CN114396495A - 一种自锁式多功能自动卸压阀 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及核电站自动卸压技术领域，具体公开了一种自锁式多功能自动卸压阀，包括主阀阀体、行程阀以及复位阀，所述主阀阀体下端与压力容器相连，侧面与安全壳相互连通，所述行程阀、复位阀安装在安全壳侧面；所述主阀阀体中设置有主阀控制腔，所述主阀控制腔中配套设置有主阀弹簧与主阀活塞，所述主阀活塞对主阀控制腔以及主阀阀体的进气口进行密封，所述主阀控制腔侧面与安全壳相互连通；所述主阀阀体的进气口侧面通过上导管与主阀控制腔相连通，且在主阀控制腔上导管中接有调节阀；所述调节阀通过排放通道连接有压差隔断阀，所述压差隔断阀与行程阀、复位阀相接；在调节阀、压差隔断阀、行程阀、复位阀中均配套设置有弹簧与活塞。
Description
技术领域
本发明涉及核电站自动卸压技术领域，具体为一种自锁式多功能自动卸压阀。
背景技术
第三代压水堆核电站将“非能动”技术理念引入安全系统。“非能动”即在无需外部能源的情况下，利用自然物理现象(重力、蒸发、冷凝、自然循环、自然对流等)以及气体蓄能驱动流体流动，带走堆芯余热和安全壳的热量。非能动设计理念的引入，不仅使核电站的系统和工艺布置设计大大简化，而且使核电站的安全性能得到了显著提高。核电站非能动设计分为4级自动卸压阀，第1～3级自动卸压阀采用电动闸阀和电动截止阀串联；第4级卸压阀采用电动闸阀和爆破阀串联。通过在不同事故工况下卸压阀开启顺序的控制以实现一回路的可控的压力释放及控制。
虽然ADS自动卸压系统已大大简化了传统核电站的安全系统配置，但四级卸压共需16台电动阀和4台爆破阀，对于设计、安装及运行控制来说仍显繁琐。同时，核电站正常运行工况下的启堆和停堆操作，是通过与反应堆冷却剂系统(以下简称“RCS”)主管道热段相连的正常余热排出系统泵吸入口管道上设置的弹簧式安全阀为RCS提供低温超压保护，该安全阀的整定压力远低于RCS系统运行压力。该安全阀的设置对整个一回路的系统安全也起到了至关重要的作用。
现如今，压水反应堆向小型集成模块化发展，倾向采用一体化结构，取消环路式布置。压力容器内不仅有核燃料组件和控制棒，还有反应堆冷却剂系统的所有设备和部件，包括内置的蒸汽发生器模块以及位于压力容器上封头内的稳压器，是一种紧凑的、更加经济的设计，而自动卸压系统的配置和功能是该设计的难点。然而，集成化的模块堆面临的最大问题是布置空间不足，对设备占有体积应有严格控制。这种情况下，传统的自动卸压系统阀门和管道由于占据空间大的缺点显示难以适应集成模块化堆需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自锁式多功能自动卸压阀，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自锁式多功能自动卸压阀，包括主阀阀体、行程阀以及复位阀，所述主阀阀体下端与压力容器相连，侧面与安全壳相互连通，所述行程阀、复位阀安装在安全壳侧面；所述主阀阀体中设置有主阀控制腔，所述主阀控制腔中配套设置有主阀弹簧与主阀活塞，所述主阀活塞对主阀控制腔、主阀阀体的进气口之间的主阀通道进行密封，所述主阀控制腔侧面通过主阀排放通道与安全壳相互连通；所述主阀阀体的进气口侧面通过上导管与主阀控制腔相连通，且在上导管中接有调节阀；所述调节阀通过排放管道连接有压差隔断阀，所述压差隔断阀通过液路通道与行程阀、复位阀相接；在调节阀、压差隔断阀、行程阀、复位阀中均配套设置有弹簧与活塞。
优选的，所述压差隔断阀中通过压差隔断阀弹簧设置有压差隔断阀活塞；所述压差隔断阀底部通过控制腔导管与上导管相互连通。
优选的，所述上导管中设置有减速器，所述行程阀、复位阀均与控制器电性连接。
优选的，所述行程阀、复位阀侧面分别设置有行程阀排放通道、复位充压管路，所述行程阀排放通道与安全壳相互连通
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供了一种既实现系统“非能动”设计功能，同时又能实现系统低温超压保护功能的自锁式多功能自动卸压阀，不需要配置大量电动阀门和控制信号，简化了集成模块化系统配置。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的失水工况下卸压阀处于开启状态的简图；
图3为本发明的降压后卸压阀处于复位状态的简图；
图中标号：1、主阀阀体；2、主阀控制腔；3、主阀弹簧；4、压差隔断阀；5、压差隔断阀弹簧；6、主阀通道；7、主阀活塞；8、上导管；9、主阀排放通道；10、控制腔导管；11、行程阀；12、复位阀；13、复位充压管路；14、行程阀排放通道；15、液路通道；16、排放管道；17、减速器。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种自锁式多功能自动卸压阀，包括主阀阀体1、行程阀11以及复位阀12，所述主阀阀体1下端与压力容器相连，侧面与安全壳相互连通，所述行程阀11、复位阀12安装在安全壳侧面；所述主阀阀体1中设置有主阀控制腔2，所述主阀控制腔2中配套设置有主阀弹簧3与主阀活塞7，所述主阀活塞7对主阀控制腔2、主阀阀体1的进气口之间的主阀通道6进行密封，所述主阀控制腔2侧面通过主阀排放通道9与安全壳相互连通；所述主阀阀体1的进气口侧面通过上导管8与主阀控制腔2相连通，且在上导管8中接有调节阀；所述调节阀通过排放管道16连接有压差隔断阀4，所述压差隔断阀4通过液路通道15与行程阀11、复位阀12相接；在调节阀、压差隔断阀、行程阀11、复位阀12中均配套设置有弹簧与活塞。
进一步的，所述压差隔断阀4中通过压差隔断阀弹簧5设置有压差隔断阀活塞；所述压差隔断阀4底部通过控制腔导管10与上导管8相互连通。
进一步的，所述上导管8中设置有减速器17，所述行程阀11、复位阀12均与控制器电性连接。
进一步的，所述行程阀11、复位阀12侧面分别设置有行程阀排放通道14、复位充压管路13，所述行程阀排放通道14与安全壳相互连通。
工作原理：
为使本发明的上述目的、特征和优点更加明显易懂，以下结合图1、2、3和具体实施方式，并分别以正常运行工况、失水事故工况和降压后卸压阀复位工作流程，对该自锁式多功能自动卸压阀作进一步说明。
如图1所示，为正常运行工况下卸压阀处于关闭状态的简图。
该状态下，主阀压力高于其整定压力，主阀弹簧3处于压缩状态，主阀控制腔2的排放通道16密闭，系统压力从主阀进口至主阀活塞7下方；通过主阀控制腔2的上导管8传入主阀控制腔2中。此时，主阀控制腔2压力同下方的主阀进口压力保持平衡，主阀控制腔2密封面积远大于主阀活塞7下方密封面面积，主阀控制腔2压力大于主阀活塞7下方压力和弹簧力产生的合力，主阀阀体1处于关闭状态。此外，系统压力从上导管8至压差隔断阀4的控制腔中，压力容器与安全壳之间压差高于预定阈值时，压差隔断阀4处于关闭状态，阻断主阀控制腔2向压力容器外排放路径，形成自锁。
如图2所示，为失水事故工况下卸压阀处于开启状态的简图。
该状态下，压力容器压力降低，从破口位置持续向安全壳释放，导致压力容器和安全壳之间的压差逐渐减小。此时，行程阀11在接收到电信号后打开行程阀排放通道14，压差降低到压差隔断阀4整定值以下时，压差隔断阀弹簧5恢复迫使排放通道16打开，压力容器内两相流持续通过主阀控制腔2排向安全壳。系统压力继续降低达到主阀阀体1整定压力时，在主阀弹簧3的驱动下，主阀活塞7上方的主阀控制腔2压力低于主阀活塞7下方压力和弹簧力的合力，驱动主阀排放通道9打开，从而使主阀1开启实现快速卸压。
如图3所示，为降压后卸压阀处于复位状态的简图。
该状态下，复位阀12控制一条液压管路13，利用化容系统将冷却剂充至主阀控制腔2上方以抵抗主阀弹簧3压缩状态下的弹力压紧主阀活塞7使其密封，当压力上升至足够维持主阀控制腔2压力以抵抗主阀弹簧3压缩状态下的弹力时，使用电磁阀驱动复位阀关闭，阻断化容继续通过液压管路13向主阀控制腔2充水的路径，主阀关闭。
值得注意的是：整个装置通过总控制按钮对其实现控制，由于控制按钮匹配的设备为常用设备，属于现有成熟技术，在此不再赘述其电性连接关系以及具体的电路结构。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种自锁式多功能自动卸压阀，其特征在于：包括主阀阀体(1)、行程阀(11)以及复位阀(12)，所述主阀阀体(1)下端与压力容器相连，侧面与安全壳相互连通，所述行程阀(11)、复位阀(12)安装在安全壳侧面；所述主阀阀体(1)中设置有主阀控制腔(2)，所述主阀控制腔(2)侧面通过主阀排放通道(9)与安全壳相互连通；所述主阀阀体(1)的进气口侧面通过上导管(8)与主阀控制腔(2)相连通；在行程阀(11)、复位阀(12)中均配套设置有弹簧与活塞。
2.根据权利要求1所述的一种自锁式多功能自动卸压阀，其特征在于：所述主阀控制腔(2)中配套设置有主阀弹簧(3)与主阀活塞(7)，所述主阀活塞(7)对主阀控制腔(2)、主阀阀体(1)的进气口之间的主阀通道(6)进行密封。
3.根据权利要求1所述的一种自锁式多功能自动卸压阀，其特征在于：所述上导管(8)中设置有减速器(17)，所述行程阀(11)、复位阀(12)均与控制器电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种自锁式多功能自动卸压阀，其特征在于：所述行程阀(11)、复位阀(12)侧面分别设置有行程阀排放通道(14)、复位充压管路(13)，所述行程阀排放通道(14)与安全壳相互连通，所述复位充压管路(13)与化容系统相连。
5.根据权利要求1所述的一种自锁式多功能自动卸压阀，其特征在于：所述上导管(8)中接有调节阀。
6.根据权利要求5所述的一种自锁式多功能自动卸压阀，其特征在于：所述调节阀通过排放管道(16)连接有压差隔断阀(4)，所述压差隔断阀(4)通过液路通道(15)与行程阀(11)、复位阀(12)相接，所述调节阀、压差隔断阀中均配套设置有弹簧与活塞。
7.根据权利要求6所述的一种自锁式多功能自动卸压阀，其特征在于：
所述压差隔断阀(4)中通过压差隔断阀弹簧(5)设置有压差隔断阀活塞，压差隔断阀(4)底部通过控制腔导管(10)与上导管(8)相互连通。
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