CN110108477A - 核电机组主蒸汽隔离阀电磁阀的智能打压试验平台及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了核电机组主蒸汽隔离阀电磁阀的智能打压试验平台及方法，涉及电磁阀检测领域。它包括用于安装主电磁阀或待测电磁阀的电磁阀底座、内部装有油液的储油箱、用于提供动力的空气动力油泵、用于提供压缩空气的空压机，所述储油箱通过空气动力油泵将油液输送到电磁阀底座内，所述空气动力油泵的输入端通过管路与空压机连接，空气动力油泵的输出端通过管路与电磁阀底座连接，且空气动力油泵和空压机之间的管路上安装有减压阀，空气动力油泵和电磁阀底座之间的管路上安装有数字油压表。本申请能够实现电磁阀维修后再利用，大幅节约了备件成本。

Description

核电机组主蒸汽隔离阀电磁阀的智能打压试验平台及方法

技术领域

本发明涉及电磁阀检测领域，尤其涉及一种核电机组主蒸汽隔离阀电磁阀的智能打压试验平台及方法。

背景技术

目前，现有的VVP/ARE主蒸汽隔离阀电磁阀出现故障后不能维修，只能更换。但电磁阀成本高昂(均价15万1台)，且故障率高，厂家新备件 (新的电磁阀)到货后，如果未用打压台检测就将电磁阀安装到现场，隔离阀会有泄漏、卡涩动作异常等风险，存在导致主蒸汽或主给水隔离阀意外关闭而直接跳堆跳机的风险，现有技术还没有一种专门用于对主蒸汽隔离阀的电磁阀进行检测及试验的装置。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术问题，提出了一种核电机组主蒸汽隔离阀电磁阀的智能打压试验平台及方法。

第一方面，本发明的技术方案为：一种核电机组主蒸汽隔离阀电磁阀的智能打压试验平台，包括用于安装主电磁阀或待测电磁阀的电磁阀底座、内部装有油液的储油箱、用于提供动力的空气动力油泵、用于提供压缩空气的空压机，所述储油箱通过空气动力油泵将油液输送到电磁阀底座内，所述空气动力油泵的输入端通过管路与空压机连接，空气动力油泵的输出端通过管路与电磁阀底座连接，且空气动力油泵和空压机之间的管路上安装有减压阀，空气动力油泵和电磁阀底座之间的管路上安装有数字油压表。

在上述技术方案中，所述减压阀为过滤减压阀，所述空气动力油泵和空压机之间的管路上还安装有气源、球阀和空气电磁阀，且所述气源、球阀、空气电磁阀和过滤减压阀在管路上沿压缩空气的流动方向依次布置。

在上述技术方案中，所述空气动力油泵的进油端和/或空气动力油泵的出油端安装有油液过滤器。

在上述技术方案中，本申请还包括用于收集经过打压试验处理后的油液的油液收集箱，所述电磁阀底座上设有一个进油口和两个出油口，所述空气动力油泵的输出端与电磁阀底座上的进油口连通，所述空气动力油泵的输出端和电磁阀底座上的两个出油口均通过管路与油液收集箱连接。

在上述技术方案中，所述空气动力油泵和电磁阀底座之间的管路上安装有隔离阀，所述油液收集箱和电磁阀底座之间的管路上安装有隔离阀。

在上述技术方案中，所述空气动力油泵和油液收集箱之间的管路上安装有卸荷阀，所述空气动力油泵和电磁阀底座之间的管路上安装有压力传感器和排气阀，所述电磁阀底座的其中一个出油口和油液收集箱之间的管路上安装有压力传感器、数字油压表和排气阀。

在上述技术方案中，本申请还包括数据采集控制箱，所述数据采集控制箱与电脑连接，所述空气电磁阀、数字油压表、压力传感器和排气阀均与数据采集控制箱连接。

第二方面，本发明的技术方案为：一种核电机组主蒸汽隔离阀电磁阀的智能打压试验方法，包括如下步骤，

S1：将主电磁阀或待测电磁阀安装到电磁阀底座上，并使主电磁阀或待测电磁阀的三个接口与电磁阀底座上的三个接口对应连接；

S2：空压机为空气动力油泵提供压缩空气，使空气动力油泵输出的油压与供气压力成正比；

S3：通过调整减压阀的输出气压来控制空气动力油泵的输出油压，直至空气动力油泵输出的油压达到要求并保持稳定为止；

S4：当给主电磁阀或待测电磁阀施加的油压达到要求时，开始进行电磁阀的电流特性试验、励磁密封性试验和失磁密封性试验；

S5：调节控制主电磁阀或待测电磁阀的带电、失电状况，测试出主电磁阀或待测电磁阀的母管压力、动作电流趋势及特征值、电磁阀背压；

S6：工作人员根据泄漏压力最大允许值、电流特征值，以及测试出的主电磁阀或待测电磁阀的母管压力、动作电流趋势及特征值、电磁阀背压，综合判断主电磁阀或待测电磁阀的泄漏情况。

在上述技术方案中，在步骤S2中，所述空压机依次经过气源球阀、空气电磁阀、过滤减压阀后，再为空气动力油泵提供供气。

在上述技术方案中，在步骤S5中，工作人员通过数据采集控制箱实现对主电磁阀或待测电磁阀的调节控制，并收集试验过程中主电磁阀或待测电磁阀的参数信息，且在试验结束后，工作人员通过电脑保存测试曲线和结果，形成word版测试报告。

实际工作时，本申请攻克了高频采集、数据通讯、电脑一键操作等技术难题。研发智能型的电磁阀打压试验平台，在检修过程中大幅提高效率和精确度，并减少人力成本。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1)由于本申请能够通过试验平台进而确定电磁阀的电流特性、励磁密封性能和失磁密封性能，因此，本申请能够对经过检修后的电磁阀进行性能测试，从而帮助人们确保经过维修后电磁阀的性能满足要求，也即本申请能够实现电磁阀维修后再利用，大幅节约了备件成本。

2)由于数据采集控制箱能够实现对主电磁阀或待测电磁阀的调节控制，并收集试验过程中主电磁阀或待测电磁阀的参数信息，故本申请实现了对检修专用工具的智能化设计。

3)本申请不仅能方便准确的实现阈值自动判断，降低因人为因素判断失效的风险，而且能够实现历史曲线跟踪，对故障查找有据可循功能

4)本申请不但提高了现场电磁阀安全性能，保证了核电机组安全可靠的运行，降低了因电磁阀存在缺陷而导致主蒸汽隔离阀意外关闭而直接跳堆跳机的风险，而且优化了阳江核电VVP/ARE主隔离阀电磁阀的维修策略，并通过本申请实现了电磁阀的可维修重复再使用，减少备件成本。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本申请的结构示意图；

图2为数字油压表、电磁阀底座、电磁阀限位开关和电流传感器之间的电路连接关系图；

图3为油泵急停按钮和空气电磁阀的电路连接关系图；

图4为两个风扇的电路连接关系图。

图5为NI模块的电路连接示意图。

图6为本申请中的数字油压表、急停按钮、隔离阀的电路连接示意图。

具体实施方式

为了使本发明的技术目的、技术方案以及技术效果更为清楚，以便于本领域技术人员理解和实施本发明，下面将结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细的说明。

如图1所示，本申请所述的核电机组主蒸汽隔离阀电磁阀的智能打压试验平台，包括用于安装主电磁阀或待测电磁阀的电磁阀底座1、内部装有油液的储油箱2、用于提供动力的空气动力油泵3、用于提供压缩空气的空压机4，所述储油箱2通过空气动力油泵3将油液输送到电磁阀底座1内，所述空气动力油泵3的输入端通过管路与空压机4连接，空气动力油泵3 的输出端通过管路与电磁阀底座1连接，且空气动力油泵3和空压机4之间的管路上安装有减压阀5，空气动力油泵3和电磁阀底座1之间的管路上安装有数字油压表7。

在上述技术方案中，所述减压阀5为过滤减压阀5，所述空气动力油泵 3和空压机4之间的管路上还安装有气源8、球阀9和空气电磁阀10，且所述气源8、球阀9、空气电磁阀10和过滤减压阀5在管路上沿压缩空气的流动方向依次布置。

在上述技术方案中，所述空气动力油泵3的进油端和/或空气动力油泵 3的出油端安装有油液过滤器11。

在上述技术方案中，本申请还包括用于收集经过打压试验处理后的油液的油液收集箱14，所述电磁阀底座1上设有一个进油口和两个出油口，所述空气动力油泵3的输出端与电磁阀底座1上的进油口连通，所述空气动力油泵3的输出端和电磁阀底座1上的两个出油口均通过管路与油液收集箱14连接。

在上述技术方案中，所述空气动力油泵3和电磁阀底座1之间的管路上安装有隔离阀17，所述油液收集箱14和电磁阀底座1之间的管路上安装有隔离阀。

在上述技术方案中，所述空气动力油泵3和油液收集箱14之间的管路上安装有卸荷阀15，所述空气动力油泵3和电磁阀底座1之间的管路上安装有压力传感器6和排气阀16，所述电磁阀底座1的其中一个出油口和油液收集箱14之间的管路上安装有压力传感器6、数字油压表7和排气阀16。

在上述技术方案中，本申请还包括数据采集控制箱12，所述数据采集控制箱12与电脑13连接，所述空气电磁阀10、数字油压表7、减压阀5、电磁阀底座1和空气动力油泵3、压力传感器6和排气阀16均与数据采集控制箱12连接。

实际工作时，本申请的实体部分包括平台主体、数据采集控制箱及电脑等，辅助部分为电气连接管线，其中，数据采集控制箱、油液收集箱及其相配到的部件为非必要的部件，但是数据采集控制箱、油液收集箱及其相配到的部件能够进一步增强本申请的实用性和智能化水平。

实际工作时，本申请的电磁阀底座(用于放置主电磁阀/试验电磁阀) 上配有接线端子，将待测的主电磁阀/试验电磁阀安装到电磁阀底座上，电磁阀(带O型圈)3个油路接口与电磁阀底座上的接口对应连接。实际工作时，可采用3个压紧螺栓用于固定主电磁阀/试验电磁阀，主电磁阀/试验电磁阀的正极、负极、接地端分别接入到接线端子的+端(1#)、-端(2#)、 GND端(3#)，同时电磁阀限位开关NO、COM、NC端分别接入到接线端子NO (4#)、COM(5#)、NC端(6#)。

如图1所示，实际工作时，空压机输出经过气源球阀、空气电磁阀、过滤减压阀后为空气动力油泵提供压缩空气，油泵输出油压与供气压力成正比，现场通过调整空气减压阀的输出气压来控制油泵的输出油压 (0-35MPa)，稳定后输出油压约为105倍的气压，由上位机测试程序根据测试需要控制空气电磁阀的通断。当给电磁阀施加油压达到要求时，开始进行电磁阀电流特性试验、励磁密封性试验和失磁密封性试验，上位机程序根据试验要求控制电磁阀的带电、失电，测试出电磁阀动作电流趋势及特征值、母管压力和电磁阀背压，工作人员根据泄漏压力最大允许值和电流特征值，从而综合判断电磁阀的泄漏情况，进行相应报警显示。试验结束后，本申请可保存测试曲线和结果，形成word版测试报告。

此外，本申请可对电磁阀及平台测试设备参数信息进行数据库管理，可根据需要进行创建、编辑、复制、删除等，对历史测试结果进行数据库管理，可根据需要进行查看历史测试结果。

实际工作时，平台主体实物如图1所示，本申请集成了试验台架、油箱及油路管线系统、空气动力泵系统、电气控制箱及电气线路、数字压力表、电磁阀底座、急停按钮19等。

本申请可安装在试验台架上，试验台架的外形尺寸约为630x580x745mm (最高处约915mm)，占地面积约0.37m²，能方便进出小型实验室。试验台架包括机架、顶端面板、中间隔板、底板、四周门等，为方便使用和检修，每层又划分不同功能区域，如仪表显示及进气操作面板区、仪表阀门区、电磁阀安置测试区、电气接口区等。

实际工作时，本发明的智能打压试验方法，包括如下步骤，

S1：将主电磁阀或待测电磁阀安装到电磁阀底座1上，并使主电磁阀或待测电磁阀的三个接口与电磁阀底座1上的三个接口对应连接；

S2：空压机4为空气动力油泵3提供压缩空气，使空气动力油泵3输出的油压与供气压力成正比；

S3：通过调整减压阀5的输出气压来控制空气动力油泵3的输出油压，直至空气动力油泵3输出的油压达到要求并保持稳定为止；

S4：当给主电磁阀或待测电磁阀施加的油压达到要求时，开始进行电磁阀的电流特性试验、励磁密封性试验和失磁密封性试验；

S5：调节控制主电磁阀或待测电磁阀的带电、失电状况，测试出主电磁阀或待测电磁阀的母管压力、动作电流趋势及特征值、电磁阀背压；

S6：工作人员根据泄漏压力最大允许值、电流特征值，以及测试出的主电磁阀或待测电磁阀的母管压力、动作电流趋势及特征值、电磁阀背压，综合判断主电磁阀或待测电磁阀的泄漏情况。

在上述技术方案中，在步骤S2中，所述空压机4依次经过气源8球阀 9、空气电磁阀10、过滤减压阀5后，再为空气动力油泵3提供供气。

在上述技术方案中，在步骤S5中，工作人员通过数据采集控制箱实现对主电磁阀或待测电磁阀的调节控制，并收集试验过程中主电磁阀或待测电磁阀的参数信息，且在试验结束后，工作人员通过电脑13保存测试曲线和结果，形成word版测试报告。

实际工作时，为了使本申请的技术方案能够更加清楚，本申请主要包括以下设备：

储油箱：大小为20×26×10cm，底部设置有磁铁块，304不锈钢材料制作，油箱盖板可拆卸，盛油无泄漏；

油液收集箱(即废油收集箱)：大小为24×28×10cm，304不锈钢材料制作，油箱盖板可拆卸，盛油无泄漏；

数字油压表(不锈钢仪表管)：采用swagelok 1/2〞与Ф8不锈钢316 仪表管，可承压400bar以上；

隔离阀(包括仪表隔离阀、排油隔离阀及出油隔离阀)：采用swagelok 不锈钢316针型阀，均可承压413bar无泄漏；

不锈钢接头：采用卡套式316不锈钢接头，可承压413bar无泄漏，泵、阀、仪表、管路安装、拆卸维护方便；

回油管线：回油管路采用swagelok不锈钢仪表管，回油排气排油管采用透明塑料软管。

气源球阀：标准型的Q13SA-64P DN8角式球阀，承压64bar；

过滤减压阀：采用FESTO过滤减压阀MS4-LFR-1/4-D5-C-U-V，调节压力范围0—0.4MPa，配置了数字式压力表SDE1-D10-G2-FQ4-L-P10-M8进行实时气压显示；

空气电磁阀(也可称为气源电磁阀)：采用FESTO两位三通单电控电磁阀CPE18-M1H-3GL-QS-10，常闭式(失电时关闭)，供电24VDC，工作压力可达10bar；

空气动力油泵：SC Hydraulic Engineering公司自润滑D50VAB105空气动力油泵，输出油压约等于105倍的供气压力，工作气压范围10—100Psi (约7bar)，最大输出油压可达10700Psi(约738bar)；

油泵过滤器：选用Parker EPF1102QIVM3KG081型号过滤器，过滤精度达2μm工作压力可高达45MPa；

卸荷阀：采用swagelok的弹簧式卸荷阀SS-8R3A-MM/177-R3A-K1-H，整定压力41MPa，阀门超压动作后排出的油不外泄，可沿排油管流到回油箱。

数据采集控制箱：材料采用304不锈钢，并用于提供电气接口，数据采集控制箱内安放有NI数据模块、电流传感器、继电器、AC/DC电源、散热风扇、功率电阻等，是整个平台的数据采集、控制、信号处理和通信中心。数据采集控制箱前后及盖板均可拆卸，方便检修；断开电气接口线路后，数据采集控制箱也可以从平台中整体移除进行检修，安放原器件的底板也可拆卸。

实际工作时，如图2所示，本申请的电气控制部分包括2台数字压力表7、2个电流传感器20、1个油泵急停按钮ST、开关K1、2个继电器及电磁阀底座1、3个AC/DC电源，2台数字压力表7均一端连接电源，另一端通过电阻R依次与两个电流传感器和电磁阀底座1连接，油泵集体按钮ST安装在安装在正极电路，电磁阀底座1安装在负极电路，还有电磁阀限位开关与靠近电阻R的电流传感器连接。

如图3所示，在电路中，油泵集体按钮ST经过K1开关后后与空气电磁阀10连接。如图4所示，2个冷却风扇22可以通过串联的方式连接在一起。如图5所示，NI模块由四个现有的部件组成(也即N1模块-N4模块均为现有技术)，N1模块为9023控制器，N2模块为9113四插槽背板，N3 模块为9474控制器(主要用于电压输出)，N4模块为9023控制器(主要用于电流输入)，电脑可选择联想Thinkpad的T430笔记本电脑。

如图6本申请的数字油压表6、急停按钮19、隔离阀17在试验台架上的布置方式所示，隔离阀17位于电磁阀安装测试区23内部，数字油压表6、急停按钮19等部件位于电磁阀安装测试区23外部。

在经历了长时间的研发和现场试验后，发明人制作出本申请所记载的主蒸汽隔离阀电磁阀智能打压试验平台。目前，本申请已经用于阳江1、2、 3、4、5号机组，成功完成打压检测和修复电磁阀200余台。不但提高了现场电磁阀安全性能，保证了机组安全可靠的运行，降低了因电磁阀存在缺陷而导致主蒸汽隔离阀意外关闭而直接跳堆跳机的风险，而且优化了阳江核电VVP/ARE主隔离阀电磁阀的维修策略，通过此专用打压台，电磁阀可维修重复再使用，减少备件成本。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种核电机组主蒸汽隔离阀电磁阀的智能打压试验平台，其特征在于：包括用于安装主电磁阀或待测电磁阀的电磁阀底座(1)、内部装有油液的储油箱(2)、用于提供动力的空气动力油泵(3)、用于提供压缩空气的空压机(4)、数据采集控制箱(12)和电脑(13)，所述储油箱(2)通过空气动力油泵(3)将油液输送到电磁阀底座(1)内，所述空气动力油泵(3)的输入端通过管路与空压机(4)连接，空气动力油泵(3)的输出端通过管路与电磁阀底座(1)连接，且空气动力油泵(3)和空压机(4)之间的管路上安装有减压阀(5)，空气动力油泵(3)和电磁阀底座(1)之间的管路上安装有数字油压表(7)；所述数据采集控制箱(12)与电脑(13)连接，所述电磁阀底座(1)、数字油压表(7)、过滤减压阀(5)、压力传感器(6)和排气阀(16)均与数据采集控制箱(12)连接。

2.根据权利要求1所述的一种核电机组主蒸汽隔离阀电磁阀的智能打压试验平台，其特征在于：所述减压阀(5)为过滤减压阀，所述空气动力油泵(3)和空压机(4)之间的管路上还安装有气源(8)、球阀(9)和空气电磁阀(10)，且所述气源(8)、球阀(9)、空气电磁阀(10)和过滤减压阀(5)在管路上沿压缩空气的流动方向依次布置。

3.根据权利要求2中任一项权利要求所述的一种核电机组主蒸汽隔离阀电磁阀的智能打压试验平台，其特征在于：所述空气动力油泵(3)的进油端和/或空气动力油泵(3)的出油端安装有油液过滤器(11)。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种核电机组主蒸汽隔离阀电磁阀的智能打压试验平台，其特征在于：还包括用于收集经过打压试验处理后的油液的油液收集箱(14)，所述电磁阀底座(1)上设有一个进油口和两个出油口，所述空气动力油泵(3)的输出端与电磁阀底座(1)上的进油口连通，所述空气动力油泵(3)的输出端和电磁阀底座(1)上的两个出油口均通过管路与油液收集箱(14)连接。

5.根据权利要求4所述的一种核电机组主蒸汽隔离阀电磁阀的智能打压试验平台，其特征在于：所述空气动力油泵(3)和电磁阀底座(1)之间的管路上安装有隔离阀(17)，所述油液收集箱(14)和电磁阀底座(1)之间的管路上安装有隔离阀(17)。

6.根据权利要求5所述的一种核电机组主蒸汽隔离阀电磁阀的智能打压试验平台，其特征在于：所述空气动力油泵(3)和油液收集箱(14)之间的管路上安装有卸荷阀(15)，所述空气动力油泵(3)和电磁阀底座(1)之间的管路上安装有压力传感器(6)和排气阀(16)，所述电磁阀底座(1)的其中一个出油口和油液收集箱(14)之间的管路上安装有压力传感器(6)、数字油压表(7)和排气阀(16)。

7.一种核电机组主蒸汽隔离阀电磁阀的智能打压试验方法，其特征在于：包括如下步骤，

S1：将主电磁阀或待测电磁阀安装到电磁阀底座(1)上，并使主电磁阀或待测电磁阀的三个接口与电磁阀底座(1)上的三个接口对应连接；

S2：空压机(4)为空气动力油泵(3)提供压缩空气，使空气动力油泵(3)输出的油压与供气压力成正比；

S3：通过调整减压阀(5)的输出气压来控制空气动力油泵(3)的输出油压，直至空气动力油泵(3)输出的油压达到要求并保持稳定为止；

S4：当给主电磁阀或待测电磁阀施加的油压达到要求时，开始进行电磁阀的电流特性试验、励磁密封性试验和失磁密封性试验；

S5：调节控制主电磁阀或待测电磁阀的带电、失电状况，测试出主电磁阀或待测电磁阀的母管压力、动作电流趋势及特征值、电磁阀背压；

S6：工作人员根据泄漏压力最大允许值、电流特征值，以及测试出的主电磁阀或待测电磁阀的母管压力、动作电流趋势及特征值、电磁阀背压，综合判断主电磁阀或待测电磁阀的泄漏情况。

8.根据权利要求7所述的一种核电机组主蒸汽隔离阀电磁阀的智能打压试验方法，其特征在于：在步骤S2中，所述空压机(4)依次经过气源(8)球阀(9)、空气电磁阀(10)、过滤减压阀(5)后，再为空气动力油泵(3)提供供气。

9.根据权利要求8所述的一种核电机组主蒸汽隔离阀电磁阀的智能打压试验方法，其特征在于：在步骤S5中，工作人员通过数据采集控制箱实现对主电磁阀或待测电磁阀的调节控制，并收集试验过程中主电磁阀或待测电磁阀的参数信息，且在试验结束后，工作人员通过电脑(13)保存测试曲线和结果，形成word版测试报告。