CN102913667A - 一种压水堆核电站用核级直流阀门电动装置 - Google Patents

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姜迎新
葛润平
蒋亚培
孟晶晶
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Abstract

本发明提供一种压水堆核电站用核级直流阀门电动装置，包括直流电动机、手动与电动切换机构、行程控制机构、开度机构、转矩控制机构和控制系统；该种压水堆核电站用核级直流阀门电动装置，采用250V直流电源，具有耐高温、耐辐照、抗震等性能，能够在核电站的工作环境中提供阀门开启、关闭所需要的输出力矩，为核电站应急情况使用，在丧失交流电源期间以及在设计基准事故、安全停堆事故，伴随或不伴随失去厂外电源时使用。该种压水堆核电站用核级直流阀门电动装置，填补了技术空白，结构设计简单合理紧凑，且成本较低。

Description

一种压水堆核电站用核级直流阀门电动装置
技术领域
 本发明涉及一种直流阀门电动装置，尤其涉及一种压水堆核电站用核级直流阀门电动装置。
背景技术
发展核电是加快我国能源结构调整的重要举措，随着我国今后二十年核电发展计划纲要的制定实施，我国核电进入一个快速发展时期。如何在确保核设施安全性与满足能源需求之间平衡，是中国核电大发展过程中需要谨慎考虑的问题。
由于发生日本福岛核电站事故，原因是堆芯融化，发生事故时，部分反应堆的应急柴油发电机无法正常启动。从日本危机看中国核电安全，新一批的核电建设重点必须采用非能动AP1000先进第三代核电机组。现在，第三代核电站的安全性和经济性都将明显优于第二代核电站。根据第三代核电站AP1000国产化的需要，研制发明AP1000压水堆核电站用核级直流阀门电动装置。
AP1000压水堆核电站用核级直流阀门电动装置为核电站应急情况使用，核级电气系统为安全相关和重要的控制仪表提供250V直流电源，该直流电源为备用电源，在丧失交流电源期间以及在设计基准事故、安全停堆事故，伴随或不伴随失去厂外电源时需要使用该系统。因要求很高，国内从未研制与生产过。
发明内容
本发明的目的是提供一种压水堆核电站用核级直流阀门电动装置采用250V直流电源，具有耐高温、耐辐照、抗震等性能，能够在核电站的工作环境中提供阀门开启、关闭所需要的输出力矩。
本发明的技术解决方案是：
一种压水堆核电站用核级直流阀门电动装置，包括直流电动机、手动与电动切换机构、行程控制机构、开度机构、转矩控制机构和控制系统，
直流电动机：带动阀门电动装置，直流电动机的转子设有电机齿轮，所述电机齿轮啮合有蜗杆齿轮，所述蜗杆齿轮设于蜗杆上，所述蜗杆啮合有涡轮，所述涡轮设于输出轴上，所述输出轴连接阀门；
手动与电动切换机构：包括手轮、蜗杆和涡轮，通过电动传动运行阀门电动装置，断电则直接驱动手轮进行手动传动对阀门电动装置操作；
行程控制机构：包括行程控制器和行程齿轮，所述行程齿轮设于输出轴上，行程控制器通过行程齿轮的传动来控制阀门的开启和关闭位置；
开度机构：表示阀门所处的开启或关闭状态，显示阀门的开度百分比；
转矩控制机构：包括力矩控制器，操作转矩达到规定值或阀门电动装置出现过转矩故障，转矩控制机构使阀门电动装置停止；
控制系统：通过控制直流电动机启、停、换向实现对电动装置的自动控制，根据运行指令或自动装置发生的信号控制阀门，阀门的行程或转矩达到整定值，则控制系统根据行程控制机构和转矩控制机构传来的信号切断直流电动机的电源。
进一步改进在于：所述电动传动为由电机依次带动电机齿轮、蜗杆齿轮、蜗杆、涡轮、输出轴。
进一步改进在于：所述手动传动为由手轮依次带动蜗杆、涡轮、输出轴。
进一步改进在于：所述直流电动机的励磁方式为复励方式。
进一步改进在于：所述转矩控制机构通过蜗杆受力压迫弹簧实现转矩限制。
本发明一种压水堆核电站用核级直流阀门电动装置，直流电动机是专门设计的电动机，直流电动机的性能与它的励磁方式密切相关，通过采用改变励磁方式可得到不同的运行特性。由于阀门本身工作特性的要求，采用复励方式。阀门电动装置与相应直流电动机的机械力学特性及技术参数匹配。直流电动机采用的绝缘结构、非金属材料，能保证满足耐高温、耐辐照的工作环境。该种阀门电动装置整机具有抗震性能。阀门电动装置所采用的非金属材料，能保证满足耐高温、耐辐照的工作环境。
为了改变工况，该种阀门电动装置配有手动与电动切换机构。通过行程控制机构控制阀门的开启或关闭位置。通过开度机构，电动装置表示阀门所处状态。阀门电动装置在操作过程中，当操作转矩达到规定值时，转矩控制机构动作，使阀门电动装置停止。转矩控制机构还可以在阀门电动装置出现过转矩故障时，起到保护作用。控制系统通过对电动机启、停、换向的控制实现对电动装置的自动控制。同时，控制系统根据运行指令或自动装置发生的信号控制阀门，阀门的行程或转矩达到整定值，则控制系统根据行程控制机构和转矩控制机构传来的信号切断直流电动机的电源。
本发明的有益效果是：本发明一种压水堆核电站用核级直流阀门电动装置，采用250V直流电源，具有耐高温、耐辐照、抗震等性能，能够在核电站的工作环境中提供阀门开启、关闭所需要的输出力矩，为核电站应急情况使用，在丧失交流电源期间以及在设计基准事故、安全停堆事故，伴随或不伴随失去厂外电源时使用。该种压水堆核电站用核级直流阀门电动装置，填补了技术空白，结构设计简单合理紧凑，且成本较低。
附图说明
图1是本发明的原理说明示意图。
图2是本发明实施例的结构示意图。
图3是本发明实施例的另一结构示意图。 
图4是本发明行程控制器、开度机构与力矩控制器的位置关系图。
其中：1-直流电动机，2-手动与电动切换机构，3-行程控制器，4-开度机构，5-力矩控制器，6-输出轴，7-电机齿轮，8-蜗杆齿轮，9-蜗杆，10-涡轮，11-手轮。 
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
如图1所示，本实施例提供一种压水堆核电站用核级直流阀门电动装置，包括直流电动机1、手动与电动切换机构2、行程控制机构、开度机构4、转矩控制机构和控制系统，直流电动机1带动阀门电动装置，直流电动机1的转子设有电机齿轮7，所述电机齿轮7啮合有蜗杆齿轮8，所述蜗杆齿轮8设于蜗杆9上，所述蜗杆9啮合有涡轮10，所述涡轮10设于输出轴6上，所述输出轴6连接阀门；手动与电动切换机构2包括手轮11、蜗杆9和涡轮10，通过电动传动运行阀门电动装置，断电则直接驱动手轮11进行手动传动对阀门电动装置操作；行程控制机构包括行程控制器3和行程齿轮，所述行程齿轮设于输出轴6上，行程控制器3通过行程齿轮的传动来控制阀门的开启和关闭位置；开度机构4表示阀门所处的开启或关闭状态，显示阀门的开度百分比；转矩控制机构包括力矩控制器5，操作转矩达到规定值或阀门电动装置出现过转矩故障，转矩控制机构使阀门电动装置停止；控制系统通过控制直流电动机1启、停、换向实现对电动装置的自动控制，根据运行指令或自动装置发生的信号控制阀门，阀门的行程或转矩达到整定值，则控制系统根据行程控制机构和转矩控制机构传来的信号切断直流电动机1的电源。所述电动传动为由电机依次带动电机齿轮7、蜗杆齿轮8、蜗杆9、涡轮10、输出轴6。所述手动传动为由手轮11依次带动蜗杆9、涡轮10、输出轴6。所述直流电动机1的励磁方式为复励方式。所述转矩控制机构通过蜗杆9受力压迫弹簧实现转矩限制。
本实施例一种压水堆核电站用核级直流阀门电动装置，直流电动机1是专门设计的电动机，直流电动机1的性能与它的励磁方式密切相关，通过采用改变励磁方式可得到不同的运行特性。由于阀门本身工作特性的要求，采用复励方式。阀门电动装置与相应直流电动机1的机械力学特性及技术参数匹配。直流电动机1采用的绝缘结构、非金属材料，能保证满足耐高温、耐辐照的工作环境。该种阀门电动装置整机具有抗震性能。阀门电动装置所采用的非金属材料，能保证满足耐高温、耐辐照的工作环境。
为了改变工况，该种阀门电动装置配有手动与电动切换机构2。通过行程控制机构控制阀门的开启或关闭位置。通过开度机构4，电动装置表示阀门所处状态。阀门电动装置在操作过程中，当操作转矩达到规定值时，转矩控制机构动作，使阀门电动装置停止。转矩控制机构还可以在阀门电动装置出现过转矩故障时，起到保护作用。控制系统通过对电动机启、停、换向的控制实现对电动装置的自动控制。同时，控制系统根据运行指令或自动装置发生的信号控制阀门，阀门的行程或转矩达到整定值，则控制系统根据行程控制机构和转矩控制机构传来的信号切断直流电动机1的电源。
本实施例的有益效果是：本实施例一种压水堆核电站用核级直流阀门电动装置，采用250V直流电源，具有耐高温、耐辐照、抗震等性能，能够在核电站的工作环境中提供阀门开启、关闭所需要的输出力矩，为核电站应急情况使用，在丧失交流电源期间以及在设计基准事故、安全停堆事故，伴随或不伴随失去厂外电源时使用。该种压水堆核电站用核级直流阀门电动装置，填补了技术空白，结构设计简单合理紧凑，且成本较低。

Claims (5)

1.一种压水堆核电站用核级直流阀门电动装置，其特征在于：包括直流电动机（1）、手动与电动切换机构（2）、行程控制机构、开度机构（4）、转矩控制机构和控制系统，
直流电动机（1）：带动阀门电动装置，直流电动机（1）的转子设有电机齿轮（7），所述电机齿轮（7）啮合有蜗杆齿轮（8），所述蜗杆齿轮（8）设于蜗杆（9）上，所述蜗杆（9）啮合有涡轮（10），所述涡轮（10）设于输出轴（6）上，所述输出轴（6）连接阀门；
手动与电动切换机构（2）：包括手轮（11）、蜗杆（9）和涡轮（10），通过电动传动运行阀门电动装置，断电则直接驱动手轮（11）进行手动传动对阀门电动装置操作；
行程控制机构：包括行程控制器（3）和行程齿轮，所述行程齿轮设于输出轴（6）上，行程控制器（3）通过行程齿轮的传动来控制阀门的开启和关闭位置；
开度机构（4）：表示阀门所处的开启或关闭状态，显示阀门的开度百分比；
转矩控制机构：包括力矩控制器（5），操作转矩达到规定值或阀门电动装置出现过转矩故障，转矩控制机构使阀门电动装置停止；
控制系统：通过控制直流电动机（1）启、停、换向实现对电动装置的自动控制，根据运行指令或自动装置发生的信号控制阀门，阀门的行程或转矩达到整定值，则控制系统根据行程控制机构和转矩控制机构传来的信号切断直流电动机（1）的电源。
2.如权利要求1所述的一种压水堆核电站用核级直流阀门电动装置，其特征在于：所述电动传动为由电机依次带动电机齿轮（7）、蜗杆齿轮（8）、蜗杆（9）、涡轮（10）、输出轴（6）。
3.如权利要求1所述的一种压水堆核电站用核级直流阀门电动装置，其特征在于：所述手动传动为由手轮（11）依次带动蜗杆（9）、涡轮（10）、输出轴（6）。
4.如权利要求1-3任一项所述的一种压水堆核电站用核级直流阀门电动装置，其特征在于：所述直流电动机（1）的励磁方式为复励方式。
5.如权利要求1-3任一项所述的一种压水堆核电站用核级直流阀门电动装置，其特征在于：所述转矩控制机构通过蜗杆（9）受力压迫弹簧实现转矩限制。
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