[发明专利]高温气冷堆氦气空间的密封传动装置及其驱动装置有效

专利信息
申请号: 201010103351.7 申请日: 2010-01-28
公开(公告)号: CN101800464A 公开(公告)日: 2010-08-11
发明(设计)人: 张海泉;李红克;王鑫;刘继国;吴宗鑫;张作义 申请(专利权)人: 清华大学
主分类号: H02K49/10 分类号: H02K49/10
代理公司: 北京路浩知识产权代理有限公司 11002 代理人: 胡小永
地址: 100084 北京市海*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 高温 气冷 氦气 空间 密封 传动 装置 及其 驱动
【说明书】:

技术领域

本发明涉及反应堆密封传动领域,特别是涉及一种高温气冷堆氦 气空间的密封传动装置及其驱动装置。

背景技术

高温气冷堆是以石墨为慢化剂、氦气为冷却剂的高温反应堆,是 一种固有安全性好、发电效率高、用途极为广泛的先进核反应堆。高 温气冷堆堆内石墨材料或燃料元件因磨损而产生的石墨粉尘带有放 射性,这些微小的石墨粉尘主要以气溶胶形式弥散在一回路氦气空间 内。众所周知,与其它介质相比,氦气具有很强的渗透性,因而,其 在工业领域中的一个重要应用方向是密封检漏。流经反应堆堆芯的带 压氦气携带放射性石墨粉尘流动,也具有一定的放射性,因此,对高 温气冷堆压力边界及辅助系统管路必须有严格的密封措施。如果这些 系统的设备与管路附件发生外泄漏,不仅会影响反应堆的正常运行和 安全停堆,而且将危及操作人员和周围环境的安全。另一方面氦气本 身价格昂贵,如果泄漏也将造成经济上的浪费。

为了避免氦气泄漏,高温气冷堆中的设备、阀门、管道和管件的 连接方式主要采用焊接结构,或者密封加封边焊结构,例如,HTR-10 实验堆中的氦气阀门均采用了在阀盖与阀杆之间用波纹管再加填料 密封的结构。尽管如此,在一回路压力边界及反应堆辅助系统管路中 设置有大量包含运动部件的承压机械设备,要求采用电动、电磁等方 式进行远距离操作,其驱动机构应该确保在现场的辐照、温度、湿度 环境下可以可靠的使用。对于这些承压机械设备,采用填料或盘根密 封,因存在密封面,难以从根本上解决氦气的密封问题。由于波纹管 固有的柔性,其刚度小、易失稳,不能大角度扭转,疲劳寿命有限, 因而,采用波纹管密封,难以满足大转矩、长时连续、往复回转和频 繁启停等运转操作的技术要求。

为解决压力边界运转机械设备对放射性氦气的可靠密封问题,已 建和在建高温气冷堆主要采用承压壳内电动或电磁驱动机构置入式 结构,如中国发明专利说明书CN 101159172A公开的应用于高温气 冷堆吸收球停堆系统中的非能动安全驱动装置,以及CN 101109390A 公开的一种球床高温气冷堆离心式氦气压缩。采用置入式结构后,运 转部件的机械动密封转化为电气贯穿件的静密封,虽然解决了氦气泄 漏问题,但是必须解决承压壳内严酷环境与可靠运行要求的一系列技 术难题,如驱动电机及传动件的抗辐照、耐温、承压、润滑与磨损、 长寿期运行等问题,因而驱动电机及传动件必须采用非标设计和工程 考验。另一方面,核电厂电气贯穿件一般是针对特定堆型和压力边界 特定安全及设备专用的(如专利号CN 1176469C),根据不同结构和 运行环境的承压机械设备定制或研制电气贯穿件的成本相当高,这对 于辅助系统的非安全级承压机械设备而言是难以接受的,因而通常只 能采用可靠性不高的电气接插件,此类常规电气接插件及其与承压壳 的连接部位因此可能成为承压机械设备的薄弱环节。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是:对现有技术进行改进,以实现对热 态放射性氦气空间的全密封,而且满足大转矩、长时连续、往复回转 和频繁启停等运转操作的可控性与可靠性使用要求。

本发明要解决的另一个技术问题:提供一种新的用于氦气空间密 封传动的驱动装置,该驱动装置的各设备部件结构紧凑、运行安全可 靠、易于更换维修。

(二)技术方案

为解决上述第一技术问题,本发明提供一种依照本发明实施方式 的高温气冷堆氦气空间的密封传动装置,该氦气空间由腔室本体、承 压壳、紧固件和密封件封闭而成,在氦气空间内具有执行件,在氦气 空间外具有原动件,传动件连接执行件和原动件并在其间传递运动, 所述传动件为磁耦合联轴器,包括承压壳、置于所述承压壳外的主动 磁组件和置于所述承压壳内的从动磁组件,所述原动件与主动磁组件 相连组成主动件,所述执行件与从动磁组件相连组成从动件。

优选地,所述原动件与主动磁组件之间的连接为静连接,所述静 连接是任何形式的可拆卸连接。

优选地,所述执行件与从动磁组件之间的连接为静连接,所述静 连接是任何形式的可拆卸连接。

优选地,所述执行件与从动磁组件之间的连接为动连接,所述动 连接是采用螺旋或滚珠丝杠导向机构进行连接。

优选地,所述原动件由驱动电机驱动,原动件驱动从动件实现不 同速度或转矩的密封传动。

优选地,所述主动件的轴系上具有运动传感器,实现对执行件的 半反馈运动控制。

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