расхода теплоносителя, необходимого для поддержания контура САОТ в «горячем» резерве».
При отсутствии потока теплоносителя I контура и, как следствие, динамического напора, диск 2 находится в открытом положении под действием собственного веса (диск повернут на 55° по отношению к горизонтали), при этом через клапан протекает расход, необходимый для отвода остаточных энерговыделений от активной зоны реактора.
Закрытие клапана происходит за счет подачи рабочей среды под диск 2.
Зазор между корпусом клапана ЕЦ и диском определяется из условия обеспечения необходимого перепада давлений между точками подключения АТО на байпасе и промежуточного теплообменника (ПТО) (при заданном расходе теплоносителя I контура в 2% от номинального).
Угол поворота диска (степень открытия клапана) определяется соотношением между моментами сил, действующих на диск, к которым относятся:
- сила тяжести масс подвижных частей (диск 2);
- сила трения во втулках;
- динамический напор теплоносителя.
Угол открытия клапана ЕЦ в 55° (по отношению к горизонтали) обеспечивает необходимую величину расхода теплоносителя через АТО (в режиме расхолаживания) для отвода остаточных энерговыделений в 2% от номинального уровня мощности реактора.