CN107655670A - 一种安全阀测试装置和一种安全阀测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种安全阀测试装置和一种安全阀测试方法。安全阀测试装置包括和蒸汽输气口连接的蓄能器、和蓄能器连接的试验容器以及设置在试验容器上的被试安全阀，在所述蓄能器的出气端设有第一隔离阀；所述第一隔离阀依次与电磁先导阀和气动调节阀串接，所述气动调节阀与所述试验容器的进气口连接；在电磁先导阀的进气端和所述气动调节阀的出气端间并接有一个第一旁通阀，所述被试安全阀通过第二隔离阀与试验容器连接；在所述第二隔离阀的进气端和出气端间并接有一个第二旁通阀。本发明的带电磁先导阀的安全阀性能试验装置通过电磁先导阀进行补气，补气时间小于0.5秒，能够实现快速补气，杜绝了试验阀门在试验过程中可能出现的颤振或频跳现象。

Description

一种安全阀测试装置和一种安全阀测试方法
技术领域
本发明涉及一种用于阀门领域的安全阀测试装置和一种安全阀测试方法。
背景技术
安全阀是一种自动开启和关闭的阀门，安全阀的性能试验需要在专门的试验装置上进行。ASME PTC 25对安全阀的试验装置做了规定，安全阀性能试验装置主要包括锅炉(提供蒸汽源)或压缩机(提供压缩气体)、蓄能器、调节阀、试验容器和隔离阀等组成。
锅炉产生的高压蒸汽或压缩机产生的压缩空气储存在蓄能器中，被试安全阀安装在试验容器上，蓄能器和试验容器之间有调节阀，蓄能器内的介质(蒸汽或空气)通过调节阀补充到试验容器中。安全阀的特性是突跳开启，即安全阀从开启到达到额定开启高度的时间极短，通常小于80毫秒。在进行安全阀试验时，当试验容器中的压力达到安全阀的整定压力时，安全阀突跳开启并排放大量的介质进行泄压，此时需要快速打开调节阀，并在极短的时间内使调节阀的阀瓣开启到一定的高度，使蓄能器中的介质通过调节阀快速的补充到试验容器中以维持试验容器内的压力，使得安全阀在额定开启高度下进行稳定排放。但由于调节阀的响应比较慢，即使是响应比较快的调节阀带上增压器，其开启关闭的响应时间也要大于3秒。由于调节阀不能快速响应的缘故，安全阀开启后试验容器内的压力将很快下降，安全阀将回座，在调节阀达到要求的开启高度前，试验容器内将产生几次压力波动，导致被试安全阀发生频跳或颤振，这会对安全阀造成伤害。尤其对于大排量的安全阀(如核电主蒸汽安全阀和稳压器安全阀)而言，发生频跳或颤振几率更高。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种安全阀测试装置和一种安全阀测试方法，安全阀测试装置能够在试验容器的压力达到使被试安全阀突跳开启的压力后及时向试验容器输送介质，保证试验容器压力的维持，使被试安全阀在一定开启高度下进行稳定排放。
实现上述目的的一种技术方案是：一种安全阀测试装置，包括和蒸汽输气口连接的蓄能器、和蓄能器连接的试验容器以及设置在试验容器上的被试安全阀，其特征在于：
在所述蓄能器的出气端设有第一隔离阀；所述第一隔离阀依次与快速开启阀和气动调节阀串接，所述气动调节阀与所述试验容器的进气口连接；在快速开启阀的进气端和所述气动调节阀的出气端间并接有一个第一旁通阀；
所述被试阀安全阀通过第二隔离阀与试验容器连接；在所述第二隔离阀的进气端和出气端间并接有一个第二旁通阀。
进一步的，所述快速开启阀为电磁先导阀。
进一步的，在所述被试安全阀的进气端设有一个排气阀。
一种安全阀测试方法，该方法使用上述一种安全阀测试装置，该方法包括如下步骤：
步骤一，蓄能器压力设定步骤，根据被试安全阀的试验压力Pt、流道直径以及试验容器的性能设定实验时的蓄能器压力Pc；
步骤二，气动调节阀预设步骤，根据被试安全阀的试验压力Pt、流道直径估算出被试安全阀在开启后所需的供气排量，根据该排量、蓄能器压力Pc和试验压力Pt得到气动调节阀的开度，在试验前将气动调节阀设定到该开度；
步骤三，快速加压步骤，打开第一隔离阀和第一旁通阀使蓄能器对试验容器进行供气，此时快速开启阀处于关闭状态，同时打开第二隔离阀和第二旁通阀；
步骤四，慢速加压步骤，在试验容器中的压力达到被试安全阀的整定压力的90％时，调整第一旁通阀的开度以减慢蓄能器对试验容器的加压速度，直到被试安全阀突跳开启进行排放；
步骤五，维持步骤，在被试安全阀突跳开启后，即刻打开快速开启阀，使得蓄能器中的介质通过快速开启阀和气动调节阀源源不断的补充到试验容器中，使安全阀维持开启高度；
步骤六，结束步骤，在被试安全阀稳定排放一定时间完成测试后，关闭快速开启阀，使得试验容器压力下降，从而使安全阀回座关闭。
进一步的，所述试验压力Pt至少为2倍的试验压力Pt。
进一步的，所述快速开启阀的打开时间小于0.5秒。
本发明的一种安全阀测试装置，将电磁先导阀和气动调节阀串接对试验容器进行供气。根据被试安全阀的参数计算所需介质排量后，将气动调节阀设置在预设开度，电磁先导阀处于断电关闭状态，通过第一旁通阀对试验容器进行加压；当被试安全阀发生突跳开启后，给电磁先导阀瞬时通电开启，开启时间小于0.5秒，介质通过电磁先导阀和气动调节阀对试验容器供气，以维持被试安全阀在开启高度下的稳定排放。本发明的带电磁先导阀的安全阀性能试验装置通过电磁先导阀补气，补气时间小于0.5秒，能够实现快速补气，杜绝了试验阀门在试验过程中可能出现的颤振或频跳现象。
附图说明
图1为本发明的一种安全阀测试装置的结构示意图。
具体实施方式
为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例并结合附图进行详细地说明：
请参阅图1，本发明的一种安全阀测试装置，包括和蒸汽输气口连接的蓄能器1、和蓄能器连接的试验容器9以及设置在试验容器9上的被试安全阀7。
在蓄能器的出气端设有第一隔离阀2，第一隔离阀2依次与电磁先导阀3和气动调节阀4串接。电磁先导阀3由主阀和导阀组成，电磁铁控制导阀的动作，导阀控制主阀的开启和关闭，电磁先导阀3具有0.5秒内快速开启的特征。气动调节阀4的调节特性已知，即调节阀不同开度下的Cv值特征曲线已知。
气动调节阀4与试验容器9的进气口连接。在电磁先导阀3的进气端和气动调节阀4的出气端间并接有一个第一旁通阀10。
被试阀安全阀7通过第二隔离阀8与试验容器连接9。在第二隔离阀8的进气端和出气端间并接有一个第二旁通阀5。第二隔离阀8和第二旁通阀5用于控制试验容器9和被试阀安全阀7间气路的起闭。在被试安全阀7的进气端设有一个排气阀6。
对被试安全阀7试验包括如下步骤。
步骤一，蓄能器1压力设定步骤，根据被试安全阀7的试验压力Pt、流道直径以及试验容器9的性能，设定实验时的蓄能器压力Pc，一般情况下，Pc大于2倍Pt；
步骤二，气动调节阀4预设步骤，根据被试安全阀7的试验压力Pt、流道直径估算出被试安全阀7在开启后所需的供气排量，此排量就是被试安全阀7维持在全开启高度所需的介质补充量，根据该排量、蓄能器压力Pc和试验压力Pt得到气动调节阀的开度，在试验前将气动调节阀设定到该开度；
步骤三，快速加压步骤，打开第一隔离阀2和第一旁通阀10使蓄能器1对试验容器9进行供气，此时电磁先导阀3处于断电关闭状态，同时打开第二隔离阀8和第二旁通阀5；
步骤四，慢速加压步骤，在试验容器9中的压力达到被试安全阀7的整定压力的90％时，调整第一旁通阀10的开度以减慢蓄能器1对试验容器9的加压速度，直到被试安全阀7突跳开启进行排放；
步骤五，维持步骤，在被试安全阀7突跳开启后，即刻使电磁先导阀3的电磁铁通电，使电磁先导阀3开启，该开启时间小于0.5秒，使得蓄能器1中的介质通过电磁先导阀3和气动调节阀4源源不断的补充到试验容器9中，使被试安全阀7维持开启高度；
步骤六，结束步骤，在被试安全阀7稳定排放一定时间完成测试后，切断电磁先导阀3的电源使之关闭，使得试验容器9压力下降，从而使安全阀回座关闭。
与现有的安全阀性能试验装置相比，本发明的一种安全阀测试装置有如下优点：
1)现有安全阀性能试验装置是通过调节阀进行补气，调节阀反应速度大于3秒，不能实现及时补充，导致试验阀门在试验过程中可能出现颤振或频跳现象，对试验阀门有害；带电磁先导阀的安全阀性能试验装置是通过电磁先导阀补气，补气时间小于0.5秒，能够实现快速补气，杜绝了试验阀门在试验过程中可能出现的颤振或频跳现象。
2)随着我国核电压水堆的大型化，核电主蒸汽安全阀和稳压器安全阀排量越来越大，如用现有安全阀性能试验装置进行试验，补气调节阀的口径要增加，然而大口径调节阀的快速开启和关闭更难实现，但带电磁先导阀的安全阀性能试验装置可以实现大排量大口轻阀门的快速启闭。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (6)

1.一种安全阀测试装置，包括和蒸汽输气口连接的蓄能器、和蓄能器连接的试验容器以及设置在试验容器上的被试安全阀，其特征在于：
在所述蓄能器的出气端设有第一隔离阀；所述第一隔离阀依次与快速开启阀和气动调节阀串接，所述气动调节阀与所述试验容器的进气口连接；在快速开启阀的进气端和所述气动调节阀的出气端间并接有一个第一旁通阀；
所述被试安全阀通过第二隔离阀与试验容器连接；在所述第二隔离阀的进气端和出气端间并接有一个第二旁通阀。
2.根据权利要求1所述的一种安全阀测试装置，其特征在于，所述快速开启阀为电磁先导阀。
3.根据权利要求1所述的一种安全阀测试装置，其特征在于，在所述被试安全阀的进气端设有一个排气阀。
4.一种安全阀测试方法，其特征在于，该方法使用权利要求1所述的一种安全阀测试装置，该方法包括如下步骤：
步骤一，蓄能器压力设定步骤，根据被试安全阀的试验压力Pt、流道直径以及试验容器的性能，设定实验时的蓄能器压力Pc；
步骤二，气动调节阀预设步骤，根据被试安全阀的试验压力Pt、流道直径估算出被试安全阀在开启后所需的供气排量，根据该排量、蓄能器压力Pc和试验压力Pt得到气动调节阀的开度，在试验前将气动调节阀设定到该开度；
步骤三，快速加压步骤，打开第一隔离阀和第一旁通阀使蓄能器对试验容器进行供气，此时快速开启阀处于关闭状态，同时打开第二隔离阀和第二旁通阀；
步骤四，慢速加压步骤，在试验容器中的压力达到被试安全阀的整定压力的90％时，调整第一旁通阀的开度以减慢蓄能器对试验容器的加压速度，直到被试安全阀突跳开启进行排放；
步骤五，维持步骤，在被试安全阀突跳开启后，即刻打开快速开启阀，使得蓄能器中的介质通过快速开启阀和气动调节阀源源不断的补充到试验容器中，使安全阀维持开启高度；
步骤六，结束步骤，在被试安全阀稳定排放一定时间完成测试后，关闭快速开启阀，使得试验容器压力下降，从而使安全阀回座关闭。
5.根据权利要求4所述一种安全阀测试方法，其特征在于，在步骤一中，所述试验压力Pt至少为2倍的试验压力Pt。
6.根据权利要求4所述一种安全阀测试方法，其特征在于，在步骤五中，所述快速开启阀的打开时间小于0.5秒。
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