DE2552550C2 - Gefrierdichtung mit Sicherheitsstopfbuchse - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Durchführung eines längsbeweglichen Stellorgans, beispielsweise einer Ventilspindel, durch die Wandung eines Behälters, der Flüssigmetall, insbesondere Alkafri- und Erdalkalimetalle enthält, die bei Betriebstemperatur flüssig und bei Umgebungstemperatur fest sind, in einem Gehäuse, das an der dem Behälter zugekehrten Seite eine Gefrierdichtung und an der entgegengesetzten Seite eine Stopfbuchsendichtung aufweist. Die Erfindung eignet sich besondere zur Verwendung -.λ Armaturen, die in mit flüssigem Natrium gekühhen Kernenergieaniagen verwendet werden sollen und wirr im folgenden am Beispiel dieses Verwendungszweckes beschrieben. Das Austreten von flüssigem Natrium aus einer schadhaften Dichtung muß unter allen Umständen vermieden werden, da es bei Kontakt mit der Atmosphäre in Brand gerät und unter Umständen auch radioaktiv verseucht sein kann. Es ist daher bekannt, die unumgänglichen Durchführungen für Stellorgane mit Doppeldichtungen zu versehen, und zwar zunächst einer Gefrierdichtung, in der die Absperrung durch das erstarrende Medium selbst erfolgt und einer nachgeschalteten Sicherheitsstopfbuchse, bei der aus Gründen der Temperatur- und Strahlenbeständigkeit sowie ihrer guten Gleiteigenschaften vorzugsweise Mischungen von Asbest und Graphit als Dichtungsmaterial Verwendung finden. Der Innenraum des Gehäuses, in dem das Stellorgan geführt ist, wird dabei, ebenfalls zur Vermeidung chemischer Reaktionen, mit einem inerten Schutzgas, beispielsweise Argon gefüllt. Dieses Schutzgas wird dabei unter einem leichten Überdruck gehalten, um ein Eindringen der Außenluft in diesen Raum zu vermeiden. Eine verbesserte Kombination einer Gefrierdichtung mit einer Sicherheitsstopfbuchse wird in der DE-AS 17 75 434 beschrieben, bei der das die Spindel oder dergleichen umgebende Gehäuse unmittelbar vor der Sicherheitsstopfbuchse einen stark verdickten Kopf mit großer Wärmekapazität besitzt, wodurch bewirkt wird, daß sich der Erstarrungspunkt des Mediums in der Gefrierdichtung auch bei stark schwankenden Betriebsund Umweltbedingungen innerhalb eines verhältnismäßig kleinen Längenbereiches des Gehäuses befindet. Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß auch derartige Durchführungen bei Versagen der Gefrierdichtung an der Stopfbuchse lecken können. Untersuchungen haben ergeben, daß dies darauf zurückzuführen ist, daß bei Längsbewegungen des Stellorgans daran haftende Partikel von Natrium oder der trotz Schutzgasvorlage nicht ganz zu vermeidenden Ablagerungen von Reaktionsprodukten des Natriums in die Sicherheitsstopfbuchse gebracht wurden und diese zerstörten.

Der DE-AS 10 73 261, in der die Durchführung einer Spindel durch eine doppelte Stopfbuchsendichtung an Armaturen für wassergekühlte Kernreaktoren gezeigt wird, kann der Fachmann die Anregung entnehmen, beide Dichtungen in einem Abstand voneinander anzuordnen, der mindestens ebenso groß ist wie der Hub der Spindel, damit schädliche Partikel nur noch an die äußere Stopfbuchse heran, nicht mehr aber in diese selbst hinein transportiert werden. Doch nehmen durch das Auftreten von Ablagerungen im Gefrierspalt die zur Betätigung des Stellorgans erforderlichen Verstellkräfte nach mehrfacher Betätigung so stark zu, daß die Betätigung der Armatur unzulässig erschwert wird.

Die vorliegende Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, die genannten Mängel zu beseitigen und die bekannte Kombination von Gefrierdichtung und Sicherheitsstopfbuchse so zu verbessern, daß nicht nur ein Austreten des Mediums, gegen das abgedichtet wird, mit Sicherheit vermieden, sondern auch eine Möglichkeit geschaffen wird, infolge von Ablagerungen im Spalt der Gefrierdichtung schwergängig gewordene Armaturen ohne Demontage wieder leichtgängig zu machen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß Gefrierdichtung und Stopfbuchsendichtung in einem Abstand A voneinander angeordnet sind, der dem größtmöglichen Verschiebeweg des Stellorgans mindestens gleich ist und daß der Spalt zwischen Stellorgan und Gehäuse im Bereich der Gefrierdichtung über eine Leitung mit einer Quelle des auf Betriebstemperatur befindlichen Stoffes verbindbar ist Es ist so möglich, durch Spülen mit frischem und verhältnismäßig sauberem Natrium Ablagerungen von dem Stellorgan zu entfernen und auch den Gefriecstreckenspalt selbst von solchen Ablagerungen zu reinigen, ohne daß dazu die Armatur außer Betrieb genommen werden müßte.

Ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt diese einen Längsschnitt durch das Oberteil eines Keilplattenschiebers.

Zur Betätigung eines hier nicht gezeigten eigentlichen Schiebers dient eine Schraubspindel 1, die an ihrem oberen Ende mit einem Vierkant 2 versehen ist, auf dem beispielsweise ein hier nicht gezeigtes Handrad gesetzt werden kann. Der Schieber weist einen Flansch 3 auf, mittels dessen er an dem hier nicht gezeigten Behälter, beispielsweise einer flüssiges Natrium führenden Rohrleitung, befestigt ist In einem äußeren Gehäuse 4 ist ein inneres, auf einem Teil seiner Länge verdicktes Gehäuse 6 angeordnet, und zwischen diesem und der Spindel 1 auf einem Teil seiner Länge ein Spalt, in dem das vom Behälter her anstehende Medium zum Erstarren gebracht werden kann, das so eine Gefrierdichtung 5 bildet. In dem Bereiche verdickten Querschnittes ist das Gehäuse 6 mit äußeren Kühlrippen 7 versehen. Darüber hinaus umfaßt das Gehäuse 6 einen Raum 8, dem durch eine erste Leitung 12 flüssiges Natrium aus dem Behälter zugeführt werden kann und durch eine zweite Leitung 13 ein gegenüber dem Natrium inertes Schutzgas, beispielsweise Argon. An ihrem oberen Ende wird die Spindel 1 in einer Stopfbuchse 9 geführt, die sich unmittelbar an das Gehäuse 6 anschließt und mit einer Dichtung aus Asbest und Graphit 10 versehen ist.

Darüber hinaus ist in der Stopfbuchse 9 ein weiterer Sperrgasanschluß 11 vorgesehen, durch den bewirkt werden kann, daß bei aufgetauter Gefrierdichtung kein flüssiges Natrium an die empfindliche Dichtung 10 gelangen kann. Der Abstand zwischen dem oberen Ende der Gefrierdichtung 5 und dem unteren Ende der Dichtung 10 beträgt A, und der mögliche Verschiebeweg der Spindel 1, d. h. ihr Hub ist auf höchstens dieses Maß begrenzt. Wenn die vorher ganz eingefahrene Spindel 1 beim Herausdrehen aus der Gefrierdichtung 5 Verunreinigungen aufweist sowie erstarrtes Natrium oder Oxydablagerungen, so können diese doch nicht bis zur Dichtung 10 gelangen und diese beschädigen. Dabei wird die Bildung solcher Oxyde oder anderer Reaktions-

produkte des Natriums in der Dichtung selbst dadurch unterbunden, daß alle freiliegenden Teile der Spindel 1 im Raum 8 ständig unter dem inerten Schutzgas gehalten werden. Derartige Ablagerungen können durch längeres Spülen mit heißem Flüssigmetall wieder entfernt werden, wozu solches über die Leitung 12 in den Raum 8 geführt wird. Dabei kann auch das in der Gefrierdichtung 5 befindliche Flüssigmetall aufgetaut werden und durch diesen Spalt zurück in den Behälter geschwemmt werden. Es kann so eine Reinigung der Armatur erfolgen, ohne daß diese dazu auseinander genommen werden müßte, was wegen der dazu erst herzustellenden Schutzgasatmosphäre um die Armatur sehr umständlich wäre.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Durchführung eines läagsbeweglichen Stellorgans durch die Wandung eines Behälters, der Flüssigmetalle, insbesondere Alkali- und Erdalkalimetalle enthält, die bei Betriebstemperatur flüssig und bei Umgebungstemperatur fest sind, in einem Gehäuse, das an der dem Behälter zugekehrten Seite eine Gefrierdichtung und an der entgegengesetzten Seite eine Stopfbuchsendichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß Gefrierdichtung (5) und Stopfbuchsendichtung (10) in einem Abstand A voneinander angeordnet sind, der dem größtmöglichen Verschiebeweg des Stellorgans (1) mindestens gleich ist und der Spalt zwischen Stellorgan (1) und Gehäuse (6) im Bereich der Gefrierdichtung (5) über eine Leitung (12) mit einer Quelle des auf Betriebstemperatur befindlichen Stoffes verbindbar

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