一种多功能阻流锁气的装置和方法与流程

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1.本发明属于新兴能源、核电产业技术领域，具体涉及一种多功能阻流锁气的装置和方法。

背景技术：

2.高温气冷堆燃料装卸系统的主要功能是测量从反应堆里的排出的燃料球，检测其是否具有使用价值，当具有使用价值时，将燃料球返回反应堆，当不具有使用价值时，将其排往乏燃料系统，燃料球分配器实现该功能。
3.从大气环境中装入燃料球和石墨球，从反应堆高温高压氦气环境中卸出乏燃料球和石墨球，在实现装球和卸球的同时，还要实现两种环境(不同介质气体、不同压力、不同温度)的隔离，阻流器就是在不联通两种环境的前提下实现物料传输的装置。
4.燃料球在装入卸出过程中难免产生粉尘、碎屑、碎球，碎球分离器就是用来将将粉尘、碎屑、碎球排出系统的装置。
5.目前高温气冷堆示范电站所采用的分配器、阻流器、碎球分离器存在以下一些问题：
6.(1)系统设备多，各个环节都有可能存在故障，系统故障率高；
7.(2)阻流器的球杯无法有效排出石墨粉尘和碎球；
8.(3)阻流器的球杯残留的石墨粉尘和碎球，垫高了进入到球杯的石墨球，在阻流器转动过程中很容易将完整的石墨球翦破、压碎；
9.(4)当出现阻流器损坏石墨球后，这种损坏会持续恶化进行，需要停堆检修，影响到机组运行的安全，增加了人员受辐照的风险。

技术实现要素：

10.本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了一种多功能阻流锁气的装置和方法。
11.为达到上述目的，本发明采用如下技术方案来实现的：
12.一种多功能阻流锁气的装置，包括进球口、阻流器壳体、阻流器转盘、第一收球口、碎球收集口、第二收球口、进球导轨、第一排球导轨和第二排球导轨；
13.通过该装置的球直径为b，阻流器壳体是一个内径为c的圆柱形壳体，c值取5b到6b，进球口、第一收球口和第二收球口的内径均为a，a值取1.03b至1.5b，阻流器壳体分为上下两部分，进球口、第一收球口和第二收球口安装在阻流器壳体上部分圆柱圆周中心面上，碎球收集口内径为a，安装在阻流器壳体下部分圆柱圆周中心面上；
14.阻流器转盘设置在阻流器壳体内，与阻流器壳体间隙配合，既能保证阻流器转盘在阻流器壳体内自由转动，又能起到密封作用；在阻流器转盘圆环周向开3个直径为a的圆孔，第一圆孔与进球导轨相对、第二圆孔与第一排球导轨相对、第三圆孔与第二排球导轨相对，三个圆孔与三个导轨平滑过渡连接；阻流器转盘中心连接有转轴。
15.本发明进一步的改进在于，阻流器壳体以倾角在30
°
至90
°
安装。
16.本发明进一步的改进在于，阻流器壳体上部分内表面光滑，上部分圆柱和下部分圆柱通过法兰密封连接。
17.本发明进一步的改进在于，阻流器壳体的圆柱高度大于2.6a，阻流器壳体的上部分圆柱厚度为1.4a。
18.本发明进一步的改进在于，进球导轨、第一排球导轨和第二排球导轨均为由四根圆柱体组成的正方形方框，圆柱体外径在0.1b至0.3b之间，相邻两个圆柱体之间的距离为0.9b，保证直径小于0.9b的球能够漏出正方形框。
19.本发明进一步的改进在于，进球导轨、第一排球导轨和第二排球导轨采用硬度小于球的材料制作，以免在过球过程中损伤球体。
20.本发明进一步的改进在于，阻流器转盘为厚度为1.4a、外径小于c的圆环，圆环的壁厚满足阻流器转盘的强度要求，满足阻流器转盘在转动过程中不发生变形，阻流器转盘外表面光滑。
21.本发明进一步的改进在于，阻流器转盘通过转轴连接于能够双向动作的执行机构上。
22.本发明进一步的改进在于，当进球口与第一圆孔及进球导轨相对时，第二圆孔、第三圆孔被阻流器壳体密封，当第一收球口与第二圆孔及第一排球导轨相对时，第一圆孔、第三圆孔被阻流器壳体密封，第二收球口与第三圆孔及第二排球导轨相对时，第二圆孔、第一圆孔被阻流器壳体密封。
23.一种多功能阻流锁气的方法，该方法基于所述的一种多功能阻流锁气的装置，包括：
24.当球从进球口进入装置时，随球进入的碎球、碎屑和粉尘在经过球导轨时掉入阻流器壳体的下部，通过碎球收集口排出；
25.当球需要进入第一收球口时，阻流器转盘在转轴的带动下逆时针旋转，第二圆孔及第一排球导轨与第一收球口相对时，球落入第一收球口；
26.当球需要进入第二收球口时，阻流器转盘在转轴的带动下顺时针旋转，第三圆孔及第二排球导轨与第二收球口相对时，球落入第二收球口。
27.与现有技术相比，本发明至少具有如下有益的技术效果：
28.本发明提供的一种多功能阻流锁气的装置和方法，该设备与目前通常使用的设备比起来有以下几方面明显的优点：
29.1)该方法提供的设备可以同时具有分配器、阻流器和碎球分离器的功能，大大减少了系统设备数量，减少了系统的故障点；
30.2)该方法提供的设备与燃料球接触的部位采用了软性材料，不容易产生粉尘、碎球；
31.3)该方法提供的设备燃料球在导轨上滚动，可以充分将粉尘、碎屑碎球分离；
32.4)该方法提供的设备克服了现有阻流器剪球、卡涩的缺点，运行更稳定。
33.5)该方法提供的设备，可以实现在输送物料的同时，实现两种环境的隔离，同时提高了输送物料的效率；
34.6)提高了设备运行的可靠性和稳定性；
35.7)减少了停机风险和维护引起的风险。
附图说明
36.图1为本发明一种多功能阻流锁气的装置的正剖视图。
37.图2为本发明一种多功能阻流锁气的装置的侧剖视图。
38.附图标记说明：
39.1、进球口，2、阻流器壳体，3、阻流器转盘，4、第二排球导轨，5、第二收球口，6、进球导轨，7、第一排球导轨，8、第一收球口，9、碎球收集口，10、法兰。
具体实施方式
40.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
41.如图1和图2所示，本发明提供的一种多功能阻流锁气的装置，包括进球口1、阻流器壳体2、阻流器转盘3、第一收球口8、碎球收集口9、第二收球口5、进球导轨6、第一排球导轨7和第二排球导轨4；通过该装置的球直径为b，阻流器壳体2以倾角在30
°
至90
°
安装，是一个内径为c的圆柱形壳体，c值取5b到6b，阻流器壳体2上部分内表面光滑，上部分圆柱和下部分圆柱通过法兰10密封连接，阻流器壳体2的圆柱高度大于2.6a，阻流器壳体2的上部分圆柱厚度为1.4a，进球口1、第一收球口8和第二收球口5的内径均为a，a值取1.03b至1.5b，阻流器壳体2分为上下两部分，进球口1、第一收球口8和第二收球口5安装在阻流器壳体2上部分圆柱圆周中心面上，碎球收集口9内径为a，安装在阻流器壳体2下部分圆柱圆周中心面上；阻流器转盘3设置在阻流器壳体2内，与阻流器壳体2间隙配合，既能保证阻流器转盘3在阻流器壳体2内自由转动，又能起到密封作用；在阻流器转盘3圆环周向开3个直径为a的圆孔，第一圆孔与进球导轨6相对、第二圆孔与第一排球导轨7相对、第三圆孔与第二排球导轨4相对，三个圆孔与三个导轨平滑过渡连接；阻流器转盘3中心连接有转轴11。
42.进球导轨6、第一排球导轨7和第二排球导轨4均为由四根圆柱体组成的正方形方框，圆柱体外径在0.1b至0.3b之间，相邻两个圆柱体之间的距离为0.9b，保证直径小于0.9b的球能够漏出正方形框。进球导轨6、第一排球导轨7和第二排球导轨4采用硬度小于球的材料制作，以免在过球过程中损伤球体。
43.阻流器转盘3为厚度为1.4a、外径小于c的圆环，圆环的壁厚满足阻流器转盘3的强度要求，满足阻流器转盘3在转动过程中不发生变形，阻流器转盘3外表面光滑。阻流器转盘3通过转轴11连接于能够双向动作的执行机构上。
44.实施例
45.高温气冷堆示范工程的燃料球和石墨球的外径是60mm，选取内径为66mm的进球管、两个出球馆和碎球排出管，选取外径为360mm、厚度为20mm的不锈钢管来加工转盘，不锈钢管长度选取100mm，在不锈钢管中心面处加工3个内径为66mm的圆孔，三个孔中心与圆心连线的夹角为100
°
、160
°
、100
°
。用外径10mm的不锈钢棒制作边长为74mm的三个正方形导
轨，相邻导轨之间的距离为54mm，导轨一端的四个钢棒向外弯曲，焊接在内径66mm的孔外延，焊接时不影响孔66mm的通流，66mm与54mm平滑过渡，三个导轨在一个平面上，三个导轨的另一端相互平滑连接。为了增加强度，可在导轨上焊接圆弧形加强筋，加强筋不应影响球的通过。在圆盘侧面中心焊接一个外径为30mm的传动轴。
46.采用内径为361mm、管壁20mm、长100mm的不锈钢管制作上部分外壳，不锈钢管的一个侧面采用壁厚20mm的不锈钢板制作堵板封堵，堵板和管体加密封垫圈，用螺栓连接。在堵板中心钻孔穿过传动轴。不锈钢管的另一侧面安装法兰盘。在不锈钢管中心面处加工3个内径为66mm的圆孔，三个孔中心与圆心连线的夹角为100
°
、160
°
、100
°
，三个圆孔与转盘的三个孔能够对中，三个孔分别与进球管和两个出球馆连接。
47.采用内径为361mm、管壁20mm、长70mm的不锈钢管制作下部分外壳，不锈钢管的一个侧面采用壁厚20mm的不锈钢板制作堵板封堵，堵板和管体加密封垫圈，用螺栓连接。不锈钢管的另一侧面安装法兰盘，与上部分外壳法兰密封连接。在不锈钢管中心面处加工1个内径为66mm的圆孔，与碎球排出管连接。
48.将圆盘装入外壳中，通过打磨，在保证圆盘不卡涩的前提下，间隙越小越好。设备装配好后，将进料管和出料管连接入系统中，用电动机带动传动轴转动，传动轴转动速度根据系统要求调节。
49.在转盘进球孔孔与进料管对中时，燃料以及随同燃料球一起的碎球、粉尘进入进球孔，此时两个出球孔均被外壳封住。
50.当球从进球口1进入装置时，随球进入的碎球、碎屑和粉尘在经过球导轨6时掉入阻流器壳体2的下部，通过碎球收集口9排出；
51.当球需要进入第一收球口8时，阻流器转盘3在转轴11的带动下逆时针旋转，第二圆孔及第一排球导轨7与第一收球口8相对时，球落入第一收球口8；
52.当球需要进入第二收球口5时，阻流器转盘3在转轴11的带动下顺时针旋转，第三圆孔及第二排球导轨4与第二收球口5相对时，球落入第二收球口5。
53.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

技术特征：

1.一种多功能阻流锁气的装置，其特征在于，包括进球口(1)、阻流器壳体(2)、阻流器转盘(3)、第一收球口(8)、碎球收集口(9)、第二收球口(5)、进球导轨(6)、第一排球导轨(7)和第二排球导轨(4)；通过该装置的球直径为b，阻流器壳体(2)是一个内径为c的圆柱形壳体，c值取5b到6b，进球口(1)、第一收球口(8)和第二收球口(5)的内径均为a，a值取1.03b至1.5b，阻流器壳体(2)分为上下两部分，进球口(1)、第一收球口(8)和第二收球口(5)安装在阻流器壳体(2)上部分圆柱圆周中心面上，碎球收集口(9)内径为a，安装在阻流器壳体(2)下部分圆柱圆周中心面上；阻流器转盘(3)设置在阻流器壳体(2)内，与阻流器壳体(2)间隙配合，既能保证阻流器转盘(3)在阻流器壳体(2)内自由转动，又能起到密封作用；在阻流器转盘(3)圆环周向开3个直径为a的圆孔，第一圆孔与进球导轨(6)相对、第二圆孔与第一排球导轨(7)相对、第三圆孔与第二排球导轨(4)相对，三个圆孔与三个导轨平滑过渡连接；阻流器转盘(3)中心连接有转轴(11)。2.根据权利要求1所述的一种多功能阻流锁气的装置，其特征在于，阻流器壳体(2)以倾角在30
°
至90
°
安装。3.根据权利要求1所述的一种多功能阻流锁气的装置，其特征在于，阻流器壳体(2)上部分内表面光滑，上部分圆柱和下部分圆柱通过法兰(10)密封连接。4.根据权利要求1所述的一种多功能阻流锁气的装置，其特征在于，阻流器壳体(2)的圆柱高度大于2.6a，阻流器壳体(2)的上部分圆柱厚度为1.4a。5.根据权利要求1所述的一种多功能阻流锁气的装置，其特征在于，进球导轨(6)、第一排球导轨(7)和第二排球导轨(4)均为由四根圆柱体组成的正方形方框，圆柱体外径在0.1b至0.3b之间，相邻两个圆柱体之间的距离为0.9b，保证直径小于0.9b的球能够漏出正方形框。6.根据权利要求1所述的一种多功能阻流锁气的装置，其特征在于，进球导轨(6)、第一排球导轨(7)和第二排球导轨(4)采用硬度小于球的材料制作，以免在过球过程中损伤球体。7.根据权利要求1所述的一种多功能阻流锁气的装置，其特征在于，阻流器转盘(3)为厚度为1.4a、外径小于c的圆环，圆环的壁厚满足阻流器转盘(3)的强度要求，满足阻流器转盘(3)在转动过程中不发生变形，阻流器转盘(3)外表面光滑。8.根据权利要求1所述的一种多功能阻流锁气的装置，其特征在于，阻流器转盘(3)通过转轴(11)连接于能够双向动作的执行机构上。9.根据权利要求1所述的一种多功能阻流锁气的装置，其特征在于，当进球口(1)与第一圆孔及进球导轨(6)相对时，第二圆孔、第三圆孔被阻流器壳体(2)密封，当第一收球口(8)与第二圆孔及第一排球导轨(7)相对时，第一圆孔、第三圆孔被阻流器壳体(2)密封，第二收球口(5)与第三圆孔及第二排球导轨(4)相对时，第二圆孔、第一圆孔被阻流器壳体(2)密封。10.一种多功能阻流锁气的方法，其特征在于，该方法基于权利要求1至9中任一项所述的一种多功能阻流锁气的装置，包括：当球从进球口(1)进入装置时，随球进入的碎球、碎屑和粉尘在经过球导轨(6)时掉入
阻流器壳体(2)的下部，通过碎球收集口(9)排出；当球需要进入第一收球口(8)时，阻流器转盘(3)在转轴(11)的带动下逆时针旋转，第二圆孔及第一排球导轨(7)与第一收球口(8)相对时，球落入第一收球口(8)；当球需要进入第二收球口(5)时，阻流器转盘(3)在转轴(11)的带动下顺时针旋转，第三圆孔及第二排球导轨(4)与第二收球口(5)相对时，球落入第二收球口(5)。

技术总结

本发明公开了一种多功能阻流锁气的装置和方法，该装置包括进球口、阻流器壳体、阻流器转盘、第一收球口、碎球收集口、第二收球口、进球导轨、第一排球导轨和第二排球导轨；该方法包括：当球从进球口进入装置时，随球进入的碎球、碎屑和粉尘在经过球导轨时掉入阻流器壳体的下部，通过碎球收集口排出；当球需要进入第一收球口时，阻流器转盘在转轴的带动下逆时针旋转，第二圆孔及第一排球导轨与第一收球口相对时，球落入第一收球口；当球需要进入第二收球口时，阻流器转盘在转轴的带动下顺时针旋转，第三圆孔及第二排球导轨与第二收球口相对时，球落入第二收球口。本发明同时具有分配器、阻流器和碎球分离器的功能，减少了系统设备数量和故障点。量和故障点。量和故障点。