CN108870078A - 一种发电机氢气干燥器气动阀控制气源装置及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电站氢气干燥器运行领域，具体涉及一种发电机氢气干燥器气动阀控制气源装置及其控制方法；用于稳定氢气干燥器气动阀控制气源，确保氢气干燥器可靠运行；包括：缓冲罐一侧从下至上依次连接有逆止阀、截止阀B、自动减压阀和截止阀A；所述截止阀A连接有低压氮气母管，所述低压氮气母管上连接有手动阀门A、手动阀门B和手动阀门C；所述缓冲罐上端还分别连接手动阀门D、安全阀和截止阀门C，缓冲罐下端连接有疏水阀A和疏水阀B；所述截止阀门C还连接有截止阀阀门D和手动调节阀门；所述手动调节阀门下方并排连接有气动阀门A、气动阀门B、气动阀门C、气动阀门D和气动阀门E。
Description
技术领域
本发明属于电站氢气干燥器运行领域，具体涉及一种发电机氢气干燥器气动阀控制气源装置及其控制方法。
背景技术
某核电站一期工程两台机组的发电机氢气干燥装置内各有5个气动控制阀，规程规定这类阀门的控制气压不能低于0.3Mpa，否则气动阀将无法正常工作。原设计气动阀的控制气源均取自汽轮机厂房的主压缩空气管线，此管线在设计上不作为专用控制气源管线，故无法保证其压力恒定在某一范围内。当向主压缩空气管线上用气量较大的用户供气时，会导致该管线压力急剧下降，曾发生过因该压缩空气管线压力急剧下降，使1号发电机氢气干燥装置内气动阀自动关闭，导致氢气干燥器保护停运事件。因此亟需针对上述设计缺陷设计一种用于发电机氢气干燥器气动阀控制气源稳压的装置。
发明内容
本发明目的是针对上述现有技术的不足提供一种发电机氢气干燥器气动阀控制气源装置及其控制方法，用于稳定氢气干燥器气动阀控制气源，确保氢气干燥器可靠运行。
本发明的技术方案是：
一种发电机氢气干燥器气动阀控制气源装置，包括：缓冲罐一侧从下至上依次连接有逆止阀、截止阀B、自动减压阀和截止阀A；所述截止阀A连接有低压氮气母管，所述低压氮气母管上连接有手动阀门A、手动阀门B和手动阀门C；所述缓冲罐上端还分别连接手动阀门D、安全阀和截止阀门C，缓冲罐下端连接有疏水阀A和疏水阀B；所述截止阀门C还连接有截止阀阀门D和手动调节阀门；所述手动调节阀门下方并排连接有气动阀门A、气动阀门B、气动阀门C、气动阀门D和气动阀门E。
如上所述减压阀的阀前最大工作压力0.98MPa，阀后最大工作压力0.8MPa。
如上所述稳压罐内氮气工作压力为0.8MPa，所述安全阀起跳压力为0.87MPa；缓冲罐内的氮气经过截止阀门C、截止阀阀门D和手动调节阀门向气动阀提供控制气源。
如上所述调节阀控制气动阀气源的压力稳定在0.3MPa；所述疏水阀A和疏水阀B为缓冲罐的疏水阀，为定期疏水及检修时排空罐子时使用。
如上所述气动阀门A、气动阀门B、气动阀门C和气动阀门D组合运行，气动阀门A和气动阀门D为一组，气动阀门B和气动阀门C为一组，正常运行是30小时切换一组，保证运行时一直有一组处于连续工作状态。
一种如上所述发电机氢气干燥器气动阀控制气源装置的控制方法，包括如下控制步骤：
步骤一：计算两个保持持续运行的气量；
1)缓冲罐容积计算
V＝QstP0/(P1-P2)………………(1)
式中V—储罐容积，m3；
Qs—气源装置供气设计容量m3/min；
P1—正常操作压力，kPa(A)；
P2—最低送出压力，kPa(A)；
P0—大气压力，通常P0＝101.33，kPa(A)；
t—保持时间，分钟min；
2)Qs数值计算
Qs＝Qc[2+0.1～0.3]/1.54………………(2)
Qc：各类仪表耗气总和，Nm3/h；
0.1～0.3：供气管网系统泄露系数；
单台仪表耗气量为：1～2Nm3/h，
步骤二：从进入发电机前的低压氮气母管取氮气，稳压罐内氮气工作压力为0.8MPa，氮气罐设置了安全阀，起跳压力0.87MPa；缓冲罐内的氮气经过截止阀门C、截止阀阀门D和手动调节阀门向气动阀提供控制气源，通过调节阀控制气动阀气源的压力为稳定的0.3MPa。
根据以上公式1和2计算得出储气罐容积V；正常运行时，通过缓冲罐上的手动调节阀确保氢气干燥器气动阀控制气源压力恒定，由于缓冲罐内有低压氮气，即使当低压氮气母管突然失压，也可以确保氢气干燥器连续工作20分钟。
本发明具有以下有益效果：
1.设置了稳压装置，可确保气动阀气源压力稳定，可确保氢气干燥器正常工作，提高了设备可靠性；
2.设置了稳压装置，即使当低压氮气主空气管线短时隔离检修，亦可通过稳压装置内留存的气体向气动阀提供气源，确保氢气干燥器可靠运行，提高了运行方式的灵活性；
3.将控制气源由压缩空气改为低压氮气，可有效防止气动阀控制气源与工作气体氢气混合导致氢爆事件的发生，提高了设备运行的安全性。
本发明专利成功解决了发电机氢气干燥器气动阀控制气源压力不稳定问题，避免了控制气源和工作氢气混合发生氢爆的潜在风险，保证了该系统运行的可靠性，为机组提供安全稳定的运行环境。
附图说明
图1：是本发明所设计的一种用于发电机氢气干燥器气动阀控制气源稳压的装置结构示意图；
其中，1-手动阀门A；2-手动阀门B；3-手动阀门C；4-截止阀A；5-自动减压阀；6-截止阀B；7-逆止阀；8-手动阀门D；9-安全阀；10-截止阀门C；11-缓冲罐；12-疏水阀A；13-疏水阀B；14-截止阀阀门D；15-手动调节阀门；16-气动阀门A；17-气动阀门B；18-气动阀门C；19-气动阀门D；20-气动阀门E。
具体实施方式
下面对本发明技术进行进一步描述：
一种发电机氢气干燥器气动阀控制气源装置，包括：缓冲罐11一侧从下至上依次连接有逆止阀7、截止阀B6、自动减压阀5和截止阀A4；所述截止阀A4连接有低压氮气母管，所述低压氮气母管上连接有手动阀门A1、手动阀门B2和手动阀门C3；所述缓冲罐11上端还分别连接手动阀门D8、安全阀9和截止阀门C10，缓冲罐11下端连接有疏水阀A12和疏水阀B13；所述截止阀门C10还连接有截止阀阀门D14和手动调节阀门15；所述手动调节阀门15下方并排连接有气动阀门A16、气动阀门B17、气动阀门C18、气动阀门D19和气动阀门E20。
所述减压阀5的阀前最大工作压力0.98MPa，阀后最大工作压力0.8MPa。
所述稳压罐11内氮气工作压力为0.8MPa，所述安全阀9起跳压力为0.87MPa；缓冲罐11内的氮气经过截止阀门C10、截止阀阀门D14和手动调节阀门15向气动阀提供控制气源。
所述调节阀15控制气动阀气源的压力稳定在0.3MPa；所述疏水阀A12和疏水阀B13为缓冲罐11的疏水阀，为定期疏水及检修时排空罐子时使用。
所述气动阀门A16、气动阀门B17、气动阀门C18和气动阀门D19组合运行，气动阀门A16和气动阀门D19为一组，气动阀门B17和气动阀门C18为一组，正常运行是30小时切换一组，保证运行时一直有一组处于连续工作状态。
如上所述一种发电机氢气干燥器气动阀控制气源装置的控制方法，包括如下控制步骤：
步骤一：计算两个保持持续运行的气量；
2)缓冲罐容积计算
V＝QstP0/(P1-P2)………………(1)
式中V—储罐容积，m3；
Qs—气源装置供气设计容量m3/min；
P1—正常操作压力，kPa(A)；
P2—最低送出压力，kPa(A)；
P0—大气压力，通常P0＝101.33，kPa(A)；
t—保持时间，分钟min；
2Qs数值计算
Qs＝Qc[2+0.1～0.3]/1.54………………(2)
Qc：各类仪表耗气总和，Nm3/h；
0.1～0.3：供气管网系统泄露系数；
单台仪表耗气量为：1～2Nm3/h；
根据已知条件本设计按四台气动阀的耗气量来考虑
四台气动阀的耗气量取最大值为：Qc＝8Nm3/h＝0.1333Nm3/min；
Qs＝Qc[2+(0.1～0.3)]/1.54＝0.2Nm3/min
正常操作压力：P1＝800kPa(A)，最低送出压力：P2＝400kPa(A)；
无特殊要求，气源罐的保持时间为：5～20min，取最大值20min；
根据以上技术要求计算的储气罐容积V＝QstP0/(P1-P2)＝1m3。
步骤二：从进入发电机前的低压氮气母管取氮气，稳压罐11内氮气工作压力为0.8MPa，氮气罐设置了安全阀9，起跳压力0.87MPa；缓冲罐11内的氮气经过截止阀门C10、截止阀阀门D14和手动调节阀门15向气动阀提供控制气源，通过调节阀15控制气动阀气源的压力为稳定的0.3MPa。
根据以上公式1和2计算得出储气罐容积V；正常运行时，通过缓冲罐11上的手动调节阀15确保氢气干燥器气动阀控制气源压力恒定，由于缓冲罐11内有1m3低压氮气，即使当低压氮气母管突然失压，也可以确保氢气干燥器连续工作20分钟。
本发明在某核电站机组大修期间对两台机组的发电机氢气干燥器内5个气动阀的控制气源进行改造，将气源由压缩空气改为低压氮气，并在原有的气动阀控制气体管线上加装稳压装置，实现气动阀控制气源压力恒定的要求。通过计算，稳压装置的体积为1立方米，工作压力0.8兆帕，设计压力0.88兆帕，材料为碳钢，安全阀的动作压力为0.87兆帕，通过减压阀将压力降低至0.3Mpa供气动阀控制气源使用。通过加装稳压装置，发电机氢气干燥器的气动阀控制压力可有效稳定在0.3MPa，在使用该稳压装置后，发电机的氢气干燥器气动阀工作稳定，未再发生过因为气源压力波动导致设备保护停用的事件。
上面结合实施例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。
Claims (7)
1.一种发电机氢气干燥器气动阀控制气源装置，其特征在于，包括：缓冲罐(11)一侧从下至上依次连接有逆止阀(7)、截止阀B(6)、自动减压阀(5)和截止阀A(4)；所述截止阀A(4)连接有低压氮气母管，所述低压氮气母管上连接有手动阀门A(1)、手动阀门B(2)和手动阀门C(3)；所述缓冲罐(11)上端还分别连接手动阀门D(8)、安全阀(9)和截止阀门C(10)，缓冲罐(11)下端连接有疏水阀A(12)和疏水阀B(13)；所述截止阀门C(10)还连接有截止阀阀门D(14)和手动调节阀门(15)；所述手动调节阀门(15)下方并排连接有气动阀门A(16)、气动阀门B(17)、气动阀门C(18)、气动阀门D(19)和气动阀门E(20)。
2.如权利要求1所述的一种发电机氢气干燥器气动阀控制气源装置，其特征在于：所述减压阀(5)的阀前最大工作压力0.98MPa，阀后最大工作压力0.8MPa。
3.如权利要求2所述的一种发电机氢气干燥器气动阀控制气源装置，其特征在于：稳压罐(11)内氮气工作压力为0.8MPa，所述安全阀(9)起跳压力为0.87MPa；缓冲罐(11)内的氮气经过截止阀门C(10)、截止阀阀门D(14)和手动调节阀门(15)向气动阀提供控制气源。
4.如权利要求3所述的一种发电机氢气干燥器气动阀控制气源装置，其特征在于：所述调节阀(15)控制气动阀气源的压力稳定在0.3MPa；所述疏水阀A(12)和疏水阀B(13)为缓冲罐(11)的疏水阀，为定期疏水及检修时排空罐子时使用。
5.如权利要求4所述的一种发电机氢气干燥器气动阀控制气源装置，其特征在于：所述气动阀门A(16)、气动阀门B(17)、气动阀门C(18)和气动阀门D(19)组合运行，气动阀门A(16)和气动阀门D(19)为一组，气动阀门B(17)和气动阀门C(18)为一组，正常运行是30小时切换一组，保证运行时一直有一组处于连续工作状态。
6.一种根据权利要求1至5中之一的所述发电机氢气干燥器气动阀控制气源装置的控制方法，其特征在于包括如下控制步骤：
步骤一：计算两个保持持续运行的气量；
1)缓冲罐容积计算
V＝QstP0/(P1-P2)………………(1)
式中V—储罐容积，m3；
Qs—气源装置供气设计容量m3/min；
P1—正常操作压力，kPa(A)；
P2—最低送出压力，kPa(A)；
P0—大气压力，通常P0＝101.33，kPa(A)；
t—保持时间，分钟min；
2)Qs数值计算
Qs＝Qc[2+(0.1～0.3)]/1.54………………(2)
Qc：各类仪表耗气总和，Nm3/h；
0.1～0.3：供气管网系统泄露系数；
单台仪表耗气量为：1～2Nm3/h，
步骤二：从进入发电机前的低压氮气母管取氮气，稳压罐(11)内氮气工作压力为0.8MPa，氮气罐设置了安全阀(9)，起跳压力0.87MPa；缓冲罐(11)内的氮气经过截止阀门C(10)、截止阀阀门D(14)和手动调节阀门(15)向气动阀提供控制气源，通过调节阀(15)控制气动阀气源的压力为稳定的0.3MPa。
7.如权利要求6所述的一种发电机氢气干燥器气动阀控制气源装置的控制方法，其特征在于：根据以上公式(1)和(2)计算得出储气罐容积V；正常运行时，通过缓冲罐(11)上的手动调节阀(15)确保氢气干燥器气动阀控制气源压力恒定，由于缓冲罐(11)内有低压氮气，即使当低压氮气母管突然失压，也可以确保氢气干燥器连续工作20分钟。
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