CN111980983B - 控制棒水压驱动回路以及控制棒驱动线 - Google Patents

控制棒水压驱动回路以及控制棒驱动线 Download PDF

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Abstract

本发明涉及核反应堆工程领域，提供一种控制棒水压驱动回路以及控制棒驱动线，其中的控制棒水压驱动回路包括隔离阀、第一驱动支路、第二驱动支路和回流支路，隔离阀的入口连接穿过压力容器压力边界的喉部缩管，隔离阀的出口同时连接第一驱动支路的入口和第二驱动支路的入口，第一驱动支路的出口和第二驱动支路的出口同时连接控制棒驱动设备的组合阀，回流支路一端同时连接第一驱动支路的出口和第二驱动支路的出口，另一端同时连接第一驱动支路的入口和第二驱动支路的入口。达到了为内置式控制棒驱动线运行提供匹配的差压和流量的目的，具有能够替换使用，满足设备维修、压力容器压力边界事故隔离等需求的优点。

Description

控制棒水压驱动回路以及控制棒驱动线
技术领域
本发明涉及核反应堆工程领域，特别是涉及控制棒水压驱动回路以及控制棒驱动线。
背景技术
现有技术中的内置式控制棒驱动技术，其驱动机构置于反应堆压力容器内的高温、高压和辐照环境中，采用提升、传递、夹持三个水压缸次序驱动传递、夹持两套销爪机构运动，实现控制棒的步升、步降和落棒功能。
基于驱动机构的工作原理和先进一体化小型水堆内置式控制棒驱动线的特点及运行的经验，需要提供内置式控制棒驱动线运行匹配的差压和流量，实现驱动参数调节、设备维修、压力容器压力边界事故隔离等维修性、可靠性和安全性功能。
发明内容
本发明实施例提供了控制棒水压驱动回路以及控制棒驱动线，用于解决现有技术中内置式控制棒驱动线的驱动回路维修不便的问题，实现驱动回路能够满足差压和流量调节、设备维修及压力容器压力边界事故隔离等使用需求的目的。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种控制棒水压驱动回路，包括隔离阀、第一驱动支路、第二驱动支路和回流支路，所述隔离阀的入口连接穿过压力容器压力边界的喉部缩管，所述隔离阀的出口同时连接所述第一驱动支路的入口和所述第二驱动支路的入口，所述第一驱动支路的出口和所述第二驱动支路的出口同时连接控制棒驱动设备的组合阀，所述回流支路一端同时连接所述第一驱动支路的出口和所述第二驱动支路的出口，另一端同时连接所述第一驱动支路的入口和所述第二驱动支路的入口。
进一步地，所述第一驱动支路包括第一截止阀、第二截止阀以及位于所述第一截止阀和所述第二截止阀之间的第一循环泵，所述第二驱动支路包括第三截止阀、第四截止阀以及位于所述第三截止阀和所述第四截止阀之间的第二循环泵。
进一步地，所述第一循环泵的下游和所述第二循环泵的下游分别设置有过滤器。
进一步地，所述回流支路沿流体流动方向依次设置有调节阀和阻力节。
进一步地，所述回流支路上还设置有节流降噪管，所述节流降噪管设置于所述阻力节下游。
进一步地，所述节流降噪管包括前端盖、外套管、降噪管和后端盖，所述前端盖设置于所述外套管一端，所述后端盖设置于所述外套管另一端，所述降噪管套设于所述外套管内，所述降噪管一端的端部与所述前端盖固定连接，另一端的外壁与所述后端盖固定连接，所述前端盖内设置有节流板，所述节流板上设置有节流孔，所述节流孔连通至所述降噪管内，所述降噪管上开设有多个降噪孔。
进一步地，所述隔离阀出口处设置有出压力容器温度测点，所述第一驱动支路的出口和所述第二驱动支路的出口至控制棒驱动设备的组合阀之间的管路上设置有进组合阀流量测点和进组合阀温度测点。
进一步地，所述控制棒水压驱动回路上设置有进组合阀差压测点，所述进组合阀差压测点用于测量由所述隔离阀的出口至所述控制棒驱动设备的组合阀的入口之间的差压。
进一步地，所述第一驱动支路和第二驱动支路上均设置有循环泵差压测点和过滤器差压测点，所述第一驱动支路的出口和所述第二驱动支路的出口至组合阀的管道上设置有循环泵流量测点，所述循环泵流量测点位于所述回流支路的入口的上游。
本发明实施例还提供一种控制棒驱动线，包括如上任一项所述的控制棒水压驱动回路。
本发明实施例提供的控制棒水压驱动回路，其包含的第一驱动支路和第二驱动支路并联设置，能够替换使用，满足设备维修、压力容器压力边界事故隔离等需求。回流支路能够使经过第一驱动支路或第二驱动支路的部分流体回流至第一驱动支路和第二驱动支路的入口处，实现控制棒驱动线驱动压力和流量的调节。
出压力容器温度测点、进组合阀流量测点和进组合阀差压测点的设置能够为回路调节和驱动性能检测提供数据参考，实现精准调节。循环泵差压测点、过滤器差压测点和循环泵流量测点的设置能够实现循环泵和过滤器的性能检测，为设备维修提供支持。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明控制棒水压驱动回路一个实施例的结构示意图；
图2为本发明控制棒水压驱动回路一个实施例中节流降噪管的半剖试图；
图3为本发明控制棒水压驱动回路一个实施例中节流降噪管的横截面图。
图中，1、控制棒驱动线；2、压力容器压力边界；3、喉部缩管；4、组合阀；41、进组合阀差压测点；42、进组合阀温度测点；43、进组合阀流量测点；5、隔离阀；51、出压力容器温度测点；6、第一驱动支路；61、第一截止阀；62、第二截止阀；63、第一循环泵；64、过滤器；65、循环泵差压测点；66、过滤器差压测点；67、循环泵流量测点；7、第二驱动支路；71、第三截止阀；72、第四截止阀；73、第二循环泵；8、回流支路；81、阻力节；82、调节阀；83、节流降噪管；831、前端盖；832、外套管；833、降噪管；834、后端盖；835、节流孔；836、降噪孔；837、节流板。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上，“若干个”、“若干根”、“若干组”的含义是一个或一个以上。
参见图1，示出了本发明控制棒水压驱动回路一个实施例的结构示意图。在图1中，控制棒水压驱动回路能够用于为控制棒驱动线1的水压缸运行提供动力。
控制棒水压驱动回路包括隔离阀5、第一驱动支路6、第二驱动支路7和回流支路8。
隔离阀5的入口连接穿过压力容器压力边界2的喉部缩管3，压力容器内的水通过喉部缩管3穿过压力容器压力边界2，流至隔离阀5的入口。隔离阀5的出口同时连接第一驱动支路6的入口和第二驱动支路7的入口，隔离阀5流出的水能够同时进入第一驱动支路6和第二驱动支路7。
第一驱动支路6的出口和第二驱动支路7的出口同时连接控制棒驱动设备的组合阀4，第一驱动支路6和第二驱动支路7均能为控制棒驱动设备的组合阀4供水，水可经由组合阀4进入控制棒驱动线1的水压缸内，为水压缸的运行提供动力，从而实现控制棒升降。
回流支路8一端同时连接第一驱动支路6的出口和第二驱动支路7的出口，另一端同时连接第一驱动支路6的入口和第二驱动支路7的入口。部分经过第一驱动支路6或第二驱动支路7的水可由回流支路8回流至第一驱动支路6和第二驱动支路7的入口，实现控制棒驱动线1驱动压力和流量的调节。
在一个实施例中，第一驱动支路6包括第一截止阀61、第二截止阀62以及位于第一截止阀61和第二截止阀62之间的第一循环泵63，第二驱动支路7包括第三截止阀71、第四截止阀72以及位于第三截止阀71和第四截止阀72之间的第二循环泵73。第一截止阀61和第二截止阀62能够控制第一驱动支路6液体通路的开闭以及第一驱动支路6上的水流量的大小，第三截止阀71和第四截止阀72能够控制第二驱动支路7液体通路的开闭以及第二驱动支路7上的水流量的大小。当第一截止阀61和第二截止阀62关闭，第三截止阀71和第四截止阀72开启时，隔离阀5流出的水仅经过第二驱动支路7；当第三截止阀71和第四截止阀72关闭，第一截止阀61和第二截止阀62开启时，隔离阀5流出的水仅经过第一驱动支路6。
第一驱动支路6和第二驱动支路7为并联关系，能够相互替代使用，当第一驱动支路6和第二驱动支路7中的一条支路出现故障时，可通过另一条支路供水，以便于进行维修。在一个实施例中，第一循环泵63的下游和第二循环泵73的下游分别设置有过滤器64，过滤器64能够保证第一驱动支路6和第二驱动支路7上的水不包含杂质，避免管路堵塞，保证控制棒水压驱动回路的正常运行。
在一个实施例中，回流支路8沿流体流动方向依次设置有调节阀82和阻力节81。其中调节阀82能够控制回流支路8的开闭和回流支路8流量的大小，阻力节81为孔板结构，能够用于减小压力损失，维持回流支路8上位于阻力节81上游部分以及第一驱动支路6或第二驱动支路7的水压。
在一个实施例中，回流支路8上还设置有节流降噪管83，节流降噪管83设置于阻力节81下游。该节流降噪管83能够有效减低回流支路8工作过程中产生的流致振动和流致噪声，匹配驱动回路的结构尺寸，满足反应堆回路压力边界的使用条件，提高控制棒驱动回路的运行可靠性。
参见图2和图3，节流降噪管83包括前端盖831、外套管832、降噪管833和后端盖834。前端盖831上设置有用于与管路连接的接头和节流板837，节流板837上设置有节流孔835。当前端盖831通过接头连接回流支路8的管路时，回流支路8管路内的流体可通过节流孔835，节流孔835能够对通过前端盖831的流体进行限流。
降噪管833一端与前端盖831固定连接，经过节流孔835的流体可流入降噪管833内，降噪管833另一端连接回流支路8的管路，使进入降噪管833的流体回流至回流支路8的管路内。
降噪管833外壁上开设有多个降噪孔836，降噪孔836为贯穿降噪管833外壁的通孔，降噪管833内的流体可由降噪孔836进入降噪管833，降噪管833内的流体也可由降噪孔836流出。
外套管832的内径大于降噪管833的外径。外套管832一端与前端盖831固定连接，另一端与后端盖834固定连接。后端盖834为环形板，其外侧边与外套管832固定连接并形成密封，内侧边与降噪管833的外壁固定连接并形成密封。
前端盖831与外套管832、降噪管833之间以及后端盖834与外套管832、降噪管833之间均可通过焊接的方式进行固定。
当回流支路8内的流体由前端盖831进入降噪管833内后，降噪管833内的流体由部分降噪孔836流动至外套管832和降噪管833之间，再由部分降噪孔836回流至降噪管833内并流回至回流支路8的管路内。
在本发明一个实施例中，隔离阀5出口处设置有出压力容器温度测点51，通过在该出压力容器温度测点51设置温度测量设备能够实时测量进入控制棒水压驱动回路的流体温度，为温度调节提供参考。
第一驱动支路6的出口和第二驱动支路7的出口至控制棒驱动设备的组合阀4之间的管路上设置有进组合阀流量测点43和进组合阀温度测点42，通过在进组合阀流量测点43设置流量测量设备，能够实时测量控制棒水压驱动回路为组合阀4提供的总流量。通过在进组合阀温度测点42设置温度测量设备能够测量进入组合阀4的流体温度。
控制棒水压驱动回路上设置有进组合阀差压测点41，进组合阀差压测点41用于测量由隔离阀5的出口至控制棒驱动设备的组合阀4的入口之间的差压。
通过设置出压力容器温度测点51、进组合阀流量测点43和进组合阀差压测点41，能够对控制棒水压驱动回路的流体温度、流量和出入差压进行测量，从而为回路调节和驱动性能检测提供数据参考，实现精准调节。
在本发明一个实施例中，第一驱动支路6和第二驱动支路7上均设置有循环泵差压测点65和过滤器差压测点66，在循环泵差压测点65和过滤器差压测点66设置差压测量设备，能够实时获取第一循环泵63、第二循环泵73、以及分别位于第一驱动支路6和第二驱动支路7上的两个过滤器64所形成的差压。
第一驱动支路6的出口和第二驱动支路7的出口至组合阀4的管道上设置有循环泵流量测点67，循环泵流量测点67位于回流支路8的入口的上游，在该循环泵流量测点67设置流量测量设备，能够准确掌握第一驱动支路6和第二驱动支路7提供的总流量。
可以理解的是，循环泵流量测点67测量的流量与进组合阀流量测点43测量的流量之间的差值即为进入回流支路8的流体流量。
通过设置循环泵差压测点65、过滤器差压测点66和循环泵流量测点67能够实现循环泵和过滤器64的性能检测，为设备维修和第一驱动支路6、第二驱动支路7的调节提供支持。
在本发明一个实施例中，提供了一种控制棒驱动线1，其包括上述任一实施例中的控制棒水压驱动回路，具有控制准确、可靠性和安全性高、便于进行设备维修的优点，并且在维修过程中，不影响设备的正常使用。不仅满足控制棒内置式水压驱动技术的工程应用，也为其他工业领域驱动回路的工程设计提供了参考。
在本发明一个实施例中，提供了控制棒水压驱动回路的运行过程，在需要控制棒驱动线1对控制棒进行驱动时，隔离阀5打开，第一驱动支路6或第二驱动支路7运行，将流经隔离阀5的压力容器压力边界2内的水泵出并加压，部分水通过回流支路8流回第一驱动支路6和第二驱动支路7的入水口处，剩余的水进入组合阀4为控制棒的驱动提供动力。以第一驱动支路6运行为例，第三截止阀71和第四截止阀72关闭，第一截止阀61和第二截止阀62开启，水仅通过第一驱动支路6。当第一驱动支路出现故障时，可关闭第一截止阀61和第二截止阀62，开启第三截止阀71和第四截止阀72，运行第二循环泵73进行供水，此时可对第一驱动支路6进行维修。需要说明的是，回流支路8主要用于进行卸压，通过调节阀82能够调节回流支路8的开闭以及回流支路8的流量大小。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种控制棒水压驱动回路，其特征在于，包括隔离阀、第一驱动支路、第二驱动支路和回流支路，所述隔离阀的入口连接穿过压力容器压力边界的喉部缩管，所述隔离阀的出口同时连接所述第一驱动支路的入口和所述第二驱动支路的入口，所述第一驱动支路的出口和所述第二驱动支路的出口同时连接控制棒驱动设备的组合阀，所述回流支路一端同时连接所述第一驱动支路的出口和所述第二驱动支路的出口，另一端同时连接所述第一驱动支路的入口和所述第二驱动支路的入口；所述第一驱动支路包括第一截止阀、第二截止阀以及位于所述第一截止阀和所述第二截止阀之间的第一循环泵，所述第二驱动支路包括第三截止阀、第四截止阀以及位于所述第三截止阀和所述第四截止阀之间的第二循环泵，所述第一循环泵的下游和所述第二循环泵的下游分别设置有过滤器；所述回流支路沿流体流动方向依次设置有调节阀和阻力节；所述回流支路上还设置有节流降噪管，所述节流降噪管设置于所述阻力节下游；所述节流降噪管包括前端盖、外套管、降噪管和后端盖，所述前端盖设置于所述外套管一端，所述后端盖设置于所述外套管另一端，所述降噪管套设于所述外套管内，所述降噪管一端的端部与所述前端盖固定连接，另一端的外壁与所述后端盖固定连接，所述前端盖内设置有节流板，所述节流板上设置有节流孔，所述节流孔连通至所述降噪管内，所述降噪管上开设有多个降噪孔。
2.根据权利要求1所述的控制棒水压驱动回路，其特征在于，所述隔离阀出口处设置有出压力容器温度测点，所述第一驱动支路的出口和所述第二驱动支路的出口至控制棒驱动设备的组合阀之间的管路上设置有进组合阀流量测点和进组合阀温度测点。
3.根据权利要求1所述的控制棒水压驱动回路，其特征在于，所述控制棒水压驱动回路上设置有进组合阀差压测点，所述进组合阀差压测点用于测量由所述隔离阀的出口至所述控制棒驱动设备的组合阀的入口之间的差压。
4.根据权利要求1所述的控制棒水压驱动回路，其特征在于，所述第一驱动支路和第二驱动支路上均设置有循环泵差压测点和过滤器差压测点，所述第一驱动支路的出口和所述第二驱动支路的出口至组合阀的管道上设置有循环泵流量测点，所述循环泵流量测点位于所述回流支路的入口的上游。
5.一种控制棒驱动线，其特征在于，包括如权利要求1至4任一项所述的控制棒水压驱动回路。
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