钠介质回路阀门的结构设计
介绍了钠阀的使用工况、技术参数、设计难点及解决措施，论述了钠阀在不同工况下采用结构的先进性和合理性。
1、概述
核级钠阀门(以下简称钠阀)主要应用在快中子增殖反应堆一、二回路及其各辅助系统、钠工艺系统、破损探测系统、热工控制系统的管道上，对管道中的介质起截断或输送作用。
2、性能参数
公称压力 2.0MPa
公称通径 25、40、65mm
工作温度 420 ℃
工作介质 液态金属钠
连接形式 焊接
安全级别 II
抗震类别 II
质量等级 QA1
清洁度 A类
承压件设计使用寿命 30a
无故障开关周期 <1500次
耐压试验压力 3.0MPa
3、工况分析
(1)由于液态金属钠是一种极活泼的金属元素，具有很高的反应活性，能直接与O2、H2、S或H2O反应，产生可燃气体。因此阀门密封可靠性要求极高，必需保证不得有任何外泄漏现象的发生。
(2)由于液态金属钠在97.8℃下将由液态转变为固态。因此，阀门需要在420℃高温下长期运行，必须具有耐高温性能。
(3)液态金属钠在常温下呈固态，化学性质极为活泼，遇水或潮气反应猛烈，易引起着火或爆炸。所以当介质流经阀门后，要求其体腔内尽可能不残留介质。
4、密封结构
4.1、承压壳体密封结构
主要承压件阀体、阀盖、阀瓣采用自由锻毛坯，内外表面机加工成形。在锻造过程中，由于金属塑性变形的结果，使毛坯金属获得较细的晶粒。同时能压合铸造组织的内部缺陷(如微小的裂纹、气孔等)，因而提高了金属的机械性能确保承压壳体密封可靠。
4.2、阀体与阀盖连接处密封结构
阀体与阀盖连接处是承压壳体密封的关键部位。对于公称尺寸[DN25阀门，其阀体与阀盖焊接连接，避免了阀体与阀盖连接处泄漏的可能性(图1)。对于公称尺寸\DN40阀门，其阀体与阀盖采取螺栓连接唇边焊密封结构，密封焊缝在维修时允许切开。该种密封结构性能可靠，不受温度波动的影响，保证高温密封性能，使介质无任何外漏(图2)。
1.阀盖 2.阀体
图1 阀体与阀盖焊接结构
1.密封焊 2.阀盖 3.阀体
图2 阀体与阀盖密封焊结构
4.3、阀杆密封结构
阀杆密封为动态密封，在设计上采取两种密封结构。冷冻、填料和O形圈三重密封。利用液态金属钠随着温度下降其粘度增加的特性，在阀盖与填料函之间加散热片，降低介质的温度，达到密封的效果。当其冷冻密封失效时，填料作为第2道密封起阀杆处密封的作用。当填料密封失效后O形圈来确保阀杆处的密封。在散热片与填料密封之间设有检漏管，当冷冻密封不起作用时，检漏管处的监测火花塞发出信号，通知系统采取应急措施并及时检修，保证系统安全运行(图3)。
1.散热片 2.引漏装置 3.O形圈 4.填料
图3 冷冻密封结构
