ES2628130T3 - Sistema de regulación de un líquido en un circuito - Google Patents

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ES2628130T3 ES14726374.3T ES14726374T ES2628130T3 ES 2628130 T3 ES2628130 T3 ES 2628130T3 ES 14726374 T ES14726374 T ES 14726374T ES 2628130 T3 ES2628130 T3 ES 2628130T3
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Abstract

Sistema de regulación de un líquido que circula en un circuito (10), comprendiendo el sistema: - una válvula (200) de regulación que comprende al menos una entrada y una salida y que comprende un obturador móvil cuya posición permite regular el caudal del flujo del líquido a través de la válvula (200), - un depósito (100) de expansión en comunicación con el líquido que fluye en el circuito (1) y destinado a contener líquido y un gas de compensación, estando conectado el depósito (100) de expansión al circuito (1) por medio de la válvula (200) y para que el depósito (100) de expansión se comunique con al menos uno de entre la entrada y la salida de la válvula (200) independientemente de la posición del obturador, siendo la posición del obturador independiente de la presión del fluido en el depósito (100), presentando el obturador al menos un canal (213) de expansión y disponiéndose el sistema para que la comunicación entre el depósito de expansión y entre una de entre la entrada y la salida de la válvula (200) se efectúa al menos en parte por dicho canal (213) de expansión independientemente de la posición del obturador, caracterizado porque el obturador móvil se puede mover en relación con el depósito (100) de expansión.

Description

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DESCRIPCION
Sistema de regulacion de un liquido en un circuito Campo tecnico de la invencion
La invencion se refiere de manera general al campo de los equipos que permiten la circulacion de un liquido en un circuito. Mas particularmente, la invencion se refiere a un sistema destinado a integrarse en un circuito cuyo sentido de circulacion puede alterarse.
Se aplica de manera particularmente ventajosa a los circuitos industriales en los que se desea realizar la carga y el sentido de circulacion.
Una aplicacion se refiere, por ejemplo, a la limpieza de los equipos del circuito, tales como filtros, por inversion del sentido de circulacion.
Otra aplicacion se refiere a los circuitos de ensayo que permiten probar o caracterizar los equipos tales como bombas. Un campo de privilegiado es la industria nuclear con la caracterizacion de los equipos integrados en los reactores cuyo transmisor de calor es un metal liquido.
De este modo, la invencion se inscribe particularmente en el desarrollo de reactores de 4a generacion refrigerado por sodio, tal como el reactor ASTRID (Advanced Sodium Technological Reactor for Industrial Demonstration).
Estado de la tecnica
En ciertos tipos de circuito, es necesario poder invertir el sentido de circulacion del liquido. Existe para esto bombas capaces de administrar un caudal reversible. Este es el caso de las bombas electromagneticas (PEM).
La inversion del sentido de circulacion del fluido en un circuito modifica inevitablemente el reparto de la presion a lo largo de este. Este cambio de reparto de presion no es compatible con un circuito que no se haya previsto para ello como, se explicara en mayor detalle a continuacion en referencia a la figura 1 que describe un circuito convencional.
El circuito ilustrado en la figura 1 comprende una bomba 2 y una valvula 9 de mariposa, que permite, por ejemplo, interrumpir la circulacion o, incluso, variar la perdida de carga como este es el caso en los circuitos de pruebas y de caracterizacion de las bombas. En el ejemplo ilustrado en la figura 1, el circuito presente, ademas, un cargador 6, por ejemplo, para evacuar el calor que la bomba aporta al circuito. La bomba 2, la valvula 9 de mariposa y el cargador 6 se colocan en serie.
El circuito comprende igualmente un deposito 7 de expansion, tambien se hace referencia al deposito de presurizacion, colocado aguas arriba de la bomba 2 y sin pasar en relacion al circuito que se conecta a una canalizacion. Como se sabe, y como se ilustra en la figura 1, un deposito 7 de expansion comprende una camara de expansion en comunicacion libre y permanente con el liquido del circuito y comprende un gas 72 que aplica una presion sobre la superficie 73 libre del liquido 71 del deposito 7 de expansion.
No circula caudal en el deposito 7 de expansion. Solo hay un desplazamiento del liquido 71 del deposito 7 de expansion que permite compensar las variaciones de volumen del liquido presente en el circuito. Esta variacion del volumen se debe a las variaciones de temperatura del liquido. En el ambito del circuito transmisor de calor, estas variaciones de volumen pueden ser significativas. De este modo, el deposito 7 de expansion permite limitar las variaciones de presion aguas arriba de una bomba 2.
El deposito 7 de expansion se asocia a un dispositivo de control de la presion del gas de presurizacion Pc, que por inyeccion o retirada del gas permite variar la presion del gas 72 y, por lo tanto, la presion. Se dota igualmente de un dispositivo 8 de proteccion que limita la presion en el circuito para evitar la destruccion del mismo y las consecuencias asociadas. En caso de sobrepresion en el circuito, el dispositivo 8 de proteccion se activa y la sobrepresion (de gas y/o de liquido) se dirige hacia una salida 81. Ay, pues, abertura del circuito.
En los circuitos de pruebas, midiendo la presion Pc del deposito 7 de expansion, y las presiones aguas arriba PE y aguas abajo Ps de la bomba 2, asi como variando los parametros tales como el sentido de circulacion del liquido y la perdida de cambio por accionamiento de la valvula 9 de mariposa, se puede caracterizar el comportamiento de la bomba 2.
En la figura 1, el sentido de circulacion se representa por las flechas. El reparto de presion es entonces tal que: Ps > Pe. Para simplificar, se considera aqui que Pc < Pe. De hecho, Pc se fija por el valor de la presion Pe y la diferencia entre estas dos presiones es igual a la presion ejercida por la altura de liquido comprendida entre la altitud de la superficie 73 libre en el deposito 7 de expansion y la altitud de la entrada de la bomba 2. Esta presion altimetrica es generalmente la mas despreciable. La presion Pc se fija igualmente en un valor cercano a la presion atmosferica (de 100 a 200 kPa absolutos), por lo tanto, claramente inferior a los valores que puede tomar Ps (de algunos kPa a varias centenas de kPa, incluso mas). El dispositivo 8 de proteccion se preve para activarse si la presion Pc alcanza un valor limite mas alla del cual la instalacion ya no es segura. En el caso del esquema anterior, este dispositivo
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podria calibrarse a una presion justo por encima de Pc, 250 kPa, por ejemplo. Si el sentido de circulacion es el de la figura 1, es decir, de la bomba 2 hacia la valvula 9 de mariposa, el conjunto funciona correctamente.
La figura 2 ilustra el circuito de la figura 1 en el que el sentido de circulacion se invierte.
Esta inversion de sentido de circulacion, incluso voluntaria, hace que la bomba 2 suministra la presion Ps en la parte del circuito que se conecta al deposito 7 de expansion. Esto hace que se corra el riesgo de desencadenar el dispositivo 8 de proteccion y abrir el circuito, a la vez que no hay ningun fallo en el circuito.
Por otra parte, la presion Pe en la entrada de la bomba 2 puede potencialmente disminuir bajo la presion del vapor de saturacion del fluido contenido en el circuito y conllevar a su evaporacion en la parte del circuito comprendida entre la valvula 9 de mariposa y la bomba 2. La bomba 2 puede, engonces, danarse y pueden generarse turbulencias importantes.
De este modo, la posicion relativa de la bomba 2 y del deposito 7 de expansion depende del sentido de circulacion del liquido en el circuito. Esto plantea, pues, problema en los circuitos en el sentido de circulacion reversible.
Para permitir la reversibilidad del sentido de circulacion, una solucion consiste en equipar el circuito de dos valvulas 9, 91 de mariposa y dos depositos 7, 7' de expansion, cada uno dotado de un dispositivo 8, 8' de seguridad y de un dispositivo de control de la presion. Un tal sistema se ilustra en la figura 3 y 4. Ademas, es necesario proporcionar una valvula 74, 74' de aislamiento entre cada deposito de expansion y el circuito. En funcion del sentido de circulacion, un deposito 7, 7' de expansion se desconecta del circuito cerrando la valvula 74, 74' de aislamiento que lo conecta al circuito. En estas figuras, las valvulas de puntos se abren completamente y las valvulas de lineas continuas se cierran completamente.
Esta solucion presenta el inconveniente de necesitar numerosos equipos y una complejidad aumentada, lo que tiene a reducir la fiabilidad del conjunto y a aumentar el coste de fabricacion y de mantenimiento. Ademas, esto necesita o intervenciones humanas frecuentes para las aberturas o los cierres de las valvulas, o la implementacion de un sistema de control automatico, con los riesgos de fallo asociados.
Otra solucion ilustrada en las figuras 5 y 6, consiste en prever un circuito equipado de dos valvulas 9, 91 de mariposa y de un unico deposito 7 de expansion dotado de un dispositivo 8 de proteccion y de un dispositivo de control de la presion. La valvula 9 de mariposa dispuesta en la entrada de la bomba 2 siempre esta totalmente abierta. Esta valvula se representa en puntos en los dos sentidos de circulacion. Cuando el deposito de expansion se dispone en la entrada de la bomba (figura 5), el circuito funciona con normalidad, ya que la presion en la salida de la bomba no se transfiere directamente al deposito 7 de expansion.
Cuando el deposito 7 de expansion se dispone en la salida de la bomba (figura 6), la perdida de carga provocada por el intercambiador corre el riesgo de disminuir excesivamente la presion en la entrada de la bomba y de llevarla bajo un umbral de cavitacion.
Esta solucion, por lo tanto, se limita a aplicaciones en las que la presion es lo suficientemente elevada como para evitar la cavitacion. El rango de caudal util, por lo tanto, se reduce necesariamente.
Por lo tanto, existe una necesidad que consiste en ofrecer una solucion que permite una circulacion de liquido que sea reversible y que no presenta ciertos al menos inconvenientes anteriormente mencionados de las soluciones existentes.
La presente invencion trata de lograr este objetivo.
Mas particularmente, tiene como objetivo proporcionar un circuito que permite alternar el sentido de circulacion limitando la complejidad del circuito y permitiendo un rango de funcionamiento no restringido.
Resumen de la invencion
Para alcanzar este objetivo, un modo de realizacion de la presente invencion se refiere a un sistema de regulacion de un liquido que circula en un circuito preferentemente apto para invertir el sentido de circulacion, comprendiendo el sistema:
- una valvula de regulacion que comprende al menos una entrada y una salida, destinado a conectarse cada una a una rama del circuito y que comprende un obturador cuya posicion permite regular el caudal del flujo del liquido a traves de la valvula,
- un deposito de expansion destinado, durante el funcionamiento, a estar en comunicacion con el liquido que fluya en el circuito y destinado a contener el liquido que forma un volumen de expansion y un fluido, normalmente un gas de compensacion, configurandose el deposito de expansion para compensar al menos en parte las variaciones de volumen y/o de presion del liquido en el circuito para mantener en el circuito una presion superior o igual a una presion minima deseada en el circuito.
Ventajosamente, el deposito de expansion se conecta al circuito mediante la valvula, preferentemente entre la
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entrada y la salida de la valvula, y para que el deposito de expansion se comunique con al menos uno de entre la entrada y la salida de la valvula independientemente de la posicion del obturador, siendo la posicion del obturador independiente de la presion del fluido en el deposito de expansion.
La posicion del obturador es igualmente independiente de la presion del liquido en el circuito.
De este modo, la invencion permite concebir un circuito reversible en el que el deposito de expansion esta permanentemente en comunicacion con el liquido del circuito.
Ademas, la invencion permite mejorar considerablemente la fiabilidad del sistema ya que no necesita dirigir con precision las valvulas de aislamiento o de uno o varios depositos como en una solucion de la tecnica anterior. Con la solucion ilustrada en la figura 3 y 4, un control inadecuado de las valvulas de aislamiento puede, de hecho, conllevar una desactivacion simultanea de los dos depositos de expansion, lo que puede provocar graves consecuencias.
Por otra parte, es posible tener solo una sola valvula de mariposa formada por la valvula. Esto permite reducir la perdida de carga inevitablemente inducida por la presencia de valvulas adicionales como es el caso en otras soluciones de la tecnica anterior. La invencion permite, de esta manera, ampliar el rango de caudales admisibles.
Ademas de simplificar el control del deposito de expansion, la invencion permite reducir significativamente el numero de componentes necesarios y, en particular, el numero de componentes de control, lo que permite mejorar la fiabilidad del circuito y disminuir el coste.
Por otra parte, el segun la invencion permite controlar de manera precisa y fiable la presion mas baja del circuito, evitando asi que la presion en el circuito no baje por debajo de una presion minima deseada.
Opcionalmente, la invencion puede, ademas, presentar al menos una cualquiera de las caracteristicas siguientes que pueden considerarse por separado o en combinacion:
- Ventajosamente, el sistema se configura para que el deposito de expansion este, durante el funcionamiento, en comunicacion permanente con el liquido que fluye en el circuito.
- Preferentemente, el obturador presenta al menos un canal de expansion para el paso del liquido y el sistema se dispone para que la comunicacion entre el deposito de expansion y entre una de entre la entrada y la salida de la valvula se efectue al menos en parte por dicho canal de expansion e independientemente de la posicion del obturador. De este modo, el obturador comprende un canal de paso configurado para permitir una comunicacion permanente entre el deposito de expansion y al menos una de las ramas del circuito.
- Ventajosamente, la valvula es una valvula de macho. Ventajosamente, la valvula es de tipo "paso completo". Permite, cuando esta totalmente abierta, crear una perdida de carga del mismo orden que la parte de una tuberia, de un codo o de una seccion recta, de la misma longitud. Alternativamente, la valvula es una valvula con obturador que se puede de transporte.
- Segun un primer modo de realizacion, el obturador comprende un paso interno a traves del cual se destina a pasar cualquier liquido que fluye desde la entrada hasta la salida de la valvula y el macho consta de al menos un canal de expansion, completamente llevado por el macho que presenta un primer extremo que desemboca en el paso interno y que presenta un segundo extremo que desemboca en el deposito de expansion. Preferentemente, el segundo extremo del canal de expansion se situa sobre una cara superior del macho. Preferentemente, el canal forma un conducto, preferentemente un conducto lineal. Esta cerrado con la excepcion de los dos extremos. Preferentemente, todo el liquido que pasa desde el circuito al deposito de expansion pasa por el o los canales de expansion.
- Segun un segundo modo de realizacion, el sistema comprende un paso interno a traves del cual se destina a pasar cualquier liquido que fluya desde la entrada hasta la salida de la valvula y el obturador comprende una cara lateral que lleva un rebaje. El rebaje se conforma para, en ciertas posiciones del obturador, estar en comunicacion directa con el liquido que proviene de la entrada o de la salida de la valvula, en otras posiciones del obturador, cooperar con una pared interna del cuerpo de valvula para formar un canal cerrado que desemboca, por una parte, en el deposito de expansion y que desemboca, por otra parte, en un espacio formado por una cara inferior del obturador y un fondo del cuerpo de valvula, estando este espacio en comunicacion con el paso interno por un canal practicado en el obturador.
De este modo, el rebaje forma una parte del canal de expansion. El rebaje forma preferentemente una ranura. Una de las ventajas de este modo de realizacion es reducir los riesgos de aparicion de los chorros de liquido en el interior del deposito de expansion. El nivel de la superficie libre del liquido en el deposito de expansion por lo tanto se estabiliza, lo que hace mas fiable el control del nivel y de la presion de liquido en el circuito.
Preferentemente, el sistema se conforma para que cuando la valvula se abra, el deposito de expansion se comunica con el liquido que atraviesa la valvula unicamente por medio del rebaje, de dicho espacio y del canal inferior. De este modo, cuando la valvula se abre y la velocidad de circulacion del liquido es importante, el liquido que penetra en el deposito de expansion no pasa directamente desde el paso interno al deposito de expansion, limitando por esto los chorros este ultimo.
- Ventajosamente, la valvula comprende un cuerpo y un capuchon que forman un recinto y alojandose el deposito
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de expansion alojado en el recinto. De este modo, el deposito de expansion y la valvula se reagrupan en un mismo componente. Esto permite, en particular, simplificar el montaje del circuito y de limitar la congestion. Ademas, el numero de componentes se limita y la fiabilidad del circuito mejora. En particular, la estanqueidad del sistema se hace particularmente segura.
- El obturador se puede mover en el interior del cuerpo de valvula. El obturador movil se puede mover con respecto al deposito de expansion. El cuerpo de valvula se fija en relacion a un bastidor del sistema. Por lo general, el cuerpo de valvula se fija en relacion a los conductos conectados en la entrada y en la salida de la valvula. El deposito de expansion esta fijo en relacion al cuerpo de valvula en el momento del desplazamiento del obturador movil.
- Ventajosamente, el deposito de expansion se forma al menos en parte por una pared interna del cuerpo de valvula. Mas particularmente, el deposito de expansion se forma por las paredes internas del cuerpo de valvula, por la pared interna del capuchon y por una cara superior del cuerpo del obturador movil. Preferentemente, el deposito de expansion se define unicamente por las paredes internas del cuerpo de valvula, por la pared interna del capuchon y por una cara superior del cuerpo del obturador movil.
- El deposito de expansion se aloja en parte al menos en el capuchon. Preferentemente, al menos 20 % y preferentemente al menos 30 % y preferentemente al menos 50 % del volumen interno del deposito de expansion se aloja en el volumen interno de la tapa. El obturador esta distante de la tapa. No esta presente en la tapa.
- Segun un modo de realizacion ventajoso, el deposito de expansion se dispone verticalmente mas alto que el obturador movil. El liquido presente en el deposito de expansion puede, por lo tanto, fluir por la gravedad a traves del obturador movil. Preferentemente, el deposito de expansion puede disponerse en la vertical y por encima del obturador movil o puede no disponerse en la vertical del obturador movil. Segun un modo de realizacion ventajoso, el deposito de expansion sobrepasa al obturador movil.
- Segun un modo de realizacion, el obturador movil esta distante de una parte de al menos del deposito de expansion. De este modo, en una parte al menos del deposito de expansion, el obturador movil esta ausente.
- Segun un modo de realizacion, el deposito de expansion esta distante del obturador.
- Segun un modo de realizacion, el deposito de expansion se conecta en la valvula disponiendose a una distancia de esta manera.
- El deposito de expansion esta separado del obturador. Esto permite, en particular, no causar el desplazamiento en el deposito de expansion en el momento del desplazamiento del obturador movil, mejorando, por esto, la fiabilidad y la robustez del sistema. La independencia entre el deposito de expansion y el obturador permite, igualmente, dimensionar independientemente el deposito de expansion y el obturador movil. En particular, el deposito de expansion puede adaptarse, en particular en terminos de volumen, a las caracteristicas del circuito (caudal, presion), conservando un obturador movil de pequenas dimensiones con el fin de reducir la congestion del sistema y realizar un obturador movil con las dimensiones y estados de superficie perfectamente controlados.
- El deposito de expansion se configura para contener un gas comprimido.
- Ventajosamente, en posicion cerrada, el cuerpo del obturador impide cualquier comunicacion del liquido entre la entrada y la salida, es decir, de una brida a la otra.
- Ventajosamente, el sistema se configura para orientar el sentido de cierre del obturador en funcion del sentido de circulacion del liquido en el circuito.
- Ventajosamente, en posicion cerrada de la valvula, el paso interno del obturador permanece en comunicacion con una parte del circuito que separa la valvula de una entrada de la bomba.
- Ventajosamente, el obturador se acciona por un dispositivo de control que comprende un motorreductor alojado en el interior del deposito de expansion. De esta manera se situa el recinto. Ventajosamente, el motorreductor se sumerge en el gas de compensacion, reduciendo asi las restricciones de estanqueidad.
- Ventajosamente, el sistema comprende un rebosadero para limitar el nivel del liquido en el deposito de expansion y en el que el motorreductor se dispone por encima del rebosadero. El sistema se configura para que el nivel del liquido en el deposito de expansion sea inferior a un nivel dado, y en el que, el motorreductor se dispone por encima de este nivel dado.
- Ventajosamente, el sistema comprende un dispositivo dispuesto en el deposito de expansion, bajo el rebosadero y se configura para romper los chorros de liquido desde el canal de expansion.
- Ventajosamente, el sistema comprende un dispositivo de proteccion termica alojado en el interior del deposito de expansion y conformado para aislar termicamente el motorreductor del calor del liquido.
- Ventajosamente, el sistema comprende un cojinete de guia en rotacion del obturador y en el que el cojinete se aloja en el interior del deposito de expansion. De este modo, el cojinete se situa en el recinto. Ventajosamente, el sistema se configura para que, durante el funcionamiento, el cojinete se sumerja en el fluido. Alternativamente, se sumerge en el gas de compensacion y se situa fuera del fluido. Ventajosamente, el cojinete comprende un paso que permite la libre circulacion del fluido a traves del cojinete.
- Ventajosamente, la valvula es una valvula de mariposa.
- Ventajosamente, la valvula es una valvula acodada. Mas particularmente, la carcasa externa del cuerpo de valvula es cilindrica y el paso interno esta doblado presentando preferentemente una curvatura continua. De este modo, la entrada y la salida forman asi un angulo diferente a 180 ° y preferentemente comprendido entre 45 ° y 160 °. Alternativamente, la valvula es una valvula derecha igualmente designada valvula en linea.
- Ventajosamente, la entrada y/o la salida se forma por una brida configurada para conectarse a una canalizacion del circuito.
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Otro aspecto de la presente invencion se refiere a un circuito que comprende un sistema segun una cualquiera de las caractensticas anteriores y una bomba apta para suministrar en dos sentidos opuestos. De manera opcionalmente y ventajosa:
- la valvula es una valvula de macho, - en la que el macho comprende al menos un canal de expansion para el paso del lfquido que desemboca en el paso interno del macho para poner en comunicacion el deposito de expansion y el circuito, configurandose el circuito para orientar el sentido de cierre del macho durante el funcionamiento del sentido de circulacion del lfquido en el circuito.
- el circuito se configura de manera que, en el momento del cierre de la valvula, se gire el obturador para que el paso interno permanezca en comunicacion con una parte de circuito separando la valvula de una entrada de la bomba.
- el circuito comprende una sola valvula. De esta manera, la perdida de carga se limita en relacion con los circuitos que comprenden dos valvulas para garantizar el funcionamiento reversible del circuito. El rango de caudal admisible es, por lo tanto, mas importante.
Otro aspecto de la presente invencion se refiere al uso del sistema segun la invencion para regular la circulacion de un lfquido que presenta una temperatura superior o igual a 350 0C y preferentemente superior o igual a 400 0C.
Preferentemente, la invencion se utiliza para regular la circulacion de sodio lfquido destinado a garantizar la transferencia de calor en el circuito de reactor nuclear refrigerado por de sodio.
Los otros objetos, caractensticas y ventajas de la presente invencion apareceran al examinar la descripcion siguiente y los dibujos adjuntos. Se entiende que otras ventajas pueden incorporarse.
Breve descripcion de las figuras
Los objetivos, objetos, asf como las caractensticas y ventajas de la invencion se haran mas evidentes a partir de la descripcion detallada de un modo de realizacion de esta ultima que se ilustra por los dibujos adjuntos siguientes, en los que:
La figura 1 es un esquema que representa un primer circuito segun la tecnica anterior en el que el lfquido circula en un primer sentido.
La figura 2 es un esquema del circuito ilustrado en la figura 1 y en el que el lfquido circula en un segundo sentido opuesto al primero.
Las figuras 3 y 4 son esquemas que representan un segundo circuito segun la tecnica anterior en el que el lfquido circula respectivamente en un primer sentido y en un segundo sentido.
Las figuras 5 y 6 son esquemas que representan un tercer circuito segun la tecnica anterior en el que el lfquido circula respectivamente en un primer sentido y en un segundo sentido.
La figura 7 es un esquema que representa un ejemplo de circuito equipado con un sistema segun un modo de realizacion de la invencion.
La figura 8 es una vista en perspectiva de un cuerpo de valvula de un sistema segun un primer ejemplo de realizacion de la invencion.
La figura 9 es una vista del cuerpo de valvula ilustrado en la figura 8.
La figura 10 es una vista en seccion simplificada de un sistema segun un primer ejemplo de realizacion de la invencion. La figura 11 es una visa en perspectiva de un macho cilfndrico que equipa el sistema segun el ejemplo de realizacion de la invencion ilustrado en la figura 10.
La figura 12 es una vista en seccion del macho ilustrado en la figura 11.
La figura 13 es una vista segun la seccion BB del sistema segun el ejemplo de realizacion de la invencion ilustrado en la figura 10, en el que la valvula esta completamente abierta.
La figura 14 es una vista segun la seccion BB del sistema segun el ejemplo de realizacion de la invencion ilustrado en la figura 10, en el que la valvula esta completamente cerrada en un primer sentido.
La figura 15 es una vista segun la seccion CC del sistema en la configuracion ilustrada en la figura 14.
La figura 16 es una vista segun la seccion BB del sistema segun el ejemplo de realizacion de la invencion ilustrado en la figura 10, en el que la valvula esta completamente cerrada en un segundo sentido.
La figura 17 es una vista segun el corte DD del sistema en la configuracion ilustrada en la figura 16.
La figura 18 es una vista en perspectiva de un cuerpo de valvula de un sistema segun un segundo ejemplo de realizacion de la invencion.
La figura 19 es una vista del cuerpo de valvula ilustrado en la figura 18.
La figura 20 es una vista en perspectiva de un macho cilmdrico que equipa un sistema segun el segundo ejemplo de realizacion de la invencion.
La figura 21 es una vista en seccion del macho ilustrado en la figura 20.
La figura 22 es una vista en seccion simplificada de un sistema segun un segundo ejemplo de realizacion de la invencion. La figura 23 es una vista segun la seccion BB del sistema segun el ejemplo de realizacion de la invencion ilustrado en la figura 22, en el que la valvula esta completamente abierta.
La figura 24 es una vista segun la seccion BB del sistema segun el ejemplo de realizacion de la invencion ilustrado en la figura 22, en el que la valvula esta completamente cerrada en un primer sentido.
La figura 25 es una vista segun la seccion CC del sistema en la configuracion ilustrada en la figura 24.
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La figura 26 es una vista segun la seccion BB del sistema segun el ejemplo de realizacion de la invencion ilustrado en la figura 22, en el que la valvula esta completamente cerrada en un segundo sentido.
La figura 27 es una vista segun el corte DD del sistema en la configuracion ilustrada en la figura 26.
Los dibujos se dan a titulo de ejemplo y no son limitantes de la invencion. Constituyen representaciones esquematicas de principio destinadas a facilitar la comprension de la invencion y no estan necesariamente a escala de las aplicaciones practicas. En particular, las dimensiones y los espesores relativos de las diferentes piezas, paredes y miembros no son representativos de la realidad.
Descripcion detallada de la invencion
Un ejemplo de circuito que integra un sistema segun la invencion se describira ahora en referencia a la figura 7.
En este ejemplo, el circuito 1 comprende una bomba 2, preferentemente reversible, un intercambiador 6 y un sistema 10 segun la invencion que comprende una valvula 200. Estos tres elementos se disponen en serie. Forman un circuito cerrado y se conectan de manera fluida entre ellos por secciones 3, 4, 5 de canalizacion. La seccion 3 conecta la bomba 2 al intercambiador 6, la seccion 4 conecta el intercambiador de calor 6 a la valvula 200 del sistema 10 y la seccion 5 conecta la valvula 200 del sistema 10 a la bomba.
En el ambito de la presente invencion, se califica de circuito 1 al circuito cerrado que comprende la bomba 2 y que comprende preferentemente el intercambiador 6 o cualquier otro(s) miembro(s), asi como la valvula 200 del sistema 10. Por supuesto, se pueden incorporar otros elementos al sistema 10. Por otra parte, el intercambiador 6 puede reemplazarse por otro componente o diversos otros componentes.
La bomba 2 es reversible, lo que permite tener como entrada y como salida, respectivamente, las secciones 5 y 3 o inversamente como entrada y como salida respectivamente las secciones 3 y 5. La valvula 200 comprende una salida y una entrada que se invierten en funcion del sentido de circulacion del liquido.
De manera particularmente ventajosa, el sistema 10 comprende un deposito 100 de expansion que permite compensar las variaciones de volumen del liquido presente en el cirquito y que se deben a las variaciones de temperatura del liquido. El deposito 100 de expansion se conecta a la valvula 200 montada en serie sobre el circuito 1. De este modo, el deposito 100 de expansion no se conecta en serie sobre el circuito 1 que comprende la bomba 2 y la valvula 200. Se conecta en derivacion por medio de la valvula 200.
La valvula 200 se configura para permitir una comunicacion permanente entre el circuito 1 y el deposito 100 de expansion. De este modo, independientemente de la posicion del obturador de la valvula 200, el deposito 100 de expansion se comunica con al menos una de las secciones 4 o 5 del circuito.
De manera particularmente ventajosa, esto permite mejorar considerablemente la fiabilidad del sistema 10 ya que ya no es necesario controlar con precision las valvulas de aislamiento de uno o varios depositos como en la solucion ilustrada en las figuras 3 y 4. Ademas, es posible tener solo una sola valvula de mariposa formada por la valvula 200. Esto permite reducir la perdida de carga inevitablemente inducida por la presencia de valvulas adicionales como es el caso en la solucion ilustrada en las figuras 5 y 6. En particular, la invencion no necesita la presencia de una valvula 91 de mariposa sobre la seccion 3 entre el intercambiador 6 y la bomba 2. La invencion permite, de esta manera, ampliar el rango de caudales admisibles. Ademas de simplificar el control del deposito 100 de expansion, la invencion permite reducir significativamente el numero de componentes necesarios y, en particular, el numero de componentes de control, lo que permite mejorar la fiabilidad del circuito 1 y disminuir el coste.
El deposito 100 de expansion puede conectarse en la valvula 200 disponiendose a distancia de esta ultima. En un modo de realizacion preferente, el deposito 100 de expansion y la valvula 200 estan reagrupadas al contrario en un mismo componente. Esto permite, en particular, simplificar el montaje del circuito y de limitar la congestion. De manera mas ventajosa aun, esto permite acercar el deposito 100 de expansion del circuito 1 y de mejorar de esta manera la reactividad del deposito 100 de expansion y de un dispositivo 8 de proteccion contra las sobrepresiones asociadas al deposito 100 de expansion. De manera ventajosa, las partes del deposito de expansion comprende el liquido 112 y el gas 103 de presurizacion presentan diametros sustancialmente identicos, referenciandose la superficie libre por el numeral 105.
Preferentemente, el deposito 100 de expansion sobrepasa la valvula 200 y se comunica con el liquido del circuito por un canal, designado como canal 213 de expansion, llevado al menos en parte por el obturador. De manera igualmente ventajosa, la valvula 200 comprende un cuerpo 201 y un capuchon 101 que forman entre los dos un recinto 102, alojandose el deposito 100 de expansion en el interior de este recinto 102.
De este modo, el obturador movil es diferente del deposito 100 de expansion, fijandose este ultimo en relacion con el cuerpo 201 de valvula 200. El obturador movil se puede mover con respecto al deposito 100 de expansion.
En los modos de realizacion no limitantes ilustrados en las figuras que se describen a continuacion, el deposito 100 de expansion se dispone verticalmente por encima del obturador movil. Mas particularmente, el deposito 100 de expansion sobrepasa el obturador en movil. El deposito de expansion se forma por las paredes internas del cuerpo
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201 de valvula 200, por la pared interna del capuchon 101 y por una cara 214 superior del cuerpo del obturador movil. De este modo, el deposito de expansion se aloja en parte al menos en el capuchon. Preferentemente, al menos 20 % y preferentemente al menos 30 % y preferentemente al menos 50 % del volumen interno del deposito 100 de expansion se aloja en el volumen interno de del capuchon 101.
Un primer ejemplo de sistema 10 segun la invencion se describira ahora en detalle en referencia a las figuras 8 a 17.
En el ejemplo que sigue, la valvula 200 es una valvula de mariposa o una valvula que permite hacer circular o interrumpir la circulacion del liquido en el interior del circuito 1. En este ejemplo, esta valvula 200 es una valvula de macho. La invencion se extiende, sin embargo, a otros tipos de valvulas, como las valvulas con obturador de transporte.
Las figuras 8 y 9 representan el cuerpo 201 de valvula en el interior del cual el obturador, un macho 210, por ejemplo, cilindrico, es movil para regular el paso del liquido de una brida a la otra de la valvula 200. Para un sentido de circulacion del fluido, la brida 202 forma la entrada de la valvula y la brida 203 forma la salida de la valvula. La entrada y la salida se invierten, naturalmente, en caso de inversion del sentido de circulacion. En el ejemplo ilustrado, las bridas 202, 203 se destinan a conectarse a una tuberia por medio de pernos sin que esto sea limitante. De hecho, se contempla una fijacion por soldadura, en particular, para las aplicaciones en las que el liquido es un metal liquido, tal como sodio, como es el caso de los reactores nucleares refrigerados por sodio.
En el ejemplo que sigue, la valvula es una valvula acodada, aunque la invencion se extiende a las valvulas rectas igualmente designadas valvulas en linea donde la entrada y la salida son sustancialmente coaxiales y donde las secciones 4 y 5 se disponen, por lo tanto, en la prolongacion entre si.
En el ejemplo que sigue, siendo la valvula 200 acodada, las bridas 202, 203 formando, por lo tanto, un angulo diferente a 180 °. De este modo, la valvula 200 puede disponerse en un angulo de un circuito. De este modo, no ocupa espacio en las partes rectas del circuito y genera turbulencia ahi donde el codo que reemplaza habria generado igualmente.
Como se ilustra en las figuras 10, 11 y 12, el macho 210 presenta un cuerpo 211 que consta de un paso 212 interno para el liquido. Este paso 212 interno permite poner en comunicacion la entrada y la salida del liquido para ciertas posiciones angulares al menos del macho 210 en relacion con el cuerpo 201 de valvula. Como en cualquier valvula de macho, la forma y la dimension del interior del cuerpo 201 de valvula y del cuerpo 211 del macho se seleccionan para que el liquido solo pueda fluir de una brida a otra a traves del paso 212 interno llevado por el cuerpo 211 del macho 210.
La posicion angular del macho en relacion con el cuerpo 201 de valvula entonces, en relacion con las bridas de entrada 202 y de salida 203, se controla por un dispositivo de control que comprende tipicamente un accionador, por ejemplo, un motorreductor 120.
El cuerpo 201 de valvula y el capuchon 101 que forman un recinto 102 en el interior del cual se aloja el deposito 100 de expansion. Este recinto 102 se sella a excepcion de un canal 213 de comunicacion entre el deposito 100 de expansion y una de las bridas, como se describira mas tarde, y, opcionalmente, con la excepcion de un rebosadero 107, de un orificio 104 para la administracion del gas de presurizacion que se describira igualmente mas en detalle a continuacion.
De manera particularmente ventajosa, el cuerpo 211 del macho consta al menos en parte de un canal 213 que permite al liquido que circula en el interior del circuito y que proviene de una de las dos bridas 202, 203, penetrar en el interior del deposito 100 de expansion formado por el recinto 102. Se esta manera se califica de canal 213 de expansion. Preferentemente, este canal 213 de expansion desemboca, por una parte, en el interior del paso 212 interno llevado por el cuerpo 211 del macho 210 y, por otra parte, en el recinto 102. Por lo general, en el caso de una valvula con macho cilindrico, este canal 213 de expansion es un conducto tubular, preferentemente rectilineo, o un agujero que desemboca, por una parte, en una mitad superior del paso 212 interno y, por otra parte, sobre una cara 214 superior del cuerpo 211 del macho. Este canal 213 de expansion presenta de este modo un agujero 215 superior ilustrado sobre las figuras 10 a 17.
La valvula 200 se conforma para que, independientemente de la posicion del macho 210, el paso 212 interno de expansion este siempre en comunicacion con la entrada o la salida de la valvula 200. De hecho, cuando la valvula 200 esta abierta, como se ilustra en la figura 13, el paso 212 interno permite una comunicacion, practicamente sin perdida de carga, entre la entrada y la salida. Cuando la valvula 200 esta cerrada a la derecha, como se ilustra en la figura 14, el paso 212 interno se comunica con la brida 203 formando, por ejemplo, la salida. Cuando la valvula 200 esta cerrada a la derecha, como se ilustra en la figura 16, el paso 212 interno se comunica con la brida 202 que formando tipicamente la entrada de la valvula.
Estando el canal 213 de expansion en comunicacion con el paso 212 interno, por lo tanto, esta constantemente en comunicacion con al menos uno de entre la entrada o la salida de la valvula 200. El liquido, por lo tanto, siempre puede alcanzar el deposito 100 de expansion formado por el recinto 102.
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El volumen de expansion es el volumen del liquido 112 situado entre la cara superior 214 del macho 210 y la superficie libre 105 del liquido.
El macho 210 representa una perdida de carga variable. La comunicacion entre el circuito y el deposito 100 de expansion se realiza por una ruta que siempre esta en la parte exterior de la seccion de bomba-perdida de carga inducida por el macho 210. De este modo, independientemente de la posicion del deposito 100 de expansion en el circuito, el deposito 100 de expansion nunca ve la presion administrada por la bomba, al contrario que el deposito de expansion del circuito ilustrado en la figura 2 que esta en comunicacion directa con la salida de la bomba. Por otra parte, en el circuito de la figura 2, el deposito 100 de expansion impone la presion entre la valvula y un componente tal como el intercambiador.
Preferentemente, y como se ilustra en la figura 10, un cojinete 108 provisto de rodamientos 109 se preve para garantizar la guia en rotacion del macho 210. Preferentemente, el cojinete 108 guia el macho 210 al nivel de un eje 216 del macho 210 solidario con el cuerpo 211 del macho y que se extiende segun la direccion de rotacion de este ultimo. Preferentemente, el cojinete 108 se situa en la proximidad inmediata de la cara 214 superior del macho 200 formando un cilindro. Se preve en el cojinete 108 un paso 110 para el liquido que proviene del paso 212 interno llevado por el cuerpo 211 del macho. Segun un modo de realizacion alternativo no ilustrado, si el cojinete 108 se aloja en el cuerpo 201 de valvula, un paso puede practicarse en el espesor de la pared del cuerpo 201 de la valvula para permitir al liquido pasar desde la cara 214 superior del cuerpo 211 del macho hasta un espacio situado por encima del cojinete.
De este modo, durante el funcionamiento, el cojinete 108 se sumerge en el liquido 112 presente en el deposito 100 de expansion.
Ventajosamente, un dispositivo 111 de alcachofa se preve para evitar las proyecciones de liquido que provienen del canal 213 de expansion con una velocidad significativa. Sobre este ejemplo, una alcachofa 111 se coloca por encima del cojinete 108. Durante el funcionamiento normal, la alcachofa 111 se sumerge y la superficie 105 libre del liquido 112 se situa por encima de la alcachofa 111.
Un rebosadero 107 se preve igualmente para evacuar un posible desbordamiento de liquido. Durante el funcionamiento normal, la superficie 105 libre del liquido 112 se situa, pues, por debajo del rebosadero 107.
En el recinto 102 formado por el cuerpo 201 de la valvula 200 y el capuchon 101, y por encima de la superficie 105 libre del liquido 112, se encuentra el gas 103 de presurizacion igualmente denominado gas de cielo, cuya funcion es compensar las variaciones de volumen del liquido en el circuito y garantizar que la presion del circuito permanece en un intervalo aceptable de funcionamiento.
Cabe senalar que, en un primer modo de realizacion, el gas 103 de presurizacion esta en contacto con la superficie 105 libre del liquido 112. Es este modo de realizacion el que se ilustra en la figura 10. En un segundo modo de realizacion, no ilustrado, el deposito de expansion presenta una membrana situada en la interfaz entre el gas 103 de presurizacion y la superficie 105 del liquido 112. En este modo de realizacion, es la elasticidad de esta membrana y la presion contraria Pc las que aseguran la presurizacion del circuito.
Un orificio 104 tambien se preve para la gestion de la presion del gas 103 de presurizacion. Este orificio 104 se situa preferentemente en la parte superior del capuchon 101.
De manera ventajosamente pero opcionalmente, el sistema comprende igualmente un dispositivo 8 de proteccion, preferentemente conectado al orificio 104 de gestion de gas, y configurado para regular y limitar la presion del gas en el deposito 100 de expansion y, por lo tanto, la presion del liquido en el circuito cuando este ultimo cruza un valor umbral que podria danar el circuito. Cuando el dispositivo 8 de proteccion se activa, la sobrepresion de gas se dirige hacia una salida 81 que evita sobrepasar una presion limite admisible para el deposito de expansion y el circuito.
Como se indico anteriormente, un dispositivo de control se preve para controlar la posicion angular del macho 210 en relacion con el cuerpo 201 de valvula. Cabe senalar aqui que la posicion angular del macho 210, y de manera mas general, la posicion del obturador de la valvula 200 independientemente de su tipo, es perfectamente independiente de la presion que reina en el interior del circuito y de la presion que reina en el interior del deposito 100 de expansion.
Segun un modo de realizacion particularmente ventajoso, se preve que este dispositivo de control se aloje en el interior del recinto 102 y que, tambien preferentemente, el acoplamiento entre el macho 210 y el dispositivo de control se aloje igualmente en el interior del recinto 102. De este modo, la invencion permite reducir considerablemente las restricciones de estanqueidad, mejorando por esto la fiabilidad y del sistema 10.
Mas particularmente, el dispositivo de control comprende un motor, normalmente un motorreductor 120, preferentemente alojado en el recinto 102 por encima del rebosadero 107. Por lo tanto, se sumerge en el gas de presurizacion alejandose ventajosamente del fluido 112. Un dispositivo 125 de acoplamiento entre la salida del motorreductor 120 y el macho 210 se situa igualmente por encima del rebosadero 107 y, por lo tanto, se sumerge en el gas 103 de presurizacion alejandose del liquido 112. El eje 216 del macho 210 conecta el dispositivo 125 de
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acoplamiento en el cuerpo 211 del macho. Preferentemente, el motorreductor 120 se dispone para que su eje de salida sea coaxial con el eje 216 de rotacion del macho 210.
De manera ventajosa, un dispositivo 124 de proteccion termica se dispone entre el liquido 112 y el motorreductor 120 para preservar este ultimo del calor del liquido 112. Esto es particularmente ventajoso cuando el liquido es un metal liquido, tal como el sodio. El dispositivo 124 de proteccion termica puede ser, por ejemplo, una pila de discos de pequeno espesor y separados entre ellos o cualquier otro volumen o asociacion del subconjunto que presenta una pequena conductividad termica. Preferentemente, el dispositivo 124 de proteccion termica se dispone alrededor del dispositivo 125 de acoplamiento como se ilustra en la figura 10.
Preferentemente, el motor se fija sobre un soporte 121 conformado para fijarse sobre una parte superior del cuerpo 201 de valvula, por ejemplo, al nivel de la abertura del cuerpo 201 de valvula. Una vez que el motor se fija sobre el cuerpo 201 de valvula, el capuchon 101 puede, entonces, colocarse sobre el cuerpo 201 de valvula para recubrir el motor y formar el recinto 102 sellado. El montaje 10 del sistema es, por lo tanto, particularmente simple. Por ejemplo, la solidarizacion entre el cuerpo 201 de valvula y el capuchon 101 se efectua por medio de fijacion por pernos de dos bridas 204, 207 llevadas respectivamente por el cuerpo 201 de valvula y el capuchon 101.
Cuando el liquido se lleva a una temperatura elevada, comprendida normalmente entre 300 y 500 0C como en el caso del sodio liquido, el sistema 10 comprende ventajosamente un circuito 123 de refrigeracion del motor. Un fluido transmisor de calor circula entonces dentro de las tuberias que cruzan el recinto 102 y penetra en el motor. Preferentemente, se practican agujeros de paso en estas tuberias en el capuchon 101.
El recinto 102, preferentemente la pared del capuchon, comprende igualmente un agujero de paso para una o unas lineas 122 de alimentacion del motor.
El sistema 10 puede comprender igualmente una o varias sondas 106 de nivel para medir y controlar el nivel de liquido en el deposito 100 de expansion. Se puede practicar un agujero en el recinto 102, normalmente en la pared del capuchon 101, para el paso de las sondas 106.
Preferentemente, el cuerpo 211 del macho presenta un orificio 217 que sirve particularmente como drenaje. Este orificio 217 desemboca, por una parte, en el paso 212 interno del cuerpo 211 del macho, preferentemente en su punto mas bajo, y, por otra parte, en el fondo del cuerpo 201 de valvula. Este orificio 217 se coloca preferentemente debajo de un agujero 206 de drenaje practicado en la pared 201 del cuerpo de valvula al menos por una posicion angular del macho. Este orificio 217 y este agujero 206 de drenaje del sistema 10 que integra la valvula 200 y el deposito 100 de expansion.
La invencion propone, de este modo, un sistema 10 que integra en el seno de un mismo componente una valvula 200 y un deposito 100 en comunicacion permanente con el liquido del circuito y cuya concepcion ofrece una fiabilidad de funcionamiento mejorado, una estanqueidad particularmente simple y eficaz, asi como un montaje facil.
El funcionamiento de la invencion se describira ahora en detalle en referencia a las figuras 13 a 17.
La figura 13 ilustra la valvula 200 en posicion completamente abierta. En esta posicion, el macho 210 es equivalente a la parte de acodada que la valvula 200 reemplaza en el circuito 1. La perdida de carga en la valvula 200 es muy pequena, incluso nula, en relacion con un codo, lo que es una ventaja en relacion con las otras valvulas con el obturador de transporte. En esta posicion, la circulacion del liquido es posible en los dos sentidos. El canal 213 de expansion permite la comunicacion del liquido que circula en el circuito 1 con el liquido 112 contenido en el deposito 100 de expansion.
Cuando la valvula 200 esta cerrada a la derecha, como se ilustra en las figuras 14 y 15, la circulacion del liquido en el circuito 1 se interrumpe. Por otro lado, el paso 212 interno permanece en comunicacion con la seccion de circuito conectada a la brida 202. Por medio del canal 213 de expansion, el deposito de expansion permanece en comunicacion con el liquido presente en la seccion conectada a esta brida 202, como aparece en la figura 15. Se dara preferencia a esta posicion de la valvula 200 cuando la brida 202 se conecta a una seccion que forma la entrada de la bomba 2 o cerca de la entrada de la bomba 2. De este modo, en caso de baja presion en la entrada de la bomba 2, el deposito 100 de expansion permite una compensacion del volumen que permita mantener la presion y evite de esta manera una cavitacion en la entrada de la bomba.
Cuando la valvula 200 se cierra a la izquierda, como se ilustra en las figuras 16 y 17, la circulacion del liquido en el circuito 1 se interrumpe. Por otro lado, el paso 212 interno permanece en comunicacion con la seccion de circuito conectada a la brida 203. Por medio del canal 213 de expansion, el deposito 100 de expansion permanece en comunicacion con el liquido presente en la seccion conectada a esta brida 203, como aparece en la figura 17. Se dara preferencia a esta posicion de la valvula 200 cuando la brida 203 se conecta a una seccion que forma la entrada de la bomba 2 o cerca de la entrada de la bomba 2.
De este modo, es preferente asegurarse de adaptar la orientacion angular del macho 210 en funcion del sentido de circulacion del liquido. De manera general, se controlara la posicion del macho 210 para poner en comunicacion el deposito 100 de expansion con la parte del circuito 1 que separa el deposito 100 de expansion de la entrada de la
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bomba 2.
Un segundo ejemplo de sistema 10 segun la invencion se describira ahora en detalle en referencia a las figuras 18 a 27.
El sistema segun este segundo ejemplo difiere del sistema segun el primer ejemplo descrito en referencia a las figuras 8 a 17 en lo que se refiere al canal 213 de expansion, el resto de caracteristicas descritas a proposito del primer ejemplo es aplicable a este segundo ejemplo.
Mientras que, en el primer ejemplo, el canal 213 de expansion se practica preferentemente en el interior del cuerpo 211 del macho 210 formando un agujero que desemboca, por una parte, en el paso 212 interno y, por otra parte, en el deposito 100 de expansion del macho, en este segundo ejemplo de realizacion, el canal 213 de expansion no forma un conducto lineal entre el paso 212 interno y el deposito 100 de expansion. En este segundo ejemplo, el canal 213 de expansion se configura para limitar la aparicion en el deposito 100 de expansion de chorros de liquido que provienen del liquido en movimiento en el circuito 1. De hecho, debido a la velocidad de desplazamiento del liquido en el circuito 1, algun liquido puede llegar a una velocidad relativamente elevada al deposito 100 de expansion. Esto puede ser la fuente de fatiga mecanica y de dificultades de control-mando. De hecho, estas proyecciones de liquido inducen fluctuaciones importantes del nivel de la superficie 105 libre del liquido 112 y en el deposito 100 de expansion. Estos chorros de liquido pueden igualmente ser la fuente de generacion de aerosoles cuya formacion se desea evitar tanto como sea posible para reforzar la fiabilidad del mecanismo. La limitacion de los aerosoles es muy ventajosa. Sin esto, se pueden encontrar aerosoles en el gas 103 de presurizacion (gas de cielo) y van al nivel del motorreductor 120. Esto reduce la fiabilidad. La limitacion de los aerosoles mejora de manera importante la fiabilidad del mecanismo. Por otra parte, los aerosoles pueden impregnar la proteccion 124 termica y, por lo tanto, aumentar de manera importante la conductividad termica. Esto tendria como consecuencia el aumento de la temperatura en todas las partes mecanicas que estan por encima de la proteccion 124 termica, por lo tanto, motorreductor 120, y por lo tanto reducir la fiabilidad.
El canal 213 de expansion de este segundo modo de realizacion no ofrece ninguna trayectoria rectilinea para el liquido, genera perdidas de carga y reduce la velocidad del liquido en el momento de su entrada en el deposito 100 de expansion.
En el ejemplo ilustrado, el canal 213 de expansion consta al menos de:
- un canal 217 inferior que desemboca, por una parte, en el paso 212 interno y, por otro lado, bajo una cara 220 inferior del cuerpo 211 del macho. Mas particularmente, el canal 217 inferior desemboca en un espacio 221 definido por la cara 220 inferior del cuerpo 211 del macho y por el fondo 208 del cuerpo 201 de valvula;
- se practica un rebaje 218 sobre una cara 219 lateral del cuerpo 211 del macho, desembocando este rebaje, por una parte, bajo la cara 220 inferior y, por otra parte, en el deposito 100 de expansion. Este rebaje 218 forma preferentemente una ranura. En el caso en el que el macho 210 es cilindrico, y como se ilustra en las figuras 20 y 21, esta ranura es preferentemente lineal y se extiende segun una direccion paralela al eje de rotacion del macho 210. En el caso no ilustrado en el que el cuerpo del macho 210 es esferico, esta ranura se extiende sobre la cara interna esferica del cuerpo 211 del macho desde la cara 220 inferior hasta la cara 214 superior del cuerpo 211 del macho.
El rebaje 218 practicado sobre la cara 219 lateral del cuerpo 211 del macho forma de esta manera un canal abierto. Cuando este rebaje 218 se dispone debajo del cuerpo 201 de valvula, mas precisamente debajo de su pared 207 interna, coopera con esta ultima para formar un canal. Preferentemente, la seccion de este canal forma un contorno cerrado. La seccion se toma segun un plano perpendicular a la direccion de flujo del liquido en este canal. Este canal presenta, por lo tanto, dos aberturas, desembocando una bajo la cara 220 inferior del cuerpo 211 del macho, desembocando el otro en el deposito 100 de expansion.
La figura 19 hace aparecer claramente la abertura al nivel del deposito 100 de expansion de este canal formado por el rebaje 218 y la pared 207 interna del cuerpo 201 de valvula. La valvula 200 se configura para que el liquido presente en el paso 212 interno pueda pasar al canal 217 interior en el rebaje 218 para alcanzar el deposito 100 de expansion. Entre el canal 217 inferior y el rebaje 218, el liquido transita por el espacio 221.
En la figura 22, el canal 213 de expansion aparece entre el fondo del rebaje 218 y la pared 207 interna del cuerpo 201 de valvula. Las otras caracteristicas del sistema son identicas a las descritas en particular en referencia a la figura 10.
El funcionamiento del sistema segun este modo de realizacion se describira ahora en detalle con referencia a las figuras 23 a 27.
La figura 23 ilustra la valvula 200 en posicion completamente abierta. En esta posicion, el macho 210 es equivalente a la parte de acodada que la valvula 200 reemplaza en el circuito 1. La perdida de carga en la valvula 200 es muy pequena, incluso nula. Mas en general, es identica al codo que esta valvula reemplaza. En esta posicion, la circulacion del liquido es posible en los dos sentidos. El liquido presente en el paso 212 interno se comunica con el canal 217 inferior para alcanzar un espacio formado entre la cara 220 inferior del cuerpo 211 de macho y el fondo
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Cuando la valvula 200 esta cerrada a la derecha, como se ilustra en las figuras 24 y 25, la circulacion del liquido en el circuito 1 se interrumpe. Por otro lado, el paso 212 interno permanece en comunicacion con la seccion de circuito conectada a la brida 202. Por medio del canal 213 de expansion, el deposito 100 de expansion permanece en comunicacion con el liquido presente en la seccion conectada a esta brida 202, como aparece en la figura 25.
En el caso en el que la valvula 200 esta cerrada o en el que el rebaje 218 no esta en comunicacion directa con la entrada o la salida de la valvula 200 pero coopera con la pared 207 interna del cuerpo 201 de valvula para formar un canal cerrado, pasando el liquido que alcanza el deposito 100 de expansion por el paso 212 interno, el canal 217 inferior, el espacio 221 y despues el rebaje 218, como es el caso cuando la valvula se abre (y como se ilustra en la figura 23).
En esta posicion del macho, los riesgos de aparicion de chorros de liquido en el deposito se limitan, incluso se suprimen.
Cuando la valvula 200 se cierra a la izquierda, como se ilustra en las figuras 26 y 27, la circulacion del liquido en el circuito 1 se interrumpe. Por otro lado, el paso 212 interno permanece en comunicacion con la seccion de circuito conectada a la brida 203. Por medio del canal 213 de expansion, el deposito 100 de expansion permanece en comunicacion con el liquido presente en la seccion conectada a esta brida 203, como aparece en la figura 27.
En el caso en el que la valvula 200 esta cerrada o el rebaje 218 esta en comunicacion directa con la entrada o la salida de la valvula 200 (la salida sobre el ejemplo de las figuras 26 y 27) el liquido llega al deposito 100 de expansion penetrando desde la entrada/la salida de la valvula directamente en el rebaje 218. Por supuesto, el liquido puede entrar en el paso 212 interno por el rebaje 218, el espacio 221 y el canal 217 inferior, pero este liquido permanece en el paso 212 interno sin poder atravesar la valvula 200.
Se dara preferencia a esta posicion de la valvula 200 cuando la brida 203 se conecta a una seccion que forma la entrada de la bomba 2 o cerca de la entrada de la bomba 2. En esta seccion, la velocidad del liquido es generalmente debil y los riesgos de chorros en el deposito 100 de expansion se limitan.
- En cada una de los modos de realizacion contemplados en la descripcion anterior, el obturador se puede mover en el interior del cuerpo 201 de valvula 200 que se le fija en relacion a los conductos conectados a la entrada y a la salida de la valvula 200. El deposito 100 de expansion esta en cuanto a el fijo en relacion al cuerpo 201 de valvula 200. El obturador esta en cuanto a el movil en relacion con el deposito 100 de expansion.
Ventajosamente, el obturador movil esta distante de una parte de al menos del deposito 100 de expansion. De este modo, en una parte al menos del deposito 100 de expansion, el obturador movil esta ausente.
De este modo, el deposito 100 de expansion esta separado del obturador movil. Esto permite, en particular, no dar como resultado desplazamiento, normalmente en rotacion, del deposito 100 de expansion en el momento del desplazamiento del obturador movil, comprendiendo el deposito 100 de expansion posiblemente un volumen significativo de liquido y de gas. El sistema se hace asi mas robusto, mas fiable y menos complejo.
Por otra parte, la independencia entre el deposito 100 de expansion y el obturador movil permite dimensionar independientemente estos dos elementos. En particular, el deposito 100 de expansion puede adaptarse, en particular en terminos de volumen, a las caracteristicas del circuito (caudal, presion), conservando un obturador movil de pequenas dimensiones. Un obturador movil de dimensiones pequenas permite, en particular, reducir la congestion del sistema y facilitar la realizacion de un obturador movil con las dimensiones y estados de superficie perfectamente dominadas para garantizar una buena estanqueidad de la valvula en posicion cerrada.
En vista de la descripcion anterior, esta claro que la invencion ofrece un sistema eficaz para mejorar la fiabilidad y la sencillez de los circuitos reversibles, particularmente aquellos en los que circula un liquido a alta temperatura y/o quimicamente reactivo. La invencion ofrece asi una solucion particularmente ventajosa para los circuitos de ensayo para bombas electromagneticas para metales liquidos tales como las utilizadas en los circuitos de sodio de ciertos reactores nucleares. Por otra parte, la invencion es ventajosa, independientemente del liquido, en los circuitos en los que es necesario proceder a una inversion del sentido de circulacion, por ejemplo, para limpiar los filtros en linea.
La inversion no se limita a los modos de realizacion anteriormente descritos y se extiende a todos los modos de realizacion cubiertos por las reivindicaciones.
En particular, la invencion no se limita a las valvulas acodadas, sino que se extiende a las valvulas lineales.
No se limita tampoco a los sistemas cuya valvula de macho es un macho cilindrico, sino que se extiende igualmente a los sistemas cuya valvula es una valvula de macho esferico.
Por otra parte, la invencion cubre igualmente los sistemas cuya valvula no es una valvula de macho, sino que consta de un obturador de transporte.
5 Ademas, la invencion cubre igualmente los sistemas en los que el motor se dispone fuera del recito formado por el cuerpo de valvula y por el capuchon. En ese caso, un dispositivo de acoplamiento atraviesa el recinto.
Referencias
1. Circuito
120 Motorreductor
2. Bomba
121. Soporte de motor
3. Seccion
122. Lineas alimentacion/control de
4. Seccion
5. Seccion
123. Circuito de refrigeracion
Intercambiador 6.
124. Dispositivo de proteccion termica
7. Deposito de expansion
71. Liquido
125. Dispositivo acoplamiento de
72. Gas de presurizacion
73. Nivel libre
74. Valvula de aislamiento
7’. Deposito de expansion
200. Valvula
74’. Valvula de aislamiento
201. Cuerpo de valvula
8. Dispositivo de proteccion
202. Brida de entrada
81. Salida
203. Brida de salida
9. Valvula de mariposa
204. Brida de capuchon
91. Segunda valvula de mariposa
205. Reborde
206. Agujero de drenaje
10. Sistema
207. Pared interna
208. Fondo del cuerpo valvula de
100. Deposito de expansion
101. Capuchon de valvula
210. Macho
102. Recinto estanco
211. Cuerpo de macho
103. Gas de presurizacion
212. Paso interno
104. Orificio para gas de presurizacion
213. Canal de expansion
105. Superficie libre del liquido
214. Cara superior
106. Sonda de nivel
215. Agujero superior
107. Rebosadero
216. Eje
108. Cojinete
217. Orificio inferior
109. Rodamiento
218. Drenaje
110. Paso de cojinete
219. Cara lateral
111. Alcachofa
220. Cara inferior
112. Liquido
221. Espacio

Claims (15)

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    REIVINDICACIONES
    1. Sistema de regulacion de un liquido que circula en un circuito (10), comprendiendo el sistema:
    - una valvula (200) de regulacion que comprende al menos una entrada y una salida y que comprende un obturador movil cuya posicion permite regular el caudal del flujo del liquido a traves de la valvula (200),
    - un deposito (100) de expansion en comunicacion con el liquido que fluye en el circuito (1) y destinado a contener liquido y un gas de compensacion, estando conectado el deposito (100) de expansion al circuito (1) por medio de la valvula (200) y para que el deposito (100) de expansion se comunique con al menos uno de entre la entrada y la salida de la valvula (200) independientemente de la posicion del obturador, siendo la posicion del obturador independiente de la presion del fluido en el deposito (100), presentando el obturador al menos un canal (213) de expansion y disponiendose el sistema para que la comunicacion entre el deposito de expansion y entre una de entre la entrada y la salida de la valvula (200) se efectua al menos en parte por dicho canal (213) de expansion independientemente de la posicion del obturador, caracterizado porque el obturador movil se puede mover en relacion con el deposito (100) de expansion.
  2. 2. Sistema (10) segun la reivindicacion anterior, en el que el deposito (100) de expansion esta dispuesto verticalmente mas alto que el obturador movil.
  3. 3. Sistema (10) segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el deposito (100) de expansion sobrepasa el obturador movil y en el que la valvula (200) es una valvula de macho y en el que el obturador es un macho (210) y preferentemente en el que el macho (210) comprende un paso (212) interno a traves del cual se destina a pasar el liquido que fluye desde la entrada hasta la salida de la valvula (200) y en el que el macho (210) consta al menos de un canal (213) de expansion, completamente llevado por el macho (210), que presenta un primer extremo que desemboca en el paso (212) interno y que presenta un segundo extremo que desemboca en el deposito de expansion (100).
  4. 4. Sistema (10) segun la reivindicacion 2, que comprende un paso (212) interno a traves del cual se destina a pasar el liquido que fluye desde la entrada hasta la salida de la valvula (200) y en el que el macho (210) comprende una cara (219) lateral que llevan un rebaje (218) conformado para:
    - en ciertas posiciones del macho (210), estar en comunicacion directa con el liquido que proviene de la entrada o de la salida de la valvula (200) y,
    - en otras posiciones del macho, cooperar con una pared (207) interna de un cuerpo (201) de la valvula (200) para formar un canal cerrado que desemboca, por una parte, en el deposito (100) de expansion y que desemboca, por otra parte, en un espacio (221) formado por una cara (220) inferior del macho (210) y un fondo (208) del cuerpo (201) de la valvula (200), estando este espacio (221) en comunicacion con el paso (212) interno por un canal (217) practicado en el macho (210).
  5. 5. Sistema (10) segun la reivindicacion anterior, conformado para que cuando la valvula (200) se abra, el deposito (100) de expansion se comunica con el liquido que atraviesa la valvula (200) unicamente por medio del rebaje (218), de dicho espacio (221) y del canal (217) inferior.
  6. 6. Sistema (10) segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la valvula (200) comprende un cuerpo (201) y un capcuchon (101) que forman un recinto (102) y en el que el deposito (100) de expansion se aloja en el recinto (102) y preferentemente en el que el deposito (100) de expansion se fija en relacion con el cuerpo (201) de valvula (200) en el momento del desplazamiento del obturador movil.
  7. 7. Sistema (10) segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la valvula (200) es una valvula de macho y el obturador es un macho (210), configurandose el sistema para orientar el sentido de cierre del macho (210) en funcion del sentido de circulacion del liquido en el circuito (1).
  8. 8. Sistema (10) segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la valvula (200) es una valvula de macho y el obturador es un macho (210) y en el que el macho (210) se acciona por un dispositivo de control que comprende un motorreductor (120) alojado en el interior del deposito (100) de expansion.
  9. 9. Sistema (10) segun la reivindicacion anterior, comprendiendo un dispositivo (124) de proteccion termica alojado en el interior del deposito (100) de expansion y conformado para aislar termicamente el motorreductor (120) del calor del liquido.
  10. 10. Sistema (10) segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la valvula (200) es una valvula de macho y el obturador es un macho (210), comprendiendo el sistema un cojinete de guia (108) en rotacion del macho (210) y alojandose el cojinete en el interior del deposito (100) de expansion.
  11. 11. Sistema (10) segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la valvula (200) se toma de entre: una valvula de mariposa, una valvula acodada y una valvula recta.
  12. 12. Sistema (10) segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el deposito (100) de expansion
    se conecta en la valvula (200) disponiendose a una distancia de esta manera.
  13. 13. Sistema (10) segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la valvula (200) comprende un cuerpo (201) y un casquete (101) y en el que el deposito (100) de expansion se forma por paredes internas del cuerpo (201) de valvula (200), por una pared interna de la tapa (101) y por una cara (214) superior de un cuerpo del
    5 obturador movil.
  14. 14. Circuito (1) que comprende un sistema segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores y una bomba (2) apta para suministrar en los dos sentidos opuestos.
  15. 15. Uso del sistema (10) segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13 para regular la circulacion de un liquido que presenta una temperatura superior o igual a 350 0C y preferentemente superior o igual a 400 0C.
    10 16. Uso del sistema (10) segun la reivindicacion precedente para regular la circulacion de sodio liquido destinado a
    garantizar la transferencia de calor en un circuito de reactor nuclear refrigrerado por sodio.
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