Регулирующее устройство

Изобретение относится к устройствам для регулирования расхода среды (воздуха) и может быть использовано в промышленности и энергетике, в частности в системах отвода остаточных тепловыделений АЭС. Технической задачей является создание регулирующего устройства, работающего в различных режимах от независимых приводов. Регулирующее устройство содержит шибер с поворотными лопатками, соединенными через передаточный механизм с приводом пассивного принципа действия, в корпус которого встроен исполнительный механизм со штоком. Устройство дополнительно снабжено приводом активного принципа действия, соединенным с передаточным механизмом через муфту, каждая из полумуфт которой имеет возможность свободного поворота относительно другой на угол менее 360°. Одна полумуфта соединена с валом привода активного принципа действия. Другая полумуфта - с валом передаточного механизма. Между штоком и передаточным механизмом установлен промежуточный силовой элемент. Кроме того, промежуточный силовой элемент выполнен в виде предварительно сжатой пружины, а привод активного принципа действия выполнен в виде электропривода. Изобретение позволяет повысить надежность и безопасность регулирующего устройства системы пассивного отвода тепла и реакторной установки в целом. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Предлагаемое техническое решение относится к устройствам для регулирования расхода среды (воздуха) и может быть использовано в промышленности и энергетике, в частности, в системах отвода остаточных тепловыделений АЭС.

Системы пассивного отвода тепла предназначена для длительного отвода остаточных тепловыделений реакторной установки. Особенностью такой системы является воздушный контур охлаждения с регулируемым расходом, что позволяет изменять мощность теплоотвода.

Для регулирования мощности теплоотвода в воздушном тракте в системе пассивного отвода тепла установлено регулирующее устройство, работающее в зависимости от давления рабочей среды второго контура, которое определяется остаточным тепловыделением в реакторе Регулирующее устройство выполнено в виде шиберной заслонки с поворотными лопатками. Поворотные лопатки управляются через передаточный механизм приводом пассивного действия, исполнительный механизм которого работает от давления среды второго контура. Изменением угла поворота лопаток от давления пара обеспечивается оптимальная скорость расхолаживания и параметрическая устойчивость работы системы, (см., например, патент №2188354, кл. F16K 1/22, опуб. 27.08.2002)

Наиболее близким по технической сущности к предполагаемому техническому решению является регулирующее устройство, содержащее привод пассивного действия с исполнительным механизмом, работающим от давления регулирующей среды, передаточный механизм и шибер с поворотными лопатками. Привод состоит из корпуса давления, в котором размещен исполнительный механизм в виде сильфонно-пружинного блока со штоком, (см., например, Полуничев В.И., Шумайлов Г.П., Горбунов П.А., Григорьев М.М., Плаксеев А.А., Таранов Г.С. Создание и исследование регулирующего устройства системы пассивного отвода тепла для АЭС «Куданкулам» (Индия) // Атомная энергия, 2007 г. т.102, вып.1, с.49-52). Данное регулирующее устройство принимаем за прототип.

Недостатком устройства является использование для реализации требуемого режима работы системы одного привода с исполнительным механизмом, выполненным в виде сильфонно-пружинного блока со штоком и работающим от давления регулирующей среды в пассивном режиме и от давления газа из баллона блока управления в активном режиме. Блок управления предназначен для дистанционного перевода регулирующего устройства в требуемый режим.

Наличие одного привода, а также наличие дополнительного баллона под давлением снижают надежность и безопасность работы системы отвода тепла.

Технической задачей является создание регулирующего устройства, работающего в различных режимах от независимых приводов.

Решение поставленной задачи позволяет повысить надежность и безопасность регулирующего устройства системы пассивного отвода тепла и реакторной установки в целом.

Поставленная задача решается тем, что регулирующее устройство, включающее шибер с поворотными лопатками, соединенными через передаточный механизм с приводом пассивного принципа действия, в корпус которого встроен исполнительный механизм со штоком, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено приводом активного принципа действия, соединенным с передаточным механизмом через муфту, каждая из полумуфт которой имеет возможность свободного поворота относительно другой на угол менее 360°, при этом одна полумуфта соединена с валом привода активного принципа действия, а другая полумуфта с валом передаточного механизма, кроме того, между штоком и передаточным механизмом установлен промежуточный силовой элемент.

Кроме того, промежуточный силовой элемент выполнен в виде предварительно сжатой пружины, а привод активного принципа действия выполнен в виде электропривода.

Применение дополнительного привода активного принципа действия позволяет обеспечить работу поворотных лопаток шибера независимо от привода пассивного принципа действия и осуществить надежный отвод остаточных тепловыделений реактора к атмосферному воздуху.

Техническое решение поясняется чертежами, где:

На фиг.1 изображена кинематическая схема регулирующего устройства.

На фиг.2 изображено положение кулачковой муфты при закрытых поворотных лопатках шибера.

На фиг.3 изображено положение привода пассивного принципа действия при закрытых поворотных лопатках шибера.

На фиг.4 изображено положение кулачковой муфты в режиме работы привода пассивного принципа действия при открытых поворотных лопатках шибера.

На фиг.5 изображено положение привода пассивного принципа действия при его работе при открытых поворотных лопатках шибера.

На фиг.6 изображено положение кулачковой муфты в режиме работы привода активного принципа действия при открытых поворотных лопатках шибера.

На фиг.7 изображено положение привода пассивного принципа действия в режиме работы привода активного принципа действия при открытых поворотных лопатках шибера.

Регулирующее устройство содержит шибер 1 с поворотными лопатками, привод пассивного принципа действия 2, содержащий корпус 3 со штуцером 4 для подвода регулирующей среды и фланец 5. В корпус 3 встроен исполнительный механизм, выполненный в виде сильфона 6, штока 7 и силовой пружины 8. Устройство снабжено приводом активного принципа действия 9, например, электропривода, который с помощью кулачковой муфты 10 соединен с передаточным механизмом 11, состоящим из рычагов, шарниров и обеспечивающим поворот лопаток шибера 1 от привода пассивного принципа действия 2 или привода активного принципа действия 9. Кулачковая муфта 10 состоит из двух полумуфт, одна полумуфта 12 размещена на валу электропривода, а другая полумуфта 13 закреплена на валу 14 передаточного механизма 11, причем каждая полумуфта имеет возможность поворота относительно другой полумуфты на угол менее 360°. На фланце 5 закреплен промежуточный силовой элемент 15 включающий предварительно сжатую пружину 16, передающую усилие через подвижный в осевом направлении элемент 17 на передаточный механизм 11.

Регулирующее устройство работает в двух режимах: от привода пассивного принципа действия 2 и привода активного принципа действия 9.

Работа регулирующего устройства от привода пассивного принципа действия 2 осуществляется от давления регулирующей среды, поступающей через штуцер 4 и воздействующей на днище сильфона 5 и связанный с ним шток 7. При повышении давления регулирующей среды сжимается силовая пружина 8, усилие через шток 7 передается на фланец 5 и передаточный механизм 11, при этом лопатки шибера 1 поворачиваются. При снижении давления силовая пружина 8, разжимаясь, перемещает передаточный механизм 11, при этом лопатки шибера 1 поворачиваются в обратном направлении, пружина 16 дополнительно не сжимается. Относительное расположение полумуфт таково, что при регулировании от привода пассивного принципа действия 2 они механически не взаимодействуют между собой.

Работа регулирующего устройства от привода активного принципа действия 9 осуществляется за счет сцепления полумуфт. При этом вал 14 передаточного механизма 11 поворачивается, преодолевая усилие сжатия пружины 16 независимо от давления регулирующей среды, поворотные лопатки шибера 1 открываются.

Таким образом, предлагаемый привод регулирующего устройства позволяет повысить надежность реакторной установки за счет управления лопатками шибера в двух режимах - пассивно от давления регулирующей среды и активно с помощью электропривода независимо от давления регулирующей среды.

1. Регулирующее устройство, включающее шибер с поворотными лопатками, соединенными через передаточный механизм с приводом пассивного принципа действия, в корпус которого встроен исполнительный механизм со штоком, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено приводом активного принципа действия, соединенным с передаточным механизмом через муфту, каждая из полумуфт которой имеет возможность свободного поворота относительно другой на угол менее 360°, при этом одна полумуфта соединена с валом привода активного принципа действия, а другая полумуфта с валом передаточного механизма, кроме того, между штоком и передаточным механизмом установлен промежуточный силовой элемент.

2. Регулирующее устройство по п.1, отличающееся тем, что промежуточный силовой элемент выполнен в виде предварительно сжатой пружины.

3. Регулирующее устройство по п.1, отличающееся тем, что привод активного принципа действия выполнен в виде электропривода с ручным дублером.