CS231904B1

CS231904B1 - Injector for controlled fluid dispensing

Info

Publication number: CS231904B1
Application number: CS826912A
Authority: CS
Inventors: Josef Martoch; Oldrich Matal; Karel Kolesa
Original assignee: Josef Martoch; Oldrich Matal; Karel Kolesa
Priority date: 1982-09-28
Filing date: 1982-09-28
Publication date: 1984-12-14
Also published as: CS691282A1

Abstract

U provedení podle vynálezu je vřeteno vstřikovadla s hybným elementem pohybového ústrojí ve své části mezi hybným elementem a kuželkou suvně uloženo v pouzdře opatřeném dvěma kanálky, prvním kanálkem propojujícím prostor kuželky s prvním nátrubkem tekutiny a druhým kanálkem propojujícím prostor kuželky s druhým .nátrubkem tekutiny a svým kuželce protilehlým koncem s výhodou opatřeným dosedacím elementem na opěrnou část zajišťovaoího ústrojí, přičemž poloha bodu dotyku dosedacího elementu a opěrné části je ve směru osy vřetena stavitelná zajištovacím ústrojím, K vřetenu je elektricky vodivě připojen pohyblivý kontakt kontrolního ústrojí, sestávajícího ze dvou pevných kontaktů od sebe elektricky izolovaných, mezi kterými se pohybuje volný konec pohyblivého kontaktu. Vynálezu je možno využít především u parních generátorů rychlých reaktorů.In the embodiment according to the invention, the injector spindle with the moving element of the moving device is slidably mounted in its part between the moving element and the cone in a housing provided with two channels, the first channel connecting the cone space with the first fluid nozzle and the second channel connecting the cone space with the second fluid nozzle and its end opposite the cone preferably provided with a contact element on the support part of the locking device, while the position of the contact point of the contact element and the support part is adjustable in the direction of the spindle axis by the locking device. A movable contact of the control device is electrically conductively connected to the spindle, consisting of two fixed contacts electrically insulated from each other, between which the free end of the movable contact moves. The invention can be used primarily in steam generators of fast reactors.

Description

Vynález se týká vstřikovadla pro řízené dávkování tekutiny zejména do kapalného sodíku u parních generátorů rychlých reaktorů.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an injector for the controlled dosing of fluid, particularly into liquid sodium, in steam generators of fast reactors.

Jedním z určujících momentů při výběru vhodného typu tekutým sodíkem vyhřívaného parního generátoru je jeho chování v havarijní situaci, tj. při porušení těsnosti mezi sodíkovým a vodním prostorem parního generátoru s následným průnikem vody nebo vodní páry do tekutého sodíku.One of the decisive moments in selecting a suitable type of liquid sodium heated steam generator is its emergency behavior, i.e. when the tightness between the sodium and water spaces of the steam generator is broken, with the consequent penetration of water or water vapor into the liquid sodium.

Při daném stupni technologie výroby a vlastnostech použitých konstrukčních materiálů je chování parního generátoru při porušení těsnosti určeno, kromě parametrů pracovních látek, v zásadě jeho konstrukcí, systémem havarijní signalizace a havarijní ochrany. Ověřit funkci a ocejchovat prostředky havarijní signalizace zabudované na parním generátoru nebo jiném experimentálním tepelném zařízení lze nejlépe provést při definované havarijní situaci vyvolané přesnou, časově omezenou a bezpečnou dávkou vody nebo vodní páry dodanou do sodíkového prostoru vhodným zařízením pro vstřikování tekutin, sestávajícího z vlastního vstřikovadla a pomocných souborů jako např. soubor přípravy parametrů tekutiny, soubor regulace, soubor měření apod.At a given level of production technology and the properties of the construction materials used, the behavior of the steam generator in case of leakage failure is determined, in addition to the parameters of the working substances, essentially by its construction, by the system of emergency signaling and emergency protection. It is best to test and calibrate the emergency signaling means installed on a steam generator or other experimental heat equipment in a defined emergency situation caused by an accurate, time-limited and safe dose of water or water vapor delivered to the sodium space by a suitable fluid injection device consisting of its own injector; auxiliary sets such as fluid parameter set, control set, measurement set etc.

Vlastní vstřikovadla u známých provedení jsou řešena v podstatě dvěma způsoby, které se liší uspořádáním vlastní díry a .systémem jejího otevírání, resp. uzavírání. U prvního provedení je “díra tvořena otvorem v pevném nebo výměnném sedle a je otevírána a uzavírána kuželkou. Kuželka je připojena k vřetenu opatřenému závitem. Při otáčení vřetena kuželka otevírá nebo uzavírá otvor v sedle. Pohyb vřetena je prováděn ručně nebo servopohonem.The actual injectors in the known embodiments are solved essentially in two ways, which differ in the arrangement of the actual hole and the system of its opening, respectively. closing. In the first embodiment, the hole is formed by an opening in a fixed or replaceable seat and is opened and closed by a plug. The plug is connected to a threaded spindle. When the spindle is rotating, the plug opens or closes the hole in the seat. The spindle is moved manually or by an actuator.

U druhého provedení je vlastní díra tvořena otvorem zaslepeným membránou. Při zvýšení tlaku vstřikované tekutiny membrána praskne a tekutina je vstřikována do kapalného sodíku. Výhodou prvního provedení je možnost regulace vstřikovaného množství, výrobní jednoduchost a možnost výměny funkčních částí, tj. sedla a kuželky. Nevýhodou je nedefinovaný průtok vstřikované tekutiny při otevírání a uzavírání a nepřesné stanovení počátku a konce vstřiku, což má za následek obtíže a nejednoznačnosti při vyhodnocování signálů zabudovaných prostřed ků havarijní signalizace.In the second embodiment, the hole itself is formed by an opening blinded by a membrane. As the pressure of the injected fluid increases, the membrane ruptures and the fluid is injected into liquid sodium. The advantage of the first embodiment is the possibility of regulating the injection quantity, the manufacturing simplicity and the possibility of replacing the functional parts, i.e. the seat and the plug. The disadvantage is the undefined flow of the injection fluid during opening and closing and the inaccurate determination of the start and end of the injection, which results in difficulties and ambiguities in evaluating the signals of the built-in means of emergency signaling.

Pro přesné měření je třeba zajistit dokonalou těsnost prostoru vstřikovací tekutiny a okolí, aby nedocházelo k nepřesnostem v určování velikosti dávky tekutiny při experimentu. Provedení s otočným vřetenem těsněným ucpávkou toto, zvláště v reálných podmínkách jaderné elektrárny neumožňuje. Druhé provedení je výrobně jednoduché, ale umožňuje pouze provedení jednoho experimentu /vstřiku/. Pro ověřování funkcí prostředků havarijní signalizace je tudíž nevhodné. Nevýhodou obou popsaných provedení je, že nesignalizuje počátek a konec vstřiku /průniku tekutiny do sodíku/.For accurate measurement, it is necessary to ensure perfect tightness of the injection fluid space and surroundings to avoid inaccuracies in the determination of the fluid dose size during the experiment. The rotary shaft seal design does not allow this, especially under real conditions of a nuclear power plant. The second embodiment is simple to manufacture, but only allows one experiment to be performed. It is therefore unsuitable for verifying the functions of the emergency signaling means. A disadvantage of both described embodiments is that it does not indicate the start and end of the injection (fluid penetration into sodium).

Výše uvedené nevýhody odstraňuje vstřikovadlo na řízené dávkování tekutiny podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že vřeteno vstřikovadla s hybným elementem pohybového ústrojí je ve své části mezi hybným elementem a kuželkou suvně uloženo v pouzdře opatřeném dvěma kanálky, prvním kanálkem propojujícím prostor kuželky s prvním nátrubkem tekutiny a druhým kanálkem propojujícím prostor kuželky s druhým nátrubkem tekutiny a svým, kuželce protilehlým koncem s výhodou opatřeným dosedacím elementem, dosedá na opěrnou část zajištovacího ústrojí, přičemž poloha bodu dotyku dosedacího elementu a opěrné části je ve směru osy vřetena stavitelná zajišťovacím ústrojím. K vřetenu je elektricky vodivě připojen pohyblivý kontakt kontrolního ústrojí sestávajícího ze dvou pevných kontaktů od sebe elektricky izolovaných, mezi nimiž se pohybuje volný konec pohyblivého kontaktu. Prostor kuželky od vnitřního prostoru pohybového ústrojí je s výhodou těsně oddělen vlnovcem.The above-mentioned disadvantages are overcome by the fluid injection injector of the invention. Its essence is that the injector spindle with the locomotor element is in its part slidably mounted between the locomotive element and the plug in a housing having two channels, a first channel connecting the plug space with the first fluid nozzle and a second channel connecting the plug space with the second fluid nozzle and its abutting end, preferably provided with an abutment element, abuts the abutment portion of the locking device, wherein the position of the contact point of the abutment element and the abutment portion is adjustable in the direction of the spindle axis by the securing device. A movable contact of the control device consisting of two fixed contacts electrically insulated from each other, between which the free end of the movable contact moves, is electrically conductively connected to the spindle. The cone space from the inner space of the locomotive apparatus is preferably closely separated by a bellows.

Vstřikovadlo na řízené dávkování tekutiny pracuje následovně: Nejdříve se provede kontrola průchodnosti vstřikovadlem. Vstřikovadlo je pohybovým ústrojím nastaveno v poloze zavřeno /jehla těsně uzavírá otvor v sedle/ a tato poloha je zajištěna zajlšťovacím ústrojím.The fluid injection injector operates as follows: First, the injector patency is checked. The injector is set by the movement mechanism in the closed position (the needle tightly closes the hole in the seat) and this position is secured by the squeezing device.

Tekutina vstupuje prvním nátrubkem tekutiny a na něj napojeným prvním kanálkem do prostoru kuželky a odtud vystupuje přes druhý kanálek a druhý nátrubek ze vstřikovadla. Po této zkoušce průchodnosti a uzavření odtoku ze vstřikovadla se při pohybovým ústrojím stále uzavřeném vstřikovadle nastaví zajišťovacím ústrojím poloha opěrné plochy vůči dosedacímu elementu, vřetena, tedy výška zdvihu kuželky odvozená z požadované velikosti průtoku tekutiny.The fluid enters through the first fluid nozzle and the first channel connected thereto into the plug space and from there exits through the second channel and the second nozzle from the injector. After this continuity test and closing the injector effluent, with the injector still closed, the position of the bearing surface relative to the abutment element, the spindle, i.e. the height of the plug stroke derived from the desired fluid flow rate, is adjusted by the locking device.

Pohybovým ústrojím, pneuma.ickým nebo elektromagnetickým, se uvede vstřikovadlo do činnosti, tekutina proudí otvorem v sedle. Po protečení /vstříknutí/ požadované dávky tekutiny se vstřikovadlo pohybovým ústrojím uzavře a poloha zavřeno se zajistí zajištovacím ústrojím. Při provádění dalších vstřiků se postupuje obdobně.The injector, pneumatic or electromagnetic, actuates the injector, the fluid flowing through the orifice in the seat. After the desired dose of fluid has been injected / injected, the injector is closed by the locomotor device and the closed position is locked by a locking device. When injecting further injections, the procedure is similar.

Vstřikovadlo podle vynálezu splňuje podmínky pro dálkové ovládání, což je důležité zejména při jeho zabudování na reálném parním generátoru. Pohybové ústrojí umožňuje provádět skokové změny průtoku /průniku/ tekutiny a zabudované kontrolní ústrojí je schopno signalizo vat počátek a konec průniku. Tyto skutečnosti mají zásadní význam pro vyhodnocování signálů z prostředků havarijní signalizace zabudovaných na parním generátoru. Těsnost okruhu tekutiny, důležitá pro přesné stanovení množství proniklé tekutiny, lze zajistit vlnovcem. Vstři kovadlo umožňuje provádět opakované experimenty se stejnou dávkou proniklé tekutiny a dále umožňuje tyto dávky měnit.The injector according to the invention fulfills the conditions for remote control, which is particularly important when installed on a real steam generator. The locomotive allows the flow / penetration / fluid jumps to be made and the built-in monitoring device is capable of signaling the beginning and end of the penetration. These facts are essential for evaluating the signals from the emergency signaling devices built into the steam generator. The tightness of the fluid circuit, which is important for the accurate determination of the amount of fluid penetrated, can be ensured by the bellows. The inlet anvil makes it possible to perform repeated experiments with the same dose of penetrated fluid and further allows to change these doses.

Při ukončení experimentu lze zajistit uzavření vstřikovadla zajišťovacím ústrojím, zajišťovacího ústrojí lze použít i pro uzavření vstřikovadla při poruše pohybového ústrojí. Řešení je tedy i přínosem z hlediska bezpečnosti parního generátoru nebo jiných experimentálních sodíkových zařízení při experimentálním modelování havarijní situace.At the end of the experiment, the injector can be closed by a locking device, the locking device can also be used to close the injector in case of a locomotive organ failure. The solution is also beneficial in terms of safety of the steam generator or other experimental sodium devices in the experimental modeling of the emergency situation.

Příklad provedení vstřikovadla pro řízené dávkování tekutiny podle vynálezu je znázorněn na přiloženém výkrese, kde je vstřikovadlo zobrazeno v poloze zavřeno.An exemplary embodiment of a fluid injection injector according to the invention is shown in the accompanying drawing where the injector is shown in the closed position.

Do tělesa £ vstřikovadla je vloženo pouzdro £, mezi břity vytvořenými na tělese £ a v pouzdře £ je sevřeno vyměnitelné sedlo 3. V pouzdře £ je suvně uloženo posuvné vřeteno .£ opatřené kuželkou £ uzavírající otvor £ v sedle £. V pouzdře jsou vytvořeny dva kanálky, kde první kanálek £ propojuje první nátrubek £ tekutiny s prostorem £ kuželky a druhý .kanálek 10 propojuje druhý nátrubek 11 tekutiny s prostorem £ kuželky. Nátrubky, první 8 a druhýA sleeve 4 is inserted into the injector body 4, between the blades formed on the body 5 and a replaceable seat 3 is clamped in the sleeve 4. A sliding spindle 7 is slidably mounted in the sleeve 6, provided with a plug 6 closing the opening in the seat. Two channels are formed in the housing, wherein the first channel 6 connects the first fluid nozzle 6 to the plug space and the second channel 10 connects the second fluid nozzle 11 to the plug space. Mouthpieces, first 8 and second

11, jsou přivařeny k tělesu £. Vřeteno £ je opatřeno v části vně pouzdra 2 hybným elementem11 are welded to the body 6. The spindle 6 is provided with a locating element outside the housing 2

12, v tomto případě nákružkem, tvořícím píst pneumatického pohybového ústrojí £3, suvně se pohybující ve válci 14.12, in this case the collar forming the piston of the pneumatic movement device 38, movable in the cylinder 14.

Válec 14 je opatřen dvěma nátrubky 15 napojenými na neznázorněný rozvod pracovního média pneumatického pohybového ústrojí. Dno válce je z jedné strany tvořeno nákružkem £6 pouzdra, tvořícím mezipřírubu sevřenou přes těsnění 17 mezi přírubu 18 tělesa a přírubu ££ válce, protilehlé dno válce je opatřeno otvorem pro průchod vřetena 4. Konec vřetena vně válce je opatřen dosedacím elementem 20, tvořeným kuličkou uloženou v zahloubení vřetena a zajištěnou převlečnou maticí 21. Zajišťovací ústrojí 22 je tvořeno šnekovým převodem s osou šnekového kola excentrickou s osou vřetena 4.The cylinder 14 is provided with two sockets 15 connected to a working medium distribution system (not shown) of the pneumatic locomotive device. The cylinder bottom is formed on one side by a sleeve collar 64 forming an intermediate flange clamped over the gasket 17 between the body flange 18 and the cylinder flange. The opposite cylinder bottom is provided with an opening for the spindle 4 to pass through. The locking device 22 is formed by a worm gear with an axis of the worm wheel eccentric with the spindle axis 4.

Čelo šnekového kola přilehlé k dosedacímu elementu 20, jehož rovina svírá s osou šnekového kola úhel různý od 90° tvoří opěrnou část 23 stavitelnou otáčením šneku. K posuvnému vřetenu £ je vodivě připojen pohyblivý kontakt 24 kontrolního ústrojí £5, jehož volný, s výhodou pružný konec se pohybuje mezi dvěma vzájemně odizolovanými pevnými kontakty, prvním kontaktem 26 a druhým kontaktem 27, uloženými na izolační destičce 28 připojené k tělesu £.The face of the worm wheel adjacent to the abutment element 20, whose plane forms an angle different from 90 ° to the worm wheel axis forms an abutment portion 23 adjustable by rotation of the worm. A movable contact 24 of the monitoring device 5 is conductively connected to the sliding spindle 8, the free, preferably resilient end of which moves between two mutually insulated fixed contacts, a first contact 26 and a second contact 27 mounted on an insulating plate 28 connected to the body.

Těsnost prostoru tekutiny je zajištěna vlnovcem 29 přivařeným jedním koncem k pouzdru £ a druhým koncem k vřetenu £ a dále břitovými těsněními 17 přírubového spoje, přírubou ££ tělesa, nákružkem 16 a přírubou 19 válce. Vstřikovadlo je připojeno svarovým spojem přes připojovací nátrubek 30 ke stěně 31 parního generátoru a svojí činnou částí zasahuje do sodíkového prostoru 32 parního generátoru.The tightness of the fluid space is ensured by a bellows 29 welded at one end to the sleeve 6 and the other end to the spindle 6 and further by lip seals 17 of the flange connection, body flange 60, collar 16 and cylinder flange 19. The injector is connected to the steam generator wall 31 via a welding nipple 30 to the wall 31 of the steam generator and its active portion extends into the sodium space 32 of the steam generator.

231904 ·231904 ·

Při práci se vstřikovadlem se postupuje následovně. Vstřikovadlo je v poloze zavřeno. Konec pohyblivého kontaktu 24 dosedá na první pevný kontakt 26 kontrolního ústrpjí 25. Tekutina je přiváděna do ystřikovadla prvním nátrubkem 2 a napojeným prvním kanálkem T. úo prostoru 2 kuželky,' odtud je odváděna druhým kanálkem 10 a na něj napojeným druhým názrubkem 11 ze vstřikovadla. Po této kontrole průchodnosti trasy tekutiny je možno přistoupit k vlastnímu dávkování tekutiny. Otáčením Šneku /ručním nebo servopohonem/ se nastaví požadovaná poloha opěrné části 23 vůči dosedacímu elementu 20, tedy zdvih kuželky určený na základě požadovaného průtočného množství tekutiny. Pneumatickým pohybovým ústrojím 13 se vřeteno 4 opatřené kuželkou 5 přesune do polohy otevřeno, tekutina proudí otvorem v sedle do sodíkového prostoru 32. Konec pohyblivého kontaktu 24 dosedá na druhý pevný kontakt 27. Po proniknutí požadované dávky tekutiny do sodíkového prostoru se vstřikovadlo uzavře pneumatickým pohybovým ústrojím 13 a poloha zavřeno se zajistí zajišťovacím ústrojím 22. Konec pohyblivého kontaktu 24 dosedá na první pevný kontakt 26 kontrolního ústrojí 25. Dávkování tekutiny lze obdobným způsobem opakovat.To operate the injector, proceed as follows. The injector is in the closed position. The end of the movable contact 24 abuts the first fixed contact 26 of the control port 25. Fluid is supplied to the injector through the first nozzle 2 and connected through the first conduit channel T to the plug space 2, from there is discharged through the second conduit 10 and connected thereto by a second fin 11 from the injector. After checking the patency of the fluid path, it is possible to proceed with the actual dosing of the fluid. By turning the worm (hand or servo), the desired position of the abutment portion 23 relative to the abutment element 20 is set, i.e. the plug stroke determined on the basis of the desired fluid flow rate. Through the pneumatic movement device 13, the spindle 4 provided with the plug 5 is moved to the open position, the fluid flows through the hole in the saddle into the sodium space 32. The end of the movable contact 24 abuts the second solid contact 27. 13 and the closed position is locked by the locking device 22. The end of the movable contact 24 abuts the first fixed contact 26 of the monitoring device 25. The dosing of the fluid can be repeated in a similar manner.

Claims

A fluid injection injector with sliding spindle movement, characterized in that the spindle (4) with the movement element (12) of the movement device (13) is slidably mounted in the housing between the movement element (12) and the plug (5). (2), provided with two channels, a first channel (7) connecting the plug space (9) to the first fluid mouth (8) and a second channel (10) connecting the plug space (9) to the second fluid mouth (11) and its end opposite the plug (5), preferably provided with an abutment element (20), abuts the abutment part (23) of the securing device (22), wherein the position of the contact point of the abutment element (20) and the abutment part (23) is adjustable in the direction of the spindle axis (4). / 22 /.

2. Injector according to claim 1, characterized in that the actuating element (12) is formed by a spindle collar (4) forming the piston of the pneumatic movement device (13).

Injector according to Claim 1, characterized in that the locking device (22) is formed by a worm gear and the worm gear axis is eccentric with the spindle axis (4) and the abutment portion (23) is formed by the worm wheel face, the plane of which engages with the axis worm wheel angle different from 90 °.

Injector according to Claim 1, characterized in that the plug space (9) is tightly separated from the inner space of the locomotive assembly (13) by a waveguide (29) with one end connected to the housing (2) and the other end to the spindle (4). spot collar.

Injector according to Claim 1, characterized in that the bearing element (20) is formed by a ball mounted in the spindle recess and secured by a union nut (21).

Injector according to claim 1, characterized in that a movable contact (24) of the control device (25) is electrically conductively connected to the spindle (4), the free, preferably resilient end of which moves between two insulated fixed contacts, the first fixed contact. contact (26) and the second fixed contact (27).