Напорная арматура, в частности, как клапан разгрузки давления и клапан защиты от давления (варианты)

 

Изобретение относится к напорной арматуре (1) с каналом течения (42), клапаном (5), элементом смещения (43) и захватным приспособлением (12). Элемент смещения (43) расположен с возможностью перемещения вдоль главной оси (41) напорной арматуры (1). Клапан (5) расположен на конце (44) элемента смещения (43). Канал течения (42) выполнен закрываемым за счет клапана (5), и захватное приспособление (12) выполнено с возможностью перевода в положение улавливания, так что оно при открывающем канал течения (42) положении конуса клапана (5) захватывает клапан (5) и/или элемент смещения (43) и удерживает клапан (5) в открывающем канал течения (42) положении. За счет этого обеспечивается разгрузка давления находящейся под давлением системы, в частности, устройства поддержания напора реактора, охлаждаемого водой под давлением, вплоть до состояния без давления. Напорная арматура является особенно пригодной в качестве клапана разгрузки давления или соответственно в качестве комбинированного клапана разгрузки давления и защиты от давления. 2 с. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к напорной арматуре с каналом течения, конусом клапана, элементом смещения и захватным приспособлением, причем a) элемент смещения расположен с возможностью перемещения вдоль главной оси напорной арматуры, b) на конце элемента смещения расположен конус клапана, c) канал течения выполнен закрываемым конусом клапана, d) захватное приспособление является перемещаемым в положение улавливания, так что оно при открывающем канал течения положении конуса клапана захватывает конус клапана и/или элемент смещения и удерживает конус клапана в положении, открывающем канал течения.

Во всех областях техники, в которых емкости или трубопроводы находятся под давлением, находят применение напорные арматуры, в частности, для разгрузки давления и для управления давлением. Разгрузка давления или управление давлением могут производиться при этом как во время нормального режима работы, так и для безопасности установки с находящимися под давлением компонентами. В частности, напорные резервуары часто должны защищаться согласно существующим техническим правилам относительно избыточного давления. Кроме того, в случае напорного резервуара, в частности, парового котла, требуется возможность разгрузки давления, производимой также вручную. Путем своевременной и достаточной разгрузки давления можно улучшать выполнение гибких мер безопасности. Это, в частности, является предпочтительным в случае атомной электростанции с находящейся под давлением первичной системой, которая имеет подлежащие защите компоненты, как например, активную зону реактора. Разгрузка давления напорного резервуара, который находится под высоким внутренним давлением, например, корпуса ядерного реактора с внутренним давлением порядка 150 бар может быть предусмотрена до давления порядка величины давления окружающей среды, например, до 2 - 4 бар или до состояния без давления в зависимости от расчетных условий.

Предохранительный клапан для защиты находящейся под давлением гидравлической системы описан в GB-PS 199, 541, а также в GB-PS 808, 577. Предохранительный клапан рассчитан таким образом, что при превышении критического давления может производиться снижение давления. Для обоих патентов является общим то, что описывается конструктивное выполнение предохранительного клапана, при котором путем смещения арретирующего элемента вдоль оси, перпендикулярно к направлению хода клапанного поршня предохранительного клапана, достигается арретирование конуса клапана в открывающем предохранительный клапан положении. После соответствующего нормам открытия предохранительного клапана, то есть после превышения критического давления внутри гидравлической системы, предохранительный клапан может удерживаться открытым вплоть до более низкого давления системы.

Описанный в GB-PS 808, 577 арретирующий элемент является шаром, который прижимается через предварительно напряженный пружиной поршень в паз поршня клапана. Сдвигающий шар поршень может возвращаться в свое исходное положение обслуживаемым вручную устройством или соответственно электромагнитным устройством. Арретирующий элемент на всякий случай всегда выполнен так, что при каждом открытии предохранительного клапана последний автоматически поддерживается открытым. Дистанционное обслуживание арретирующего приспособления ограничивается только возвратом арретирующего элемента, то есть новым напряжением пружины.

Описанный в GB-PS 199, 541 арретирующий элемент содержит два расположенных на противоположных сторонах поршня клапана штифта, которые входят в проходящий в поршне клапана паз. Штифты прижимаются через предварительно напряженную пружину против поршня клапана так, что с поршнем клапана существует силовое замыкание, которое препятствует движению поршня в его направлении хода. Если давление в гидравлической системе настолько велико, что преодолевается как сила трения штифтов, так и сила закрывающих пружин, поршень перемещается в направлении хода. Как только соответствующие пазы в поршне клапана достигнут высоты штифтов, они автоматически, без управления снаружи, вдавливаются в пазы. За счет этого достигается арретирование поршня клапана в открывающем клапан положении. Предварительное напряжение пружин штифтов может регулироваться таким образом, что новое закрывание клапана при различных давлениях системы достигается вследствие силы закрывания клапанных пружин.

GB-PS 808, 577, а также GB-PS 199, 541 ограничиваются исключительно удерживанием открытым предохранительного клапана с арретирующими элементами, которые перемещаются вдоль оси перпендикулярно к направлению хода поршня клапана и которые путем предварительно напряженных пружин без возможности воздействия (управления) снаружи при каждом открытии клапана приводятся в такое положение, что поршень клапана остается в открывающем клапан положении.

Из GB-PS 808, 577 известна арматура, которая содержит арретирующее приспособление. Это приспособление может снова освобождаться только вручную.

Также из DE 597 161 известна арматура, которая может арретироваться с помощью защелки. Последняя вдавливается в положение закрывания пружиной.

В известных арматурах подвижные части сильно ускоряются и тормозятся. Это объясняется тем, что они перемещаются только при относительно большом давлении среды и затем сразу арретируются.

В основе изобретения лежит задача создания напорной арматуры, которая даже при небольшом давлении и в состоянии без давления является подвижной и может удерживаться в открытом положении.

Задача решается согласно первой форме выполнения изобретения за счет того, что элемент смещения имеет поршень, направляемый в направляющей, и средство для зацепления захватывающего приспособления, причем захватывающее приспособление имеет, по меньшей мере, одну поворотную относительно точки вращения улавливающую защелку, и что между поршнем и направляющей расположено демпфирующее пространство.

После открывания канала течения путем захвата и удерживания конуса клапана обеспечивается, что канал течения остается открытым при разгрузке давления, даже тогда, когда разгрузка давления приводит к состоянию без давления. Конус клапана за счет захватного приспособления надежно удерживается в открывающем канал течения положении. Это является предпочтительным, в частности, для корпуса ядерного реактора, так как таким образом разгрузка давления может производиться до очень низкого давления, за счет чего меры безопасности для защиты активной зоны реактора, в частности, охлаждение активной зоны реактора, могут выполняться упрощенно. Даже в крайне невероятном случае проплавления активной зоны ядерного реактора гарантируется эффективное снижение давления до низкого давления так, что все меры безопасности могут приниматься без проблем и эффективно. Разгрузка давления напорной арматурой может к тому же начинаться и производиться нацеленно, при необходимости, вручную.

За счет демпфирующего пространства при закрывании напорной арматуры оказывается противодействие жесткой посадке конуса клапана и поршня. Далее демпфирующее пространство, в частности, через только постепенно происходящее повышение давления, при открывании напорной арматуры действует замедляюще на движение поршня. За счет этого также уменьшается механическая нагрузка на напорную арматуру вследствие соударения компонентов.

Согласно второй форме выполнения изобретения задача решается за счет того, что предусмотрено устройство управления, которым захватывающее приспособление переводится в положение улавливания и из него в свободное положение, в котором конус поршня может снова управляться и свободно перемещаться.

Независимо от давления, имеющего место внутри напорной арматуры, за счет этого можно достигнуть, что к каждому моменту времени посредством напорной арматуры может производиться разгрузка давления. Кроме того независимо от внутреннего давления напорной арматуры обеспечивается закрывание арматуры. Кроме того гарантируется, что арматура для разгрузки давления может поддерживаться открытой вплоть до состояния без давления.

Направляемый в направляющей поршень может быть расположен вне канала течения, за счет чего избегается конструктивное воздействие на канал течения и обеспечивается эффективный образ действия напорной арматуры. Улавливающая защелка может просто монтироваться в напорной арматуре и может просто переводиться, например, путем вращения вокруг точки вращения в положение улавливания и из него. Она может быть выполнена в виде простого механического элемента, который является надежно работоспособным также при высоком давлении и высокой температуре. В зависимости от требуемых рабочих условий она может быть изготовлена из соответствующего материала, например, нержавеющей стали. Для движения в положение улавливания может быть предусмотрена пружина сжатия. Для надежного арретирования конуса клапана может быть также выгодным предусматривать несколько улавливающих защелок.

Поршень имеет предпочтительным образом паз для введения защелки. Механическое введение улавливающей защелки в паз может также надежно производиться при высоком давлении и высокой температуре так, что в любом случае гарантировано открывание напорной арматуры и удерживание в открытом состоянии.

Предпочтительно управляющий клапан может приводиться в действие, по меньшей мере, через один двигатель. Двигатель при этом для контролируемой разгрузки давления может управляться дистанционно.

Предпочтительным образом двигатель приводит в действие толкатель, который, в частности, через переключающую гильзу перемещает захватывающее приспособление в положение улавливания или из этого положения. При обусловленном двигателем освобождении толкателя захватывающее приспособление перемещается в положение улавливания. Противоположное движение толкателя снова выводит захватывающее приспособление из положения улавливания.

Управляющий клапан является предпочтительно приводимым в действие через два не зависимых друг от друга двигателя. Это позволяет контролировать и, при необходимости, заменять во время работы каждый из двигателей независимо от другого. Для открывания, поддерживания открытым и закрывания напорной арматуры требуется однако работоспособность только одного двигателя. Это не только повышает надежность установки с находящимися под давлением компонентами, но избыточное выполнение облегчает техническое обслуживание и уменьшает опасность повреждения напорной арматуры.

Предпочтительно открывание и закрывание канала течения, в частности, для разгрузки давления, может производиться через управляющий клапан. Подобное открывание и закрывание канала течения, то есть соответствующее движение конуса клапана, при этом предпочтительно управляется через, по меньшей мере, один разгрузочный канал, который соединен с напорной арматурой и может закрываться конусом управляющего клапана. Открывание разгрузочного канала приводит к открывающему канал течения движению конуса клапана, а закрывание разгрузочного канала к закрывающему движению.

Предпочтительным образом напорная арматура работает по принципу разгрузки, причем при закрытом канале течения вверх по течению конуса клапана может создаваться давление, которое может уменьшаться внутри напорной арматуры, причем производится открывающее канал течения движение конуса клапана. В закрытом положении напорной арматуры, например, давление подлежащей разгрузке и находящейся под давлением системы может быть приложенным внутри напорной арматуры. В частности, на конус клапана через поршень действует сила так, что последний закрывает канал течения. Сила при этом может создаваться через давление, а также через дополнительную силу пружины. При уменьшении давления внутри напорной арматуры действующая на конус клапана или соответственно поршень сила уменьшается, а вызванная давлением, действующая на нижней стороне поршня подъемная сила увеличивается, что приводит к открывающему канал течения движению конуса клапана или соответственно поршня. При закрывании разгрузочного канала происходит новое восстановление давления внутри напорной арматуры, так что действующая на конус клапана или соответственно поршень сила увеличивается и происходит повторное закрывание канала течения.

Предпочтительным образом напорная арматура имеет приводимый в действие собственной средой управляющий клапан, который при превышении критического давления внутри напорной арматуры вызывает открытие канала течения, а при недостижении критического давления снова закрытие канала течения. Управляющий клапан может при этом быть пружинным клапаном, который через дополнительный разгрузочный канал соединен с внутренним пространством напорной арматуры. Если давление внутри напорной арматуры возрастает, то возрастает также и давление, приложенное к приводимому в действие собственной средой управляющему клапану. Если это давление достигает критического значения, которое приводит к силе, превышающей силу пружины, то происходит открывание управляющего клапана. Таким образом происходит разгрузка давления внутри напорной арматуры, за счет чего достигается открывание канала течения и обуславливается разгрузка давления находящейся под давлением системы. При падении давления внутри напорной арматуры падает сила, действующая на управляющий клапана так, что он, начиная с определенного значения давления, снова закрывается, за счет чего происходит также повторное закрывание напорной арматуры. Дальнейшая разгрузка давления находящейся под давлением системы тем самым прекращается. Напорная арматура является, таким образом, пригодной также в качестве предохранительного клапана для находящейся под давлением системы, в частности, корпуса охлаждаемого водой под давлением реактора.

Предпочтительным образом конус клапана имеет в направлении вниз по течению приблизительно луковичную форму. Это позволяет вместе с соответствующей формой канала течения особенно благоприятное направление потока и тем самым также особенно компактное выполнение напорной арматуры. Конус клапана сконструирован предпочтительным образом эластичным по типу луковичной шелухи, за счет чего достигается особенно хорошая плотность посадки даже при термически или механически деформированной геометрии седла клапана, на котором прилегает конус клапана в гидравлическом затворе. Достигнутое за счет этого особенно компактное выполнение является не только благоприятным с точки зрения расходов, но и действует также положительно на динамику напорной арматуры, в частности, вследствие меньших подвижных масс и тем самым меньших появляющихся сил. Кроме того появляются меньшие ударные нагрузки, в частности, конуса клапана и является возможным более простое удерживание напорной арматуры.

Предпочтительным образом в направляющей предусмотрен дроссельный канал, который соединяет демпфирующее пространство с каналом течения. За счет этого обеспечивается, что находящаяся в канале течения среда, например, водяной пар, втекает в демпфирующее пространство дросселированно. В демпфирующем пространстве происходит, таким образом, при открывании напорной арматуры только постепенный рост давления. За счет этого замедляется движение поршня, в частности, движение вверх по течению вдоль главной оси напорной арматуры. Опасность чрезмерной механической нагрузки напорной арматуры за счет этого еще больше уменьшается.

Для закрывания напорной арматуры из положения, открывающего канал течения, в частности, для повторного закрывания, она предпочтительно содержит управляющее пространство, которое лежит на противоположной конусу клапана стороне поршня и через дроссельный канал находится в соединении с каналом течения. Управляющее пространство является разгружаемым от давления через разгрузочный канал, который может открываться и закрываться, например, через управляемый внешней средой управляющий клапан.

Если разгрузочный канал закрыт, то управляющее пространство через дроссельный канал заполняется средой из канала течения. За счет этого производится создание давления внутри управляющего пространства, и поршень движется гидравлически вдоль главной оси, в частности, вниз по течению, если захватное приспособление, например, через управляемый внешней средой управляющий клапан, выводится из своего положения улавливания. Конус клапана тем самым приводится в положение, закрывающее канал течения. Если канал течения уже закрыт, то находящаяся в управляющем пространстве среда удерживает его закрытым.

Особенно предпочтительным является применение напорной арматуры в качестве клапана разгрузки давления для корпуса ядерного реактора, в частности, реактора, охлаждаемого водой под давлением, так как напорной арматурой обеспечена разгрузка давления корпуса до более низкого давления, в частности, до 2 - 4 бар или ниже.

Напорная арматура является пригодной также для применения в качестве комбинированного клапана разгрузки давления и защиты от давления для корпуса ядерного реактора, в частности, реактора, охлаждаемого водой под давлением. Под разгрузкой давления при этом понимается снижение давления внутри напорного резервуара ниже нормального рабочего давления и под защитой от давления защита находящегося под внутренним давлением напорного резервуара против избыточного давления. Комбинированный клапан разгрузки давления и защиты от давления имеет, таким образом, оба свойства, а именно открываться при превышении критического давления и таким образом уменьшать дальнейший опасный рост давления, а также в соответствующем требующемся случае путем отрывания снижать внутреннее давление внутри резервуара до желаемой величины. Через управляемый внешней средой управляющий клапан разгрузка давления является возможной независимо от давления, имеющего место внутри напорной арматуры. Путем захватного приспособления возможной является разгрузка давления до очень низкого давления и даже до состояния без давления. Это, например, является выгодным при проверках напорного резервуара. Через управляемый внешней средой управляющий клапан кроме того можно производить повторное закрывание напорной арматуры. Для этого, при необходимости, захватное приспособление снова выводится из своего положения улавливания. Посредством управляемого собственной средой управляющего клапана, в частности, пружинного клапана, напорная арматура выполняет кроме того функцию клапана защиты от давления. Напорная арматура представляет собой тем самым особенно компактный комбинированный клапан разгрузки давления и защиты от давления, который может удерживаться открытым вплоть до состояния без давления.

Напорная арматура используется предпочтительно как комбинированный клапан разгрузки давления и защиты от давления для устройства поддержания напора реактора, охлаждаемого водой под давлением.

Напорная арматура поясняется более подробно с помощью чертежей, на которых соответственно в продольном сечении показано: фиг. 1 - напорная арматура, которая подключена к устройству поддержания напора, фиг. 2 - увеличенное представление напорной арматуры в закрытом состоянии, фиг. 3 - увеличенное представление напорной арматуры в открытом состоянии, фиг. 4 - увеличенное представление напорной арматуры в открытом состоянии.

На фигурах представлены только существенные для пояснения компоненты напорной арматуры.

На фиг. 1 представлена напорная арматура 1, которая расположена на купольной насадке 49 устройства поддержания напора 47, например, реактора, охлаждаемого водой под давлением. Вдоль главной оси 41 напорной арматуры 1 ниже напорной арматуры примыкает трубопровод разгрузки давления 48. На крышке 2 напорной арматуры 1 расположен управляемый внешней средой управляющий клапан 16 с двумя двигателями 46. Из управляющего клапана 16 выходит другой трубопровод разгрузки давления 48. На противоположной купольной насадке 49 стороне напорной арматуры 1 расположен приводимый в действие собственной средой управляющий клапан 19, пружинный клапан, который также имеет трубопровод разгрузки давления 48.

Фиг. 2 показывает сечение через напорную арматуру 1 в закрытом состоянии. Напорная арматура 1 имеет канал течения 42, который входит вдоль оси 45 в напорную арматуру 1 и вдоль главной оси 41 выходит из нее. Конус клапана 5 напорной арматуры 1 расположен на конце 44 элемента смещения 43, поршневого штока. Элемент смещения 43 и тем самым также конус клапана 5 является подвижным вдоль главной оси 41. Конус клапана 5 сидит в седле клапана 6 и закрывает канал течение 42 в направлении главной оси 41. Главная ось 41 и ось 45 входящего канала течения 42 расположены перпендикулярно друг к другу. В части канала течения 42, которая проходит параллельно оси 45, то есть в горизонтальной части, находится стоящая под давлением среда, например, насыщенный пар. В области канала течения 42, которая проходит параллельно главной оси 41, то есть вертикально, имеет место меньшее давление. Конус клапана 5 обращен своей верхней стороной 5a к направляющей 7 элемента смещения 43.

Элемент смещения 43 имеет выше канала течения 42 поршень 4, который направляется в направляющем цилиндре 3 и уплотнен относительно него не показанными более подробно поршневыми кольцами.

Поршень 4 разделяет, таким образом, внутреннее пространство напорной арматуры 1 на лежащее ниже поршня 4 демпфирующее пространство 26, которое является цилиндрическим и обращено к конусу клапана 5, и на управляющее пространство 22, которое лежит выше поршня 4. Внутри управляющего пространства 22 расположено с возможностью вращения вокруг точки вращения захватное приспособление 12, улавливающая защелка. Поршень 4 прижимается пружиной клапана 8 вниз, то есть в направлении конуса клапана 5. Улавливающая защелка выведена через переключающую гильзу 10 из положения улавливания. Пружина 11 переключающей гильзы 10 удерживается в держателе пружины 9 и оказывает на переключающую гильзу 10 силу, направленную вверх. Переключающая гильза 10 удерживается в своем положении против действия этой силы через толкатели 14, 15. Толкатели 14, 15, со своей стороны, удерживаются каждый соответственно через конус управляющего клапана 20, 21, приводимого в действие двигателем управляющего клапана 16. От управляющего пространства 22 ведет канал разгрузки давления 23, 23a, с одной стороны, к приводимому в действие двигателем управляющему клапану 16, а также, с другой стороны, к приводимому в действие собственной средой управляющему клапану 19, пружинному клапану. Другие каналы разгрузки давления 24, 25 соединяют управляющее пространство 22 с приводимым в действие двигателем управляющим клапаном 16.

Поршень 4 имеет на обращенной к улавливающей защелке 12 стороне, выполненный в виде паза 4a, окружной поясок, в который может входить улавливающая защелка 12 в ее положении улавливания. Напорная арматура 1 находится в своем нормальном рабочем состоянии, то есть как пружинный клапан 19, так и оба конуса управляющих клапанов 20, 21 приводимого в действие двигателем управляющего клапана 16 закрыты. Также и конус клапана 5 находится в своем седле клапана 6 и закрывает канал течения 42. Конусы управляющих клапанов 20, 21 через толкатели 14, 15 прижимают переключающую гильзу 10 против силы пружины 11 вниз. За счет этого нижний конец 10a переключающей гильзы 10 прижат к кулачку 12a улавливающей защелки 12, и она выведена из области паза 4a поршня 4. В этом положении улавливающей защелки 12 напорная арматура 1 может неограниченно применяться для разгрузки давления и защиты от давления.

На фиг. 3 напорная арматура 1 представлена в открытом состоянии в ее функции в качестве клапана защиты от давления. При критическом давлении системы, например, 176 бар, пружинный клапан 19 настолько разгрузил от давления управляющее пространство 22 напорной арматуры 1 через разгрузочный канал 23, 23a, что конус клапана 5 пришел в положение, открывающее канал течения 42. Конус клапана 5 прилегает своей верхней стороной 5a к направляющей 7. Соответственно движению конуса клапана 5 поршень 4 также переместился наверх. Он находится непосредственно вблизи улавливающей защелки 12, без того, что она входит в предусмотренный для нее паз 4a поршня 4. Переключающая гильза 10 удерживается своей пружиной 11 за счет толкателя 14 так, что она выводит улавливающую защелку 12 из положения улавливания. Демпфирующее пространство 26 между поршнем 4 и направляющей 7 имеет в этом положении свою максимальную величину. Оно уплотнено относительно управляющего пространства 22 за счет поршня 4 и через дроссельный зазор 28, который проходит параллельно к главной оси 41 между элементом смещения 43 и направляющей 7, соединено с каналом течения 42. Демпфирующее пространство 26 ведет как при движении открывания поршня 4, так и при движении закрывания поршня 4 к соответствующему замедлению движения поршня 4. При снижении давления в управляющем пространстве 22 поршень 4 против закрывающей силы, которая создается, в частности, через пружину клапана 8 и давление в управляющем пространстве 22, перемещается вверх. Чтобы избежать слишком быстрого движения открывания и тем самым слишком сильной динамической нагрузки, предусмотрено дросселирование разгрузки давления управляющего пространства 22. Это частично достигается за счет демпфирующего пространства 26, которое постоянно увеличивается при движении вверх по течению поршня 4, в котором, однако, создание давления через дроссельный зазор 28 происходит только замедленно. Дросселирование разгрузки давления управляющего пространства 22 далее достигается за счет того, что элемент смещения 43 содержит выше поршня 4 управляющую кромку 30. Эта управляющая кромка 30 закрывает, начиная с заданного хода поршня 4, отверстие разгрузки давления 29 в окружающей элемент смещения 43 верхней направляющей 7b, за счет чего разгрузка давления уменьшается. Когда поршень 4 принял верхнее конечное положение, то есть конус клапана 5 прилегает своей верхней стороной 5a к направляющей 7, то между демпфирующим пространством 26 и каналом течения 42 происходит выравнивание давления.

При процессе закрывания напорной арматуры 1 на верхней кольцевой поверхности 5a конуса клапана 5 действует дополнительная сила потока. Ускорение конуса клапана 5 за счет этой силы может быть также предотвращено за счет демпфирующего пространства 26, так как находящаяся в демпфирующем пространстве 26 среда должна оттекать через также кольцевой дроссельный зазор 28 в канал течения 42. При быстром движении вниз по течению поршня 4 среда, таким образом, не может беспрепятственно оттекать из демпфирующего пространства 26 так, что в демпфирующем пространстве 26 происходит сжатие среды и тем самым повышение давления. Это повышение давления действует против движения вниз по течению поршня 4 и замедляет процесс закрывания напорной арматуры 1. За счет этого в значительной степени исключается жесткая посадка конуса клапана 5 на свое седло клапана 6.

Процесс закрывания напорной арматуры 1 начинается, как только пружинный клапан 19 вследствие падающего давления, например, ниже порядка 150 бар, снова закрывается. Дальнейшая разгрузка напорной арматуры 1, в частности, управляющего пространства 22, таким образом, закончена. Через дроссельный канал 4b среда течет из канала течения 42 в управляющее пространство 22 и приводит к соответствующей нагрузке давлением поршня 4. За счет этого происходит повторное закрывание напорной арматуры 1 без препятствия за счет захватного приспособления 12. Напорная арматура 1 действует при этом как клапан защиты от давления.

На фиг. 4 показана напорная арматура 1 в открытом состоянии при способе функционирования в качестве клапана разгрузки давления. Для наглядности ввода улавливающей защелки 12 в паз 4a поршня 4 показан только вырез напорной арматуры между главной осью 41 и пружинным клапаном 19. Через соответствующие двигатели 46 (смотри фиг. 1) конусы управляющих клапанов 20, 21 соответственно выведены из своего седла 27 так, что через разгрузочные каналы 23, 24 и 25 состоялась разгрузка давления управляющего пространства 22. Поршень 4, так же как и конус клапана 5, таким образом. гидравлически перемещены вверх, то есть с седла клапана 6. Далее переключающая гильза 10 и толкатели 14, 15 также смещены наверх через пружину 11 так, что улавливающая защелка 12 повернута пружиной сжатия 13 в свое положение улавливания. Она входит в паз 4a, окружной поясок поршня 4, и удерживает последний, в случае если он должен снижаться, в открывающем канал течения положении.

При открытом приводимом в действие двигателем управляющем клапане 16 и достаточно высоком давлении в демпфирующем пространстве 26 конус клапана 5 и поршень 4 остается в представленном, открывающем канал течения положении. Если давление падает ниже минимального значения, то вследствие собственного веса элемента смещения 43, а также вследствие силы, оказываемой пружиной клапана 8, поршень 4 начинает двигаться вниз. Это движение, а также соответствующие силы улавливаются улавливающей защелкой 12, и поршень 4, а также конус клапана 5 удерживаются надежно в открывающем канал течение положении. Для этого могут предусматриваться также несколько улавливающих защелок.

Проверка функционирования напорной арматуры 1 во время эксплуатации с находящейся под давлением системой, в частности, корпуса ядерного реактора, может просто производиться, например, при падающем давлении порядка 40 бар при вводе системы в эксплуатацию или выводе системы из эксплуатации. Открывание приводимого в действие двигателем управляющего клапана 16 приводит к гидравлическому открыванию напорной арматуры 1 и движению улавливающей защелки или улавливающих защелок 12 в положение улавливания. Показание положения поршня 4 при этом происходит через штангу индикации положения 18, которая направляется в трубе-наперстке 17 и соединена с элементом смещения 43 вдоль главной оси 41. Если при последующем процессе закрывания один из обоих конусов управляющего клапана 20, 21 не достигает своего седла клапана 27 или оно остается совсем открытым, то несмотря на это происходит закрытие напорной арматуры 1. Так как отдельный закрывающий конус управляющего клапана 20, 21 выводит улавливающую защелку 12 из паза 4a и приводит к закрыванию разгрузочных каналов 23, 24, 25 так, что происходит гидравлическое закрывание напорной арматуры 1. Замена неисправного двигателя 46, приводимого в действие двигателем управляющего клапана 16, является, таким образом, возможной даже по время эксплуатации системы, в частности, ядерного реактора, без необходимости его отключения. За счет попеременного выведения конусов управляющего клапана 20, 21 из своего соответствующего седла клапана 27 можно проверять работоспособность проводимого в действие двигателем управляющего клапана 16 даже во время режима полной нагрузки системы, не вызывая открывания канала течения 42. Улавливающие защелки 12 остаются при такой проверке постоянно выведенными из положения улавливания так, что во время проверки напорная арматура 1 постоянно остается способной к эксплуатации в качестве клапана защиты от давления.

Изобретение отличается тем, что внешне крайне компактной напорной арматурой дан комбинированный клапан разгрузки давления и защиты от давления, который гарантирует разгрузку давления полость до состояния без давления. Движение закрывания конуса клапана надежно препятствуется через захватное приспособление, в частности, улавливающую защелку, причем захватное приспособление взаимодействует с элементом смещения и тем самым прочно удерживает конус клапана в открывающем канал течения положении. За счет приводимого в действие внешней средой управляющего клапана с, по меньшей мере, двумя независимыми друг от друга двигателями можно производить проверку этого управляющего клапана даже во время эксплуатации находящейся под давлением системы. Напорная арматура является особенно пригодной в качестве комбинированного клапана разгрузки давления и защиты от давления для устройства поддержания напора охлаждаемого водой под давлением реактора.

Формула изобретения

1. Напорная арматура с каналом течения, клапаном, элементом смещения и захватным приспособлением, причем элемент смещения расположен с возможностью перемещения вдоль главной оси напорной арматуры, на конце элемента смещения расположен клапан, канал течения выполнен закрываемым клапаном, захватное приспособление выполнено перемещаемым в положение улавливания так, что оно при открывающем канал течения положении клапана захватывает клапан и/или элемент смещения и удерживает клапан в положении, открывающем канал течения, отличающаяся тем, что элемент смещения имеет поршень, направляемый в направляющей, и средство для зацепления захватывающего приспособления, причем захватывающее приспособление имеет, по меньшей мере, одну поворотную относительно точки вращения улавливающую защелку и что между поршнем и направляющей расположено демпфирующее пространство.

2. Напорная арматура по п.1, отличающаяся тем, что в поршне выполнен паз для захвата улавливающей защелки.

3. Напорная арматура по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что в направляющей предусмотрен дроссельный канал, который соединяет демпфирующее пространство с каналом течения.

4. Напорная арматура по любому из пп.1 или 2 - 3, отличающаяся тем, что управляющее пространство над поршнем соединено, через дроссельный канал сообщается с каналом течения.

5. Напорная арматура по любому из пп.1 - 4, отличающаяся тем, что клапан в направлении вниз по течению имеет приблизительно луковичную форму.

6. Напорная арматура с каналом течения, клапаном, элементом смещения и захватным приспособлением, причем элемент смещения расположен с возможностью перемещения вдоль главной оси напорной арматуры, на одном конце элемента смещения расположен клапан, канал течения выполнен закрываемым клапаном, захватное приспособление выполнено перемещаемым в положение улавливания так, что оно при открывающем канал течения положении клапана захватывает клапан и/или элемент смещения и удерживает клапан в положении, открывающем канал течения, отличающаяся тем, что содержит устройство управления, которым захватывающее приспособление перемещается в положение улавливания и из него - в свободное положение, в котором клапан снова является свободно перемещаемым.

7. Напорная арматура по п.5, отличающаяся тем, что в качестве устройства управления предусмотрен приводимый в действие собственной средой управляющий клапан, который вызывает открытие канала течения при превышении критического давления внутри управляющего и демпфирующего пространства напорной арматуры и при недостижении критического давления снова закрытие канала течения.

8. Напорная арматура по п.6, отличающаяся тем, что устройство управления выполнено в виде управляющего клапана, приводимого в действие, по меньшей мере, с помощью одного двигателя.

9. Напорная арматура по п.8, отличающаяся тем, что она снабжена толкателем, посредством которого двигатель, в частности через переключающую гильзу, перемещает захватывающее приспособление в положение улавливания и из этого положения.

10. Напорная арматура по любому из пп.8 и 9, отличающаяся тем, что управляющий клапан приводится в действие с помощью двух независимых друг от друга двигателей.

11. Напорная арматура по любому из пп.6, 8 - 10, отличающаяся тем, что устройство управления представляет собой управляющий клапан, приводимый в действие внешней средой.

12. Напорная арматура по любому из пп.6, 8 - 11, отличающаяся тем, что устройство управления выполнено с возможностью открывания и закрывания канала течения, в частности, для разгрузки давления.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4