CN110111920A - 一种用于确保核电站下泄温度保持稳定的智能调节装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于确保核电站下泄温度保持稳定的智能调节装置，涉及一种用于调节核电站下泄温度的装置。它包括定位器(1)、滑动变阻器(2)联轴器(3)、固定支架(4)和联轴耦合器(5)，所述滑动变阻器(2)安装在定位器(1)上，且滑动变阻器(2)的输出端通过所述联轴耦合器(5)与联轴器(3)连接，所述定位器(1)为应用于核岛调节阀的K3级定位器，所述固定支架(4)包括第一固定板(41)和第二固定板(42)，第一固定板(41)安装于第二固定板(42)上端，且所述定位器(1)通过定位板(6)安装在第一固定板(41)上，所述联轴器(3)可转动的安装在第二固定板(42)上。本发明解决了现有的核电站难以确保下泄温度保持稳定的难题。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于调节核电站下泄温度的装置，具体的说是一种用于确保核电站下泄温度保持稳定的智能调节装置。
背景技术
阳江1～4号核电机组自运行以来多次出现下泄温度异常波动以及主控开度指令与就地不一致的故障情况，下泄温度波动会对核电机组的一回路产生影响，在此期间，工作人员通过对阀门PID参数进行修改、阀门重新校验等手段，并未解决该异常情况，下泄温度周期性波动现象仍然存在。经调查，外基地也存在核岛冷却水调节阀(RRI155VN)自从调试以来均多次出现调节故障，故障现象主要表现为阀门控制参数不稳，实际温度达不到温度设定值(46℃)；温度经常突然波动导致除盐床隔离(57℃)等故障情况。
经解体检查后发现，核岛冷却水调节阀(RRI155VN)的阀门大多数橡胶内衬出现破损。同时，本发明的发明人根据事件的现象进行调查，对可能存在的故障模式进行逐项分析，对各种故障模式发生的可能性高低程度进行了判断，并对可能的故障原因进行论证，确定了阀门选型不当是核岛冷却水调节阀(RRI155VN)调节异常的主要原因。经过分析后认为，由于系统的正常流量甚至低于阀门的最小设计流量，使阀门运行在调节特性不好的区域内，被调量参数不易控制，很容易导致仪表漂移波动的现象。各基地通过PID参数优化、EP换型以及改变下泄温度设定值的方式均未能解决核岛冷却水调节阀(RRI155VN)对系统工况带来的本质影响，核岛冷却水调节阀(RRI155VN)调节异常会造成RCV下泄温度波动，进而影响到核电机组一回路的反应性、换水和RPR试验的风险依然存在。
目前，大亚湾、宁德、防城港等基地核岛冷却水调节阀(RRI155VN)均使用机械式定位器，也都存在由于阀门定位器调节性能不佳导致下泄温度波动造成RCV下泄温度波动，进而影响到核电站一回路的反应性、换水和RPR试验的问题。
因此人们迫切需要一种能够确保核电站下泄温度始终保持稳定，从而确保核电机组的反应性也保持安全稳定的装置。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术问题，提出了一种用于确保核电站下泄温度保持稳定的智能调节装置。
为了达到上述目的，本发明的技术方案为：一种用于确保核电站下泄温度保持稳定的智能调节装置，包括用于测量阀门阀位的定位器、用于将机械行程转化为电压信号的滑动变阻器，以及与阀门转轴连接的联轴器，还包括用于安装定位器的固定支架，和用于实现软连接并能将不对中的两个轴连接在一起的联轴耦合器，所述滑动变阻器安装在定位器上，且滑动变阻器的输出端通过所述联轴耦合器与联轴器连接，所述定位器为应用于核岛调节阀的K3级定位器，所述固定支架包括第一固定板和第二固定板，第一固定板安装于第二固定板上端，且所述定位器通过定位板安装在第一固定板上，所述联轴器可转动的安装在第二固定板上。
在上述技术方案中，所述滑动变阻器与联轴耦合器连接的一端设有变阻器轴，所述联轴耦合器顶部设有所述变阻器轴对应的耦合器孔，变阻器轴卡在耦合器孔内，滑动变阻器与联轴耦合器之间通过所述变阻器轴及耦合器孔连接。
在上述技术方案中，所述联轴耦合器由相互连接在一起的上联轴耦合器和下联轴耦合器构成，耦合器孔设置在上联轴耦合器内，下联轴耦合器通过固定块与所述联轴器顶部连接。
在上述技术方案中，所述联轴器由相互连接在一起的上联轴器和下联轴器构成，上联轴器与下联轴耦合器连接，下联轴器可转动的安装在第二固定板上。
在上述技术方案中，所述固定支架还包括位于第一固定板侧部的楔形支撑板，第一固定板和第二固定板之间通过所述楔形支撑板连接，所述第一固定板位于联轴器和楔形支撑板之间。
在上述技术方案中，所述定位器为DVC6010定位器、DVC5000定位器、DVC6200定位器和DVC7000定位器中的一种。
本发明不仅不存在定位器易漂移以及调节滞后的问题，调节更为精准；而且智能型定位器与IP(电气转换器)一体化，减少了现场设备的数量，降低了故障点。同时，本发明不仅校验简单，可有效节省人力与工时，而且现场气源管线的布局更为简单，仅需要一台定位器、一个过滤减压阀即可，管线布置较改造前更为容易。本发明经过在碟阀上的首次应用后，可有效提高系统调节稳定性，并向其他基地推广。
本发明的应用前景：本发明按照阀门行程整定，不会出现机械式定位器漂移以及调节滞后的故障现象，不仅有效解决了机械式定位器调节性能不佳的问题，而且解决了现有的核电站难以确保下泄温度保持稳定的难题。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1)提高了核电机组的稳定性
现有的机械式定位器调节异常主要影响下述两个方面：
①会导致下泄温度变化，从而对除盐床产生影响，过热会导致除盐床硼析出进入一回路导致误硼化，反之误稀释，对核电机组的反应性有较大影响。
②会导致主泵轴封泄露流量变化，在主泵的一号轴封泄漏流量偏低的情况下，核岛冷却水调节阀(RRI155VN)调节异常造成RCV下泄温度波动会造成主泵的一号轴封泄漏出现低报警，进而影响到一回路的稀释、换水和RPR试验；严重时甚至会损坏主泵，造成强迫停机。
当本发明将现有的机械式定位器改造为智能型K3定位器，并采用具有软连接功能的联轴耦合器将滑动变阻器和联轴器连接在一起，同时还采用角行程的方式安装定位器后，核电机组的阀门调节采用行程整定，调节更加迅速准确，从而避免了核电机组下泄温度波动，提高了机组的稳定性。
2)降低维修难度
现有的机械式定位器校验难度大，耗时长，增加了维修难度，改造为智能型定位器后避免了对定位器零点、量程的反复调整过程，通过设置内部参数的方式即可完成阀门的校验工作，降低了维修难度。
3)实现核电首创
本发明实现了对核岛冷却水调节阀的首次改造验证，直接将机械式定位器改造为智能型定位器，改善了阀门的响应速度，解决了多个基地因阀门调节性能不佳导致一回路下泄温度周期性波动的影响，为各基地提供可行性的参考方案。
4)降低维修成本(人员成本、设备成本)
经过内部运行和验证，阳江核电各机组核岛冷却水调节阀(RRI155VN)相关通知单共241条，需出票处理共126条。现场对故障原因的复核定位约2h，每张工单的准备、校核、审查、计划、出票等流程粗估8h，现场执行(2人次)按经验约12h，每年每台机组可减少人员工时约600h。
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为本发明所述的智能调节装置的结构示意图；
图2为图1为本发明所述的智能调节装置的爆炸图；
图3为本发明的动态特性曲线示意图；
图4为本发明的阶跃性能曲线示意图；
图5为本发明的小信号开度阀门功能验证示意图；
图6为本发明的自动调节情况示意图。
具体实施方式
本发明所要解决的技术问题是：核电机组自运行以来多次出现下泄温度异常波动以及主控开度指令与就地不一致的故障情况，下泄温度波动会对核电机组的一回路产生影响，在此期间，工作人员通过对阀门PID参数进行修改、阀门重新校验等手段，并未解决该异常情况，下泄温度周期性波动现象仍然存在。同时，根据对核电站的下泄温度异常波动的现象进行调查，对可能存在的故障模式进行逐项分析，对各种故障模式发生的可能性高低程度进行了判断，并对可能的故障原因进行论证，最终确定现有的机械式定位器不仅会导致下泄温度变化，从而对除盐床产生影响，而且会导致主泵轴封泄露流量变化，在主泵的一号轴封泄漏流量偏低的情况下，核岛冷却水调节阀(RRI155VN)调节异常造成RCV下泄温度波动会造成主泵的一号轴封泄漏出现低报警，进而影响到一回路的稀释、换水和RPR试验；严重时甚至会损坏主泵，造成强迫停机。
本发明就上述技术问题而提出的技术思路是：将现有的机械式定位器替换为智能型K3级定位器，并拆除现有的机械式定位器的直行程的反馈壁，将定位器的直行程安装方式改成角行程；同时，采用联轴耦合器将滑动变阻器和联轴器软连接，进而当核电站的下泄温度出现大幅波动时，阀门可以使下泄温度趋于稳定，有效解决了前机组机械式定位器调节过慢导致下泄温度无法调节稳定的异常情况。
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，本发明所述的用于确保核电站下泄温度保持稳定的智能调节装置，包括用于测量阀门阀位的定位器1、用于将机械行程转化为电压信号的滑动变阻器2，以及与阀门转轴连接的联轴器3，还包括用于安装定位器1的固定支架4，和用于实现软连接并能将不对中的两个轴连接在一起的联轴耦合器5，所述滑动变阻器2安装在定位器1上，且滑动变阻器2的输出端通过所述联轴耦合器5与联轴器3连接，所述定位器1为应用于核岛调节阀的K3级定位器，所述固定支架4包括第一固定板41和第二固定板42，第一固定板41安装于第二固定板42上端，且所述定位器1通过定位板6安装在第一固定板41上，所述联轴器3可转动的安装在第二固定板42上。
实际工作时，本发明所述的K3级定位器为现有技术，K3级定位器已在核电厂以及火电厂广泛使用，K3级定位器(智能型定位器)具有响应速度快，调节精准的优点。由此可知，本发明的其中一个主要发明点是将现有的机械式定位器替换为智能型定位器(K3级定位器，如DVC6010)，且并拆除现有的机械式定位器的直行程的反馈壁，将定位器的直行程安装方式改成角行程，同时，本发明的另一个主要发明点是采用联轴耦合器将滑动变阻器和联轴器进行连接后，通过上述技术手段，本发明有效解决了前机组机械式定位器调节过慢导致下泄温度无法调节稳定的异常情况。
实际工作时，当阀门要开到某一个开度时，定位器需要知道阀门的开度反馈，本发明可以用于测量阀门的真实开度。联轴器是用于连接定位器划线变阻器和阀门转轴。定位器通过这套装置测量阀门的阀位。滑线变阻器，是把阀位机械行程转化为电阻信号，最终转化为定位器能识别的电压信号
实际工作时，本发明将现有的4810P定位器改造成智能型K3级定位器。联轴耦合器为铝制材质，使用工况为温度低于270℃，满足核岛冷却水调节阀中阀门的使用条件(现场环境为30℃)。
优选的，所述定位器1为DVC6010定位器、DVC5000定位器、DVC6200定位器和DVC7000定位器中的一种。
定位器宜选用DVC6010K3级定位器，本发明所述的定位器1已在阳江1～4号机汽机旁路向大气排放阀(GCT-a)阀门上使用，且目前为止未有异常反馈。
所述滑动变阻器2与联轴耦合器5连接的一端设有变阻器轴71，所述联轴耦合器5顶部设有所述变阻器轴71对应的耦合器孔72，变阻器轴71卡在耦合器孔72内，滑动变阻器2与联轴耦合器5之间通过所述变阻器轴71及耦合器孔72连接。
实际工作时，固定支架为根据现场实际尺寸测量加工的，起到固定的定位器作用，联轴器为纯机械结构，安装在阀门的轴上，使用抗震螺丝连接紧固。滑动变阻器2与联轴耦合器5还可以采用其它的连接结构，只要能够实现滑动变阻器2与联轴耦合器5之间的动力传送即可。
所述联轴耦合器5由相互连接在一起的上联轴耦合器51和下联轴耦合器52构成，耦合器孔72设置在上联轴耦合器51内，下联轴耦合器52通过固定块8与所述联轴器3顶部连接。
联轴耦合器(现有技术)的主要作用为用于实现软连接，并使两个可能出现不对中的零部件之间相互实现机械传动，进而避免联轴器与定位器不对中损坏定位器，本发明的联轴耦合器由金属制成(优选为由铝制成)；联轴器转动通过联轴耦合器带动作用于定位器反馈上。
所述联轴器3由相互连接在一起的上联轴器31和下联轴器32构成，上联轴器31与下联轴耦合器52连接，下联轴器32可转动的安装在第二固定板42上。
所述固定支架4还包括位于第一固定板41侧部的楔形支撑板43，第一固定板41和第二固定板42之间通过所述楔形支撑板43连接，所述第一固定板41位于联轴器3和楔形支撑板43之间。
本发明针对现有的核电站的下泄温度容易出现异常波动的难题，对蝶阀特性进行分析，经大量数据评估了由调节较慢机械式定位器改造为响应迅速的智能型定位器1(优选为DVC6010)方案的可行性，最终完成了智能型定位器1在蝶阀上的应用，并在5号机热试期间带介质进行验证。从验证结果看出5核岛冷却水调节阀(RRI155VN)定位器1改造成DVC6010定位器1后，调节性能较前机组有明显改善，当前阀门在11％～14％区间自动调节，处于一个较差的调节性能区间，但当下泄温度波动时，阀门响应迅速，下泄流量稳定时仍可以将下泄温度调节稳定，解决了前机组机械时定位器1响应慢导致下泄温度波动的异常现象。本发明为核岛冷却水调节阀的阀门的首次改造验证，实现了将智能型定位器1应用于角行程阀门上的可能性，改善了阀门的响应速度，解决了多个基地因阀门调节性能不佳导致一回路下泄温度周期性波动的难题，从而避免了下泄温度变化对反应性、一回路换水以及RPR试验的影响。5号机自改造后投入使用一年期间，阀门调节响应迅速，下泄温度调节平稳，未出现上述故障现象，为各基地提供可行性的参考方案。
实际工作时，ARE大小阀(蒸汽发生器主给水阀门)等直行程阀门是通过挂钩连接DVC定位器的反馈臂，通过反馈臂的旋转来改变电阻值；
本发明所述的定位器连接不需要反馈臂，直接将滑动变阻通过耦合器连接到联轴器，减少了反馈臂带动滑动变阻旋转的中间过程，因此本发明所述的角行程的定位器的安装方式更为精准。
本发明对定位器进行校验，校验后使用信号发生器分别给出0％、25％、50％、75％、100％的开度信号，就地阀位指示准确，阀门动作快速顺畅无卡涩。
同时，本发明还对阀门绘制动态特性曲线、drive signal曲线、阀门阶跃曲线、小信号开度指令阀门响应曲线以验证阀门的性能，阀门响应无异常。
如图3中本发明的动态特性曲线示意图所示：从动态特性的曲线上可以看出，核岛冷却水调节阀的阀门动作顺畅，无卡涩情况，机械性能良好。
如图4本发明的阶跃性能曲线示意图所示，核岛冷却水调节阀的阀门在每个点均响应迅速，均能达到指定开度，阀门的开关时间较快，开关时间均在2.8s左右。
如图5本发明的小信号开度阀门功能验证示意图所示：将阀门给出50％的控制命令，分别给出0.25％、0.5％、1％、2％、5％的控制信号，验证阀门的响应情况。从小信号开度阀门功能验证曲线看出，阀门在0.25％的控制命令亦可以跟随动作，不会存在3％的控制信号阀门不动作的情况。
如图6本发明的自动调节情况示意图所示，5号机热试试验期间多次使用本发明来调节核电站的下泄温度，使下泄温度稳定，期间阀门响应迅速，均可以将下泄温度稳定在设定值范围内，并未出现异常波动情况。因此，本发明在加入下泄流量干扰后，下泄温度产生波动；而当下泄温度产生波动时，经过本发明调节后，下泄温度趋于稳定。
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 (6)
1.一种用于确保核电站下泄温度保持稳定的智能调节装置，包括用于测量阀门阀位的定位器(1)、用于将机械行程转化为电压信号的滑动变阻器(2)，以及与阀门转轴连接的联轴器(3)，其特征在于：还包括用于安装定位器(1)的固定支架(4)，和用于实现软连接并能将不对中的两个轴连接在一起的联轴耦合器(5)，所述滑动变阻器(2)安装在定位器(1)上，且滑动变阻器(2)的输出端通过所述联轴耦合器(5)与联轴器(3)连接，所述定位器(1)为应用于核岛调节阀的K3级定位器，所述固定支架(4)包括第一固定板(41)和第二固定板(42)，第一固定板(41)安装于第二固定板(42)上端，且所述定位器(1)通过定位板(6)安装在第一固定板(41)上，所述联轴器(3)可转动的安装在第二固定板(42)上。
2.根据权利要求1中所述的智能调节装置，其特征在于：所述滑动变阻器(2)与联轴耦合器(5)连接的一端设有变阻器轴(71)，所述联轴耦合器(5)顶部设有与所述变阻器轴(71)对应的耦合器孔(72)，变阻器轴(71)卡在耦合器孔(72)内，滑动变阻器(2)与联轴耦合器(5)之间通过所述变阻器轴(71)及耦合器孔(72)连接。
3.根据权利要求2所述智能调节装置，其特征在于：所述联轴耦合器(5)由相互连接在一起的上联轴耦合器(51)和下联轴耦合器(52)构成，耦合器孔(72)设置在上联轴耦合器(51)内，下联轴耦合器(52)通过固定块(8)与所述联轴器(3)顶部连接。
4.根据权利要求1或2或3所述智能调节装置，其特征在于：所述联轴器(3)由相互连接在一起的上联轴器(31)和下联轴器(32)构成，上联轴器(31)与下联轴耦合器(52)连接，下联轴器(32)可转动的安装在第二固定板(42)上。
5.根据权利要求4所述智能调节装置，其特征在于：所述固定支架(4)还包括位于第一固定板(41)侧部的楔形支撑板(43)，第一固定板(41)和第二固定板(42)之间通过所述楔形支撑板(43)连接，所述第一固定板(41)位于联轴器(3)和楔形支撑板(43)之间。
6.根据权利要求5所述智能调节装置，其特征在于：所述定位器(1)为DVC6010定位器、DVC5000定位器、DVC6200定位器和DVC7000定位器中的一种。
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110111920B (zh) | 2024-04-02 |
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