CN103574111A - 一种安全壳隔离系统旁路逆止阀 - Google Patents

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欧阳钦
魏建军
管玉峰
陈桂良
王秋林
王新宇
王广金
罗峰
张冰
房何
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Abstract

本发明属于核动力装置逆止阀技术领域，具体涉及一种安全壳隔离系统旁路逆止阀。本发明的逆止阀包括阀体（1）、阀盖（12）、阀芯（5）、阀瓣（2）和压紧弹簧（6）。阀盖（12）通过长螺栓（13）连接在阀体（1）上部；阀体（1）内部设有阀芯（5）、阀腔输入通道和阀腔输出通道；套有压紧弹簧（6）的阀芯（5）下端设有阀瓣（2），阀瓣（2）与阀体（1）形成能够闭合的截面。本发明的逆止阀通过设置压紧弹簧有效控制逆止阀的开启闭合，既能够满足超压状态下的卸压需求又满足静态情况下的密封要求；此外，本发明的逆止阀在水平、垂直、倾斜角度的管线上均可安装，满足了场地管道多变的要求。

Description

一种安全壳隔离系统旁路逆止阀
技术领域
本发明属于核动力装置逆止阀技术领域，具体涉及一种安全壳隔离系统旁路逆止阀。
背景技术
目前，国内外核动力装置都设置了安全隔离系统，以确保核反应装置出现事故情况下能将放射性控制在一定区域。考虑到核动力装置大多数运行在高温高压的状态下，与主回路连接的系统在事故工况下必须尽快实现隔离，因此，必须对隔离系统设置超压保护设施，以确保严重事故情况下隔离系统不受到破坏，从而控制放射性物质的扩散途径。目前核电站最常用的超压保护设施就是对安全隔离系统旁路设置旁路逆止阀，口径在10～25mm之间。
根据各电站的使用情况，逆止阀发生严重内漏的情况非常普遍，经常导致无法通过安全隔离系统定期密封性试验。在泄漏率超过一定限值后，必须对逆止阀进行检修。现有技术采用较多的小口径逆止阀多为升降式止回阀，受其本身结构特点的限制大多只能水平安装，无法满足厂房管线多变的要求。此外，现有技术中的逆止阀无法进行在线检修，每次检修均必须经切割后离线处理，不仅检修效率低，而且切割检修过程中涉及到控制区打磨、焊接等动火作业，防护措施繁杂，且易受异物影响。
发明内容
本发明需要解决的技术问题为：现有技术中的核动力装置逆止阀密封性差。
本发明的技术方案如下所述：
一种安全壳隔离系统旁路逆止阀，包括阀体和阀瓣，阀体内部设有阀腔输入通道和阀腔输出通道，阀瓣与阀体形成能够闭合的截面；安全壳隔离系统旁路逆止阀还包括阀盖、阀芯和压紧弹簧：阀盖通过长螺栓连接在阀体上部；阀体内部设有阀芯，套有压紧弹簧的阀芯下端设有阀瓣；当逆止阀处于超压状态时，阀腔输入通道的介质推动阀瓣、阀芯和压紧弹簧移动，阀瓣与阀体脱离，介质流动到阀腔输出通道；当逆止阀处于静态状态时，阀瓣与阀体形成闭合面，阻止阀腔输入通道的介质流动到阀腔输出通道。
作为优选方案：所述阀盖与阀体之间采用带纯镍垫圈长螺栓固定方式连接。
作为优选方案：所述阀芯与阀体采用平面石墨堆焊层密封，优选采用面密封方式。
作为优选方案：所述阀芯、压紧弹簧及阀瓣通过调节螺栓固定在阀盖上。
本发明的有益效果为：
（1）本发明的安全壳隔离系统旁路逆止阀，通过设置压紧弹簧有效控制逆止阀的开启闭合，既能够满足超压状态下的卸压需求又满足静态情况下的密封要求，避免了阀瓣在微小压差或者系统振动情况下的移动，减小了常规止回阀的频繁动作导致密封面磨损和微小介质停留在密封面导致密封失效的可能性。
（2）本发明的安全壳隔离系统旁路逆止阀，在水平、垂直、倾斜角度的管线上均可安装，满足了场地管道多变的要求；
（3）本发明的安全壳隔离系统旁路逆止阀，阀盖与阀体通过长螺栓连接，便于在线检修。
附图说明
图1为本发明的安全壳隔离系统旁路逆止阀剖面图。
图中，1-阀体；2-阀瓣；3-垫块；4-导向套；5-阀芯；6-压紧弹簧；7-四开环；8-垫片；9-压紧弹簧座；10-螺母；11-调整垫；12-阀盖；13-螺栓。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的安全壳隔离系统旁路逆止阀剖面图进行详细说明。
如图1所示，本发明的安全壳隔离系统旁路逆止阀，包括阀体1、阀盖12、阀芯5、阀瓣2和压紧弹簧6。阀盖12通过长螺栓13连接在阀体1上部；阀体1内部设有阀芯5、阀腔输入通道和阀腔输出通道；套有压紧弹簧6的阀芯5下端设有阀瓣2，阀瓣2与阀体1形成能够闭合的截面。当阀腔输入通道的介质压力足够大，即逆止阀处于超压状态时，介质推动阀瓣2、阀芯5和压紧弹簧6沿阀体内设置的导向套4移动，阀瓣2与阀体1脱离，介质流动到阀腔输出通道；当阀腔输入通道的介质压力不足以推动阀瓣2、阀芯5和压紧弹簧6移动，即逆止阀处于静态状态时，阀瓣2与阀体1形成闭合面，阻止介质流动到阀腔输出通道。
所述阀盖12与阀体1之间采用带纯镍垫圈长螺栓压紧结构连接，以实现密封和在线检修。
所述阀芯5与阀体1采用平面石墨堆焊层密封，优选密封方式为面密封。
所述阀芯5、压紧弹簧6及阀瓣2通过调节螺栓固定在阀盖12上，便于在线检修和安装。
所述压紧弹簧6的倔强系数和压缩量根据管线介质压力具体情况设置。当阀腔输入通道的介质压力升高，产生的推力能克服压紧弹簧6的压紧力与阀芯5重力的情况下，阀瓣2向上移动，介质向上流动到阀腔输出通道，减小介质对阀瓣2的压力，从而实现卸压；当逆止阀前后压差减小后阀瓣2在压紧弹簧6的作用下自动回座，实现再次密封。设置压紧弹簧6，可避免阀瓣2在微小压差或者系统振动情况下的移动，避免过度磨损，因此，在系统正常工作（主隔离阀打开，旁路管线微压差）情况下，逆止阀的作用相当于一个旁路的截止阀，可实现较好的密封性，避免了常规逆止阀的频繁动作导致密封面磨损和微小介质停留在密封面导致密封失效的可能性。
本发明的安全壳隔离系统旁路逆止阀为核二级安全壳隔离系统旁路功能逆止阀，可应用于大多数核设施安全隔离系统，其设计参数如下。
设计压力（MPa） 20 11 2.5
试验压力（MPa） 30±0.9 18±0.54 4.5±0.14
一种安全壳隔离系统旁路逆止阀密封性检查方法，包括以下步骤：
分离阀盖12和阀体1，取出阀瓣2进行研磨，并对阀腔输入通道和阀腔输出通道内的微小介质进行清理。研磨结束后，把阀瓣2安装在阀体1内，通过锥形铅块封堵阀腔输出通道，阀体1原连接阀盖12的位置连接一个带打压口的检查阀盖12，进行在线密封性检查，如果密封性仍不满足要求，则重新研磨阀瓣2。
一种安全壳隔离系统旁路逆止阀质量检测方法，包括以下步骤：
（1）装配前用A级水清洗所有零件；
（2）装配后以30±0.9MPa压力进行水压强度试验，试验介质为A级水，温度为室温，不超过38℃，保压时间不小于10min，合格标准为：试验时逆止阀无外漏、渗漏或冒汗现象，阀体1无残余变形；
（3）进行气体密封试验，将装配好的阀门在150～200℃环境中干燥15分钟后，关闭阀腔输出通道，从阀腔输入通道充满温度不超过38℃、压力为20MPa，纯度为99.9%以上的氮气，保压时间不小于3min，将逆止阀浸入水中或涂满泡沫，合格标准为：没有气泡或冒泡现象发生；
（4）进行高压密封试验，从阀腔输出通道充满16MPa的水压，保压时间不小于10min，合格标准为：阀体1和阀瓣2密封面接合处没有任何泄露；
（5）进行低压密封试验，分别从阀腔输出通道充满0.39～0.44MPa的A级水和纯度为99.9以上的氮气，保压时间不小于10min，合格标准为：阀体1和阀瓣2密封面接合处水的泄漏率小于等于1cm3/h、气的泄漏率小于等于100cm3/h；阀门其它部位不允许有任何泄漏;
（6）进行冷态功能试验，使用温度为室温且不超过38℃，压力为15.7±0.3MPa的A级水或纯度为99.9%以上的氮气，对逆止阀进行三次开启试验，首先增加试验回路压力至15.7±0.3MPa，然后从阀门进口处以不超过0.01MPa/s加压速度缓慢增加试验压力，直至阀门开启，合格标准为：开启压差为0.2±0.05MPa，操作无卡阻，压力释放后能正常回座；
（7）进行热态功能试验，使用温度350～358℃，压力为19±0.3MPa的水，对逆止阀进行三次开启试验，首先增加试验回路压力至1±0.3MPa，然后从阀门进口处以不超过0.01MPa/s加压速度缓慢增加试验压力，直至阀门开启，合格标准为：开启压差为0.2±0.05MPa，操作无卡阻，压力释放后能正常回座；
（8）进行冷态动作寿命试验，按照冷态功能试验方法开关动作2700次，合格标准：压力边界完整、无损伤、动作正常，按照低压密封试验方法得到的泄漏率不超过2cm3/h（水），或试验中经过一次研磨后泄漏率不超过1cm3/h（水）；
（9）进行热态动作寿命试验，按照冷态功能试验方法开关动作50次，合格标准：压力边界完整、无损伤、动作正常，按照低压密封试验方法得到的泄漏率不超过2cm3/h（水），或试验中经过一次研磨后泄漏率不超过1cm3/h（水）；
（10）对质量合格的逆止阀，应用清洁的热风进行干燥、烘干处理。

Claims (5)

1.一种安全壳隔离系统旁路逆止阀，包括阀体（1）和阀瓣（2），阀体（1）内部设有阀腔输入通道和阀腔输出通道，阀瓣（2）与阀体（1）形成能够闭合的截面；其特征在于：安全壳隔离系统旁路逆止阀还包括阀盖（12）、阀芯（5）和压紧弹簧（6）：阀盖（12）通过长螺栓（13）连接在阀体（1）上部；阀体（1）内部设有阀芯（5），套有压紧弹簧（6）的阀芯（5）下端设有阀瓣（2）；当逆止阀处于超压状态时，阀腔输入通道的介质推动阀瓣（2）、阀芯（5）和压紧弹簧（6）移动，阀瓣（2）与阀体（1）脱离，介质流动到阀腔输出通道；当逆止阀处于静态状态时，阀瓣（2）与阀体（1）形成闭合面，阻止阀腔输入通道的介质流动到阀腔输出通道。
2.根据权利要求1所述的安全壳隔离系统旁路逆止阀，其特征在于：所述阀盖（12）与阀体（1）之间采用带纯镍垫圈长螺栓固定连接。
3.根据权利要求1或2所述的安全壳隔离系统旁路逆止阀，其特征在于：所述阀芯（5）与阀体（1）采用平面石墨堆焊层密封。
4.根据权利要求3所述的安全壳隔离系统旁路逆止阀，其特征在于：所述平面石墨堆焊层密封采用面密封方式。
5.根据权利要求1或2所述的安全壳隔离系统旁路逆止阀，其特征在于：所述阀芯（5）、压紧弹簧（6）及阀瓣（2）通过调节螺栓固定在阀盖（12）上。
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