CN102084432A - 用于远程监控诸如核电站核岛中的流体系统的手动阀的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于远程监控核电站核岛中的流体系统的手动阀(15)的方法，在该方法中：手动阀(15)设置有用于检测其打开或关闭位置的装置(31)，和用于对关于每个阀(15)的打开或关闭位置的信号进行无线通信的第一通信装置(32)；在阀的附近，设置有第二信号通信装置(35)；安排有本地电缆网络(36，38)，用于允许所接收的信号穿过厚墙壁；以及在监控位置处，设置有用于在信号已穿过墙壁后对该信号进行接收和处理的装置(40)。根据本发明的设备显然可以用于所有包括其位置必须被远程监控的手动阀的流体系统。

Description

用于远程监控诸如核电站核岛中的流体系统的手动阀的方法和设备

技术领域

本发明涉及用于在核电站核岛操作或关闭周期期间，远程监控该核电站核岛中的流体系统的手动阀的方法和设备。

背景技术

在常规方式中，核岛形成一围绕核蒸汽供应系统和有关燃料的设施的配件，以及该配件的操作和安全所需的设备。

所述核蒸汽供应系统包括位于反应堆建筑内的容器和冷却系统，所述容器包括反应堆核芯且填充有增压水，所述冷却系统由与所述容器连通的多个回路构成。冷却系统的每个回路包括蒸汽生成器，在该蒸汽生成器中，冷却系统的增压水被冷却，而次级系统的给水被加热和蒸发。

每个回路的蒸汽生成器通过增压水入口管和出口管连接到容器，所述增压水入口管和出口管被称为主管道。这些管道通过固定连接到通道头部的管子连接到蒸汽生成器的通道头部，该通道头部位于蒸汽生成器的下部。

核反应堆的每个岛的操作和安全所需的设备包括多个流体系统，例如：

-蒸汽生成器的标准给水系统；

-蒸汽生成器的紧急给水系统；

-安全注射系统；

-反应堆的关闭冷却系统；

-体积和化学控制系统；

-反应堆腔的填充系统；

-中间冷却系统；以及

-换热器的冷却系统。

所述设备还包括：

-硼酸供应系统，该硼酸供应系统被设置为除了允许通过调整聚簇(cluster)的位置来调整核芯的反应性之外，还允许通过添加吸收中子的硼酸来调整核芯的反应性，所述聚簇也吸收中子。

这些液压系统包括用于在设备的各个部分之间传输流体的管，该管具有可以在打开位置和关闭位置之间移动的手动阀。

所述手动阀被设置在建筑中的不同房间内，且所述管穿过墙壁延伸，以在不同组件之间传输流体。

在反应器的操作期间或在其关闭期间，各个系统的阀均是由操作者根据需要来手动打开或关闭的。

对同一线路或系统的阀的打开或关闭进行确认也要由操作者查看来进行。

为了便于这种对阀的位置的查看确认，每个阀可以设置有杆和滑动件，所述杆固定连接到阀的本体上，所述滑动件在阀的控制轮的旋转期间沿杆平移。以这种方式，当阀在关闭位置上时，滑动件占据杆上的第一位置，并且当阀位于打开位置时，滑动件占据杆上的第二位置，这允许操作者快速看到每个阀的位置。

然而，由于不同系统中的相当大量的阀，有可能操作者没有打开或关闭阀，从而相应的线路没有被配置成对应于所需的功能。

例如，在硼酸供应系统的情况下，如果系统在除了通过调整聚簇位置来调整芯的反应性之外，没有通过添加吸收中子的硼酸来执行其功能，则必须在一小时内执行硼化(borification)功能重建，否则必须在六个小时以内计划对反应堆进行热关闭。

直到现在，为了限制这种类型的问题，核电站所有者已着重对操作者的培训和对流程的改善，但仍然存在危险。

发明内容

本发明的目的是提供一种方法和设备，用于远程监控处于操作状态中的系统或流体线路的布置，也就是，监控手动阀的打开或关闭状态，所述手动阀被设置为允许系统或线路执行其功能。

所以，本发明涉及一种用于在电站核岛操作或关闭周期期间，远程监控该电站核岛中的流体系统的手动阀的方法，该阀能够在打开或关闭位置之间被手动移动，其特征在于：

-所述手动阀设置有用于检测其打开或关闭位置的装置，和用于对关于每个阀的打开或关闭位置的信号进行无线通信的第一通信装置；

-在所述阀周围的位置处，安排有第二通信装置，该第二通信装置用于对特别是由第一无线通信装置发送的信号进行通信；

-在所述位置外部，安排有本地电缆网络，该本地电缆网络允许由第二通信装置接收的信号穿过厚墙壁，该厚墙壁对于以无线方式发送的信号而言是不可透的；以及

-在位于所述位置外部的监控位置处，安排有用于在信号已穿过墙壁后对该信号进行接收和处理的装置。

根据本发明的其他特征：

-基于与接收和处理装置相关的发送、激活和询问装置，每个阀的第一通信装置被启动，且检测装置被询问并向第一通信装置发送每个阀的打开或关闭位置，并且经由所述第一通信装置，关于每个阀的打开或关闭位置的信号被发送；

-所述接收和处理装置被直接连接到电缆网络；以及

-所述接收和处理装置通过用于发送和接收信号的无线装置被连接到电缆网络。

本发明还涉及一种用于在电站核岛操作或关闭周期期间，远程监控该电站核岛中的流体系统的手动阀的设备，该阀能够在打开或关闭位置之间被手动移动，其特征在于该设备包括：

-用于检测阀的打开或关闭位置的装置，和用于对关于每个阀的打开或关闭位置的信号进行无线通信的第一通信装置；

-用于对特别是由第一无线通信装置发送的信号进行通信的第二通信装置，该第二通信装置位于与阀相对应的位置处；

-本地电缆网络，该本地电缆网络允许由第二通信装置接收的信号穿过厚墙壁，该厚墙壁对于以无线方式发送的信号而言是不可透的；以及

-用于在信号已穿过墙壁后对该信号进行接收和处理的装置。

根据本发明的其他特征，所述设备包括与所述接收和处理装置相关的发送、激活和询问装置，该发送、激活和询问装置用于经由第二通信装置启动每个阀的第一通信装置，并询问用于检测每个阀的打开或关闭位置的装置，

-用于检测打开或关闭位置的装置被安装在每个待监控的阀上；

-用于对关于打开或关闭位置的信号进行无线通信的第一通信装置被安装在每个待监控的阀上；

-检测装置和第一无线通信装置形成能够被安装在每个待监控的阀上的独立配件；

-所述第一和第二无线通信装置为无线电波或声波形式；

-所述第一和第二无线通信装置为可见光波或不可见光波形式；

-所述第一和第二无线通信装置为红外波形式；以及

-所述检测装置和第一无线通信装置为摄像机形式。

附图说明

通过阅读下面以示例形式给出的说明并参考附图，将会理解本发明的其他特征和优点，在附图中：

图1是用于向核反应堆的冷却系统添加硼酸的系统的示意图；

图2是根据现有技术的这种系统的手动阀的横截面示意图；

图3是根据本发明的手动阀的示意性透视图，所述手动阀设置有用于检测其位置的装置和用于远程监控设备的无线通信装置；以及

图4是根据本发明的用于远程监控手动阀的设备的示意图。

具体实施方式

图1以示例的方式示出了用于将吸收中子的硼酸添加到核反应堆的冷却系统中的系统10。

安排在一个位置处的系统10按照常规包括硼酸贮液器12，该硼酸被设置为在被引入反应堆的冷却系统之前，根据预定度量而与水混合。

所述系统10包括多个分支14，所述多个分支14每个都具有一个或多个手动阀15，该手动阀15由操作者根据需要(也就是根据反应堆的操作)来打开或关闭。

如果所述阀中的一个阀(诸如，阀15a)没有被打开，则硼酸不与水混合，并且只有水被引入到冷却系统中，这可能具有严重的后果，并导致反应堆的热关闭。

如图1中所示，系统的分支14和阀15的第一部分被安排在第一房间A，而系统10的分支和阀15的第二部分被安排在第二房间B，房间A和B被厚墙壁(尤其是，由钢筋混凝土构成的厚墙壁)分开。

参考图2，现在描述阀15，其他阀是一样的。

所述阀15包括本体16，该本体16被设置为将被安装在系统10的分支14上，并且在本体16中设置有阀座17。

所述阀15还包括杆18，该杆18可在本体16中旋转移动，并且在第一端18a处装有手轮19以及在第二螺纹端18b处装有阀20，该阀20装有隔膜21，诸如橡胶隔膜。在手轮19的旋转期间，使杆18旋转并平移，从而使得阀20在与阀座17隔开的第一位置与紧贴着阀座17的第二位置之间移动，所述第一位置对应于阀15的用于流体穿过进入相应管的打开位置，所述第二位置对应于阀15的用于防止流体在所述管中循环的关闭位置。

所述阀15还包括固定杆22和滑动件23，所述固定杆22固定连接到本体16，并且基本与杆18平行地延伸，所述滑动件23固定连接到杆18上，并基本相对于杆18和固定杆22垂直地延伸。固定杆22穿过滑动件23延伸，从而在杆18的平移活动期间，滑动件23在固定杆22上的对应于阀15的打开位置的第一位置(a)和对应于阀15的关闭位置的第二位置(b)之间移动。

为了在远程(尤其是在独立于房间A和B的监控位置C(图4)处)获知系统10的手动阀15的打开或关闭位置，每个阀15设置有配件30(图3)，该配件30包括用于检测相应的阀15的打开或关闭位置的装置31和用于对关于阀15的打开或关闭位置的信号进行无线通信的第一通信装置32。

优选地，如图3所示，配件30构成了能够安装在阀15的本体16上的独立配件。为此，配件30包括支撑件33，该支撑件33设置有用于固定到阀15的本体16上的装置，诸如轴环34或其他任何合适的装置。

所述用于检测阀15的打开或关闭位置的装置31分别包括两个公知类型的开关31a和31b，该两个开关31a和31b被安排在滑动件23的附近，其中一个开关31a检测滑动件23的位置(a)，也就是，阀15的打开位置，而另一个开关31b检测滑动件23的位置(b)，也就是，阀15的关闭位置。

根据第一变化形式，只有检测装置31靠近滑动件23安装在支撑件33上，而用于无线通信的第一通信装置32与该支撑件33分开，并诸如通过电连接线而与装置31连接。

在图中所示的示例中，用于对关于相应的阀15的打开或关闭位置的信号进行无线通信的第一通信装置32由无电线波形式的发射机构成。所述装置32也可以是其他形式，诸如：

-声波形式；

-可见光或不可见光波形式；以及

-红外波形式。

所述装置31和32还可以由允许在监控位置C显示阀15的位置的摄像机构成。

为了能够向监控位置C发送由每一阀15的第一通信装置32发送的信号，用于对该信号进行通信的第二通信装置35被安排在每个房间A和B中，如图4中所示。对于每个房间A和B，所述第二通信装置35由用于以无线方式发送的信号的发射机/接收机形成。

每个第二通信装置35通过本地电缆网络36而被连接到安排在监控位置C处的用于接收和处理信号的装置40。

诸如无线电波的信号不能穿过厚墙壁，该厚墙壁划定每个房间A和B的界限。

在图4中所示的实施方式中，每个第二通信装置35通过本地电缆网络36被连接到通信系统路由器类型的装置37，所述本地电缆网络36穿过每个房间的厚墙壁延伸，所述通信系统路由器类型的装置37转而通过本地电缆网络38连接到用于接收和处理信号的装置40。

根据另一个实施方式，每个房间的第二通信装置35可以通过本地电缆网络被连接到位于房间外面的发射机。在该示例中，安排在监控位置C处的用于接收和处理信号的装置40通过本地电缆网络被连接到接收机，这允许经由连接到每个房间的接收机的每个发射机发送的信号被接收。

在每个不同房间中系统10的每个手动阀15的位置从而可以被立即获知，并从而被远程显示在位于监控位置处的显示屏上。

该显示例如是概要示意图的形式，如图1所示，其使用彩色或其他方式示出了每个阀的打开或关闭位置。

根据另一个实施方式，每个阀15的第一通信装置32由电池提供能量，所述电池集成在第一通信装置32和第二通信装置35中。

为了不使通信装置32和35的电池快速放电，所述装置32和35被解除激活。

当操作者希望获知系统10的阀15的位置时，他在监控位置C处激活第一和第二通信装置32和35。

为此，监控设备包括与接收和处理装置相关的发送、激活和询问装置，该发送、激活和询问装置(没有被示出)用于启动每个阀15的通信装置32和35，并询问用于检测每个阀的打开或关闭位置的装置31。

以这种方式，当操作者希望在任何给定时刻获知系统10的阀15的位置时，他经由第二通信装置35和安排在监控位置C处的发送、激活和询问装置来激活每个阀15的第一通信装置32。

从而，所述检测装置31被询问，并且该检测装置31将每个阀15的打开或关闭位置发送给第一通信装置32。关于每个阀15的位置的信号被发送给用于经由通信装置32和35接收和处理信号的装置40。

从而，可以以局部化的方式并根据系统线路的确认需求来使用所述设备，由于该设备在每次询问过程中将结果返回至监控位置，从而避免了过量的电消耗。

该操作模式还具有比使用电缆来将电能供应给每个阀要经济得多的优点。

根据本发明的设备允许双向操作模式，也就是，一方面为根据用于将由检测装置31发送的数据发送给用于接收和处理信号的装置40的模式的操作模式，以及另一方面为根据自与用于接收和询问信号的装置40相关的装置至检测装置31的激活和询问模式的操作模式。

以这种方式，每个阀的位置被获知，这使得可在一个或多个阀的位置不对的情况下，允许一个或多个操作者能够介入来纠正故障，从而系统或线路能够处于与所需功能对应的状态下。

根据本发明的设备当然可以用于所有包括其位置必须被远程监控的手动阀的流体系统。

Claims (13)

1.一种用于在电站核岛操作或关闭周期期间，远程监控该电站核岛中的流体系统(10)的手动阀(15)的方法，该阀能够在打开和关闭位置之间被手动移动，其特征在于：

所述手动阀(15)设置有用于检测该手动阀的打开或关闭位置的装置(31)，和用于对关于每个阀(15)的打开或关闭位置的信号进行无线通信的第一通信装置(32)；

在所述阀(15)周围的位置处，安排有第二通信装置(35)，该第二通信装置(35)用于对特别是由第一无线通信装置(32)发送的信号进行通信；

在所述位置外部，安排有本地电缆网络(36，38)，该本地电缆网络(36，38)允许由第二通信装置(35)接收的信号穿过厚墙壁，该厚墙壁对于以无线方式发送的信号而言是不可透的；以及

在位于所述位置外部的监控位置处，安排有用于在所述信号已穿过所述墙壁后对该信号进行接收和处理的装置(40)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于与所述接收和处理装置(40)相关的发送、激活和询问装置，每个阀(15)的所述第一通信装置(32)被启动，且所述检测装置(31)被询问并向所述第一通信装置(32)发送每个阀(15)的打开或关闭位置，并且经由所述第一通信装置(32)，关于每个阀(15)的打开或关闭位置的信号被发送。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述接收和处理装置(40)被直接连接到所述电缆网络(36，38)。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述接收和处理装置(40)通过无线发送和接收装置而被连接到所述电缆网络(36，38)。

5.一种用于在电站核岛操作或关闭周期期间，远程监控该电站核岛中的流体系统(10)的手动阀(15)的监控设备，该阀(15)能够在打开或关闭位置之间被手动移动，其特征在于，该设备包括：

用于检测所述阀(15)的打开或关闭位置的装置(31)，和用于对关于每个阀(15)的打开或关闭位置的信号进行无线通信的第一通信装置(32)；

用于对特别是由第一无线通信装置(32)发送的信号进行通信的第二通信装置(35)，该第二通信装置(35)位于与所述阀(15)相对应的位置处；

本地电缆网络(36，38)，该本地电缆网络(36，38)允许由所述第二通信装置(35)接收的信号穿过厚墙壁，该厚墙壁对于以无线方式发送的信号而言是不可透的；以及

用于在所述信号已穿过所述墙壁后对该信号进行接收和处理的装置(40)。

6.根据权利要求5所述的监控设备，其特征在于，该设备包括与所述接收和处理装置(40)相关的发送、激活和询问装置，该发送、激活和询问装置用于经由所述第二通信装置(35)启动每个阀(15)的第一通信装置(32)，并询问所述用于检测每个阀(15)的打开或关闭位置的装置(31)。

7.根据权利要求5或6所述的监控设备，其特征在于，所述用于检测所述打开或关闭位置的装置(31)被安装在每个待监控的阀(15)上。

8.根据权利要求5或6所述的监控设备，其特征在于，用于对关于所述打开或关闭位置的信号进行无线通信的第一通信装置(32)被安装在每个待监控的阀(15)上。

9.根据权利要求5-8中任一项权利要求所述的监控设备，其特征在于，所述检测装置(31)和所述第一通信装置(32)形成能够被安装在每个待监控的阀(15)上的独立配件。

10.根据权利要求5-9中任一项权利要求所述的监控设备，其特征在于，所述第一无线通信装置(32)和所述第二无线通信装置(35)为无线电波或声波形式。

11.根据权利要求5-9中任一项权利要求所述的监控设备，其特征在于，所述第一无线通信装置(32)和所述第二无线通信装置(35)为可见光波或不可见光波形式。

12.根据权利要求5-9中任一项权利要求所述的监控设备，其特征在于，所述第一无线通信装置(32)和所述第二无线通信装置(35)为红外波形式。

13.根据权利要求5-9中任一项权利要求所述的监控设备，其特征在于，所述检测装置(31)和所述第一无线通信装置(32)为摄像机形式。

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