CN115683493A - 一种自密封阀门在线密封性试验装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自密封阀门在线密封性试验装置，包括：引流孔封堵组件，用于对阀体上的引流孔进行临时封堵；假阀盖组件，具有假阀盖，假阀盖的中心孔穿过阀杆安装在阀体的上方形成密封腔，假阀盖上设有三通接头，三通接头的一端安装有压力表，另一端与压力源连接；以及阀门开度调整机构，用于调整阀杆的上下移动。本发明还提供了一种自密封阀门在线密封性试验方法，使用引流孔封堵组件对自密封阀门的引流孔进行封堵；安装假阀盖组件；安装阀门开度调整机构；引入外部压力源，进行自密封阀门在线密封性试验。本发明使用效果良好，试验发现了阀座焊缝穿孔的缺陷，以及密封面研磨质量的问题，并对各个阀门的行程调整和确认起到了关键作用。

Description

一种自密封阀门在线密封性试验装置和方法

技术领域

本发明涉及阀门密封性试验技术领域，尤其涉及一种自密封阀门在线密封性试验装置和方法。

背景技术

自密封阀门承压能力高，且密封性随介质压力升高变强，核电厂一般应用于应急给水系统的汽动泵入口隔离阀。如图1所示，自密封阀门安装在管道1上，自密封阀门包括阀座2、阀体3、阀瓣4、引流孔5、阀杆9。其中，一部分自密封阀门没有中法兰6和中法兰螺栓8。

机组正常运行时自密封阀门处于关闭状态，密封性是其关键指标，出现缺陷直接影响WANO评分，并对核安全产生不利影响。自密封阀门由于结构特殊，检修后难以通过有效手段确认密封性，导致该型阀门易存在不同程度内漏。某核电厂应急给水系统汽动泵因该阀门内漏而造成停机杆长期漏水，汽动泵涡轮侧积水严重，造成重要专设核安全设备可用性差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所述的缺陷，从而提供一种自密封阀门在线密封性试验装置和方法，利用阀体自有结构实现阀腔打压和阀门关位标定，解决核电厂关键阀门的密封性无法准确确定的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种自密封阀门在线密封性试验装置，包括：引流孔封堵组件，用于对阀体上的引流孔进行临时封堵；假阀盖组件，具有假阀盖，所述假阀盖的中心孔穿过阀杆安装在所述阀体的上方形成密封腔，所述假阀盖上设有三通接头，所述三通接头的一端安装有压力表，另一端与压力源连接；以及阀门开度调整机构，用于调整所述阀杆的上下移动。

作为一种可实施的方式，所述引流孔封堵组件包括固定环和密封塞，所述固定环上开设有径向通孔，所述密封塞设于所述径向通孔中以封堵所述引流孔。

作为一种可实施的方式，所述密封塞为锥形密封塞。

作为一种可实施的方式，所述径向通孔为顶丝孔，顶丝进入所述顶丝孔挤压所述锥形密封塞以封堵所述引流孔。

作为一种可实施的方式，所述假阀盖的中心孔内设有密封槽，所述密封槽内设有O型密封圈。

作为一种可实施的方式，所述假阀盖的下方设有密封垫。作为一种可实施的方式，所述假阀盖的圆周上设有法兰孔，中法兰螺栓穿过所述法兰孔，并通过中法兰螺母将所述假阀盖和所述阀体压紧形成密封腔。

作为一种可实施的方式，所述假阀盖的四角上设有长条形通孔，U型螺栓穿过所述长条形通孔并通过与所述U型螺栓适配的螺母将所述假阀盖和所述阀体压紧形成密封腔。

作为一种可实施的方式，所述假阀盖上设有螺纹通孔，所述三通接头的下端出口具有外螺纹，所述三通接头与所述螺纹通孔固定连接。

作为一种可实施的方式，所述三通接头与所述压力源连接的一端上设有针型阀。

作为一种可实施的方式，所述阀门开度调整机构包括支撑杆、桥板和阀位调整螺栓，所述支撑杆的下端安装到所述假阀盖上，上端与所述桥板连接；所述阀杆的上端具有外螺纹并与所述阀位调整螺栓螺纹连接；所述阀位调整螺栓的下部进入所述桥板的中心孔，并与所述桥板的中心孔间隙配合。

作为一种可实施的方式，所述支撑杆的上端具有外螺纹，位于所述桥板下方的所述支撑杆上设有下螺母，位于所述桥板上方的所述支撑杆上设有上螺母。

作为一种可实施的方式，所述支撑杆的数量为2，关于所述桥板的中心孔对称设置。

一种自密封阀门在线密封性试验方法，包括以下步骤：

步骤1：使用所述的引流孔封堵组件对自密封阀门的引流孔进行封堵；

步骤2：安装所述的假阀盖组件；

步骤3：安装所述的阀门开度调整机构；

步骤4：引入外部压力源，进行自密封阀门在线密封性试验。

步骤1具体包括：

步骤1.1：将带有顶丝孔的所述固定环，套在所述阀体上，使所述顶丝孔与所述引流孔对齐；

步骤1.2：将所述锥形密封塞放进所述顶丝孔内，所述锥形密封塞的锥头朝向所述阀体；

步骤1.3：拧紧所述顶丝，用所述锥形密封塞堵住所述引流孔，形成有效密封。

步骤2具体包括：

步骤2.1：组装压力源组件；

步骤2.2：将所述压力源组件安装在所述假阀盖上；

步骤2.3：将用于密封所述阀杆的所述O型密封圈装在所述假阀盖中心的密封槽内；

步骤2.4：对阀门中法兰进行清理；

步骤2.5：在所述阀门中法兰上放置好平面所述密封垫；

步骤2.6：所述假阀盖从所述阀杆顶部向下套入，在所述阀门中法兰上落平；

步骤2.7：用所述中法兰螺母将所述假阀盖与所述阀体连接起来，使阀腔成为密封腔室。

步骤3具体包括：

步骤3.1：将两根所述支撑杆安装在所述假阀盖上；

步骤3.2：依次安装所述下螺母、所述桥板和所述上螺母；

步骤3.3：调节所述下螺母和所述上螺母的高度，使所述桥板水平；

步骤3.4：最后从所述阀杆顶端旋入所述阀位调整螺栓。

步骤4具体包括：

步骤4.1：使用所述旋转阀位调整螺栓驱动所述阀杆和阀瓣上下移动，使自密封阀门处于正常关闭位置；

步骤4.2：通过所述针型阀引入外部压力源，观察所述压力表，到达指定压力后，关闭所述针型阀，进行保压。

步骤4.3：判断所述压力表的压力变化情况，所述外部压力源停止供压，所述压力表数值持续下降，最终至零，则说明自密封阀门中腔有泄漏点，在确保自密封阀门在线密封性试验装置密封性的情况下以判断自密封阀门密封面或阀腔存在缺陷。

步骤4.4：所述旋转阀位调整螺栓，对自密封阀门关位进行微调，所述外部压力源停止供压，所述压力表数值可以稳定在设备工作压力不降，则该位置是阀门最佳关位，记录所述阀杆相对高度，作为自密封阀门正式回装参数。

与现有技术相比，本发明提供的自密封阀门在线密封性试验装置和方法具有以下有益效果：

本发明根据自密封阀门特点，通过提供假阀盖和引流孔封堵组件，利用阀体自有结构实现自密封阀门的阀腔密封，在不对核级设备进行不可逆改动的情况下，实现自密封阀门在线打压和关位标定，解决了自密封阀门无法进行在线密封性检查的业界难题。

本发明提供的试验装置通过阀门开度调整机构，能够根据打压情况找出每台阀门的最佳密封行程，指导阀门回装和调整，大幅提高维修效率和质量。

本发明提供的试验装置结构简单、性能可靠，安装及操作便利。

本发明提供的试验装置经过对相关阀门进行密封性试验，使用效果良好，试验发现了阀座焊缝穿孔的缺陷，以及密封面研磨质量的问题，并对各个阀门的行程调整和确认起到了关键作用。

进一步地，本发明提供的试验装置将阀杆填料密封改为O型圈密封，不仅实现高压力密封，还具有操作简便、可靠性高的特点。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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它的附图。

图1为现有技术的自密封阀门的剖视图；

图2为本发明实施例所提供的自密封阀门在线密封性试验装置的爆炸图，其中对部分结构进行了剖视；

图3为本发明实施例所提供的假阀盖的俯视图，其中示出了图2中假阀盖的剖视方向；

图4为本发明实施例所提供的自密封阀门在线密封性试验装置安装后的剖视图。

附图标记说明：

1、管道；2、阀座；3、阀体；4、阀瓣；5、引流孔；6、阀门中法兰；7、U型螺栓；8、中法兰螺栓；9、阀杆；10、顶丝；11、锥形密封塞；12、固定环；13、密封垫；14、假阀盖；15、中法兰螺母；16、O型密封圈；17、针型阀；18、三通接头；19、压力表；20、支撑杆；21、下螺母；22、桥板；23、上螺母；24、阀位调整螺栓。

具体实施方式

虽然本发明的自密封阀门在线密封性试验装置可以通过多种不同方式来实施，但是本文将结合附图对示例性实施方式进行详细描述，可以理解的是，本文的描述应被认为是对自密封阀门在线密封性试验装置的结构进行举例说明，而无意将本发明的保护范围局限于示例性实施方式。因此，在本质上，附图和具体实施方式的描述应被认为用于说明而非限制本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，本文的术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“水平”、“竖直”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部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。

下面通过具体实施方式进一步详细说明。

如图2至图4所示，本发明提供了一种自密封阀门在线密封性试验装置，包括引流孔封堵组件、假阀盖组件和阀门开度调整机构。本发明利用自密封阀门自有结构实现阀腔打压和阀门关位标定，满足核电厂关键阀门的密封要求。

自密封阀门一般在阀腔上部设有引流孔(如图1和图4所示)，用于设备运行时观察自密封环的密封性。引流孔封堵组件包括固定环12和密封塞，阀腔打压时，引流孔封堵组件对阀体3的引流孔进行临时封堵。固定环12整体为圆环形，固定环12上开设有径向通孔，在阀体3上安装固定环12时，径向通孔能够对准阀体3的引流孔，在径向通孔中安装密封塞以此对引流孔进行临时封堵。

优选地，如图2和图4所示，密封塞选用锥形密封塞11，径向通孔为顶丝孔，并增加顶丝10来增强对引流孔的封堵效果。使用时，将带有顶丝孔的固定环12套在阀体3上，让顶丝孔与引流孔对齐，然后放入锥形密封塞11，再拧紧顶丝10，锥形密封塞11在顶丝10挤压下堵住引流孔，形成密封。

如图2至图4所示，假阀盖组件包括密封垫13、假阀盖14、中法兰螺母15、O型密封圈16、针型阀17、三通接头18、压力表19。如图2和图3所示，假阀盖14上设有中心孔、用于连接三通接头18的螺纹通孔、用于连接支撑杆20的螺纹孔、用于连接中法兰螺栓8的法兰孔和用于连接U型螺栓7的长条形通孔(四角处)。假阀盖14采用长方形结构，包含了圆法兰的尺寸、功能。沿着假阀盖14的中心孔的侧壁开设有3条环形的密封槽，3条环形的密封槽可以根据实际应用情况调整开设位置，密封槽内分别放置O型密封圈16以增强密封性。如图2所示，三通接头18的下端出口处具有外螺纹，三通接头18与假阀盖14上对应的螺纹通孔固定连接。三通接头18的上端安装压力表19，右端连接压力源。三通接头18的右端连接的管路上增设针型阀17，通过针型阀17利于引入外部压力源。

使用时，先在假阀盖14上安装压力源组件(针型阀17、三通接头18和压力表19)，并在假阀盖14的中心孔内安装用于密封阀杆9的O型密封圈16。然后对阀门中法兰6进行清理，放置好密封垫13。假阀盖14从阀杆9顶部向下套入，在中法兰6上落平后，用中法兰螺母15将假阀盖14与阀体3压紧，形成密封腔。

作为另一种实施方式，对于部分缺少中法兰螺栓8的自密封阀门，则使用U型螺栓7固定假阀盖14和阀体3。U型螺栓7穿过长条形通孔并通过与U型螺栓7适配的螺母将假阀盖14和阀体3压紧形成密封腔。

如图2和图4所示，阀门开度调整机构包括支撑杆20、下螺母21、桥板22、上螺母23、阀位调整螺栓24，用以调整阀杆9的上下移动。支撑杆20的下端和上端都具有外螺纹，下端安装到假阀盖14上，上端与桥板22的螺纹孔连接，位于桥板22下方的支撑杆20上螺纹连接下螺母21，位于桥板22上方的支撑杆20上螺纹连接上螺母23。阀位调整螺栓24和阀杆9的上端螺纹连接，阀位调整螺栓24的下部进入桥板22的中心孔，并与桥板22的中心孔间隙配合，阀位调整螺栓24的上部位于桥板22上方并且尺寸大于桥板22的中心孔的直径。

支撑杆20优选为两根，并且关于桥板22的中心孔对称设置，优选左右对称布置。

使用时，先将两根支撑杆20安装在假阀盖14上，然后依次安装下螺母21、桥板22和上螺母23，调节下螺母21和上螺母23的高度，使桥板22水平。阀位调整螺栓24内孔设有螺纹，并与阀杆9螺纹匹配。阀位调整螺栓24与桥板22的中心孔则是间隙配合，阀位调整螺栓24可从阀杆9顶端旋入。

密封性试验时，旋转阀位调整螺栓24驱动阀杆9和阀瓣4上下移动，使阀门处于正常关闭位置。通过针型阀17引入外部压力源，观察压力表19，到达指定压力后，关闭针型阀17，进行保压。外部压力源停止供压，压力表19数值持续下降，最终至零，则说明阀门中腔有泄漏点，在确保本装置密封性的情况下，可以判断阀门密封面或阀腔存在缺陷。旋转阀位调整螺栓24，对阀门关位进行微调，外部压力源停止供压，压力表19数值可以稳定在设备工作压力不降，则该位置是阀门最佳关位。

本发明提供的自密封阀门在线密封性试验装置结构简单、性能可靠，操作便利，该密封性试验装置可应用于国内外大多数核电厂。此外，本发明提供的试验装置经过对相关阀门进行密封性试验，使用效果良好，试验发现了阀座焊缝穿孔的缺陷，以及密封面研磨质量的问题，并对各个阀门的行程调整和确认起到了关键作用。系统在线后，上述阀门密封严密，下游管线温度计只有基础温度，应急给水系统气动泵停机杆漏水的重大技术问题得以彻底解决。

除此之外，本发明还提供了一种自密封阀门在线密封性试验方法，包括以下步骤：

步骤1：封堵阀体3上的引流孔，具体如下：

步骤1.1：将带有顶丝孔的固定环12，套在阀体3上，使固定环12顶丝孔与引流孔对齐；

步骤1.2：将锥形密封塞11放进顶丝孔内，锥头朝向阀体3；

步骤1.3：拧紧顶丝10，用锥形密封塞11堵住引流孔，形成有效密封。

步骤2：安装假阀盖组件，具体如下：

步骤2.1：组装压力源组件，即连接三通接头18、压力表19和针型阀17；

步骤2.2：将压力源组件安装在假阀盖14上；

步骤2.3：将用于密封阀杆9的O型密封圈16装在假阀盖14中心的密封槽内；

步骤2.4：对阀门中法兰6进行清理；

步骤2.5：在阀门中法兰6上放置好平面密封垫13；

步骤2.6：假阀盖14从阀杆9顶部向下套入，在阀门中法兰6上落平；

步骤2.7：用中法兰螺母15将假阀盖14与阀体3连接起来，使阀腔成为密封腔室；对于部分缺少中法兰螺栓的自密封阀门，则使用U型螺栓7固定假阀盖14和阀体3。

步骤3：安装阀门开度调整机构，具体如下：

步骤3.1：将两根支撑杆20安装在假阀盖14上；

步骤3.2：依次安装下螺母21、桥板22和上螺母23；

步骤3.3：调节下螺母21和上螺母23的高度，使桥板22水平；

步骤3.4：最后从阀杆9顶端旋入阀位调整螺栓24。

步骤4：引入外部压力源，进行自密封阀门在线密封性试验，具体如下：

步骤4.1：旋转阀位调整螺栓24驱动阀杆9和阀瓣4上下移动，使阀门处于正常关闭位置；

步骤4.2：通过针型阀17引入外部压力源，观察压力表19，到达指定压力后，关闭针型阀17，进行保压；

步骤4.3：判断压力表19的压力变化情况，外部压力源停止供压，压力表19数值持续下降，最终至零，则说明阀门中腔有泄漏点，在确保本装置密封性的情况下，可以判断阀门密封面或阀腔存在缺陷；

步骤4.4：旋转阀位调整螺栓24，对阀门关位进行微调，外部压力源停止供压，压力表19数值可以稳定在设备工作压力不降，则该位置是阀门最佳关位，记录阀杆9相对高度，作为阀门正式回装参数。

以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (18)

1.一种自密封阀门在线密封性试验装置，其特征在于，包括：

引流孔封堵组件，用于对阀体(3)上的引流孔进行临时封堵；

假阀盖组件，具有假阀盖(14)，所述假阀盖(14)的中心孔穿过阀杆(9)安装在所述阀体(3)的上方形成密封腔，所述假阀盖(14)上设有三通接头(18)，所述三通接头(18)的一端安装有压力表(19)，另一端与压力源连接；以及

阀门开度调整机构，用于调整所述阀杆(9)的上下移动。

2.根据权利要求1所述的自密封阀门在线密封性试验装置，其特征在于，所述引流孔封堵组件包括固定环(12)和密封塞，所述固定环(12)上开设有径向通孔，所述密封塞设于所述径向通孔中以封堵所述引流孔。

3.根据权利要求2所述的自密封阀门在线密封性试验装置，其特征在于，所述密封塞为锥形密封塞(11)。

4.根据权利要求3所述的自密封阀门在线密封性试验装置，其特征在于，所述径向通孔为顶丝孔，顶丝(10)进入所述顶丝孔挤压所述锥形密封塞(11)以封堵所述引流孔。

5.根据权利要求1所述的自密封阀门在线密封性试验装置，其特征在于，所述假阀盖(14)的中心孔内设有密封槽，所述密封槽内设有O型密封圈(16)。

6.根据权利要求1所述的自密封阀门在线密封性试验装置，其特征在于，所述假阀盖(14)的下方设有密封垫(13)。

7.根据权利要求1所述的自密封阀门在线密封性试验装置，其特征在于，所述假阀盖(14)的圆周上设有法兰孔，中法兰螺栓(8)穿过所述法兰孔，并通过中法兰螺母将所述假阀盖(14)和所述阀体(3)压紧形成密封腔。

8.根据权利要求1所述的自密封阀门在线密封性试验装置，其特征在于，所述假阀盖(14)的四角上设有长条形通孔，U型螺栓(7)穿过所述长条形通孔并通过与所述U型螺栓(7)适配的螺母将所述假阀盖(14)和所述阀体(3)压紧形成密封腔。

9.根据权利要求1所述的自密封阀门在线密封性试验装置，其特征在于，所述假阀盖(14)上设有螺纹通孔，所述三通接头(18)的下端出口具有外螺纹，所述三通接头(18)与所述螺纹通孔固定连接。

10.根据权利要求1所述的自密封阀门在线密封性试验装置，其特征在于，所述三通接头(18)与所述压力源连接的一端上设有针型阀(17)。

11.根据权利要求1所述的自密封阀门在线密封性试验装置，其特征在于，所述阀门开度调整机构包括支撑杆(20)、桥板(22)和阀位调整螺栓(24)，所述支撑杆(20)的下端安装到所述假阀盖(14)上，上端与所述桥板(22)连接；所述阀杆(9)的上端具有外螺纹并与所述阀位调整螺栓(24)螺纹连接；所述阀位调整螺栓(24)的下部进入所述桥板(22)的中心孔，并与所述桥板(22)的中心孔间隙配合。

12.根据权利要求11所述的自密封阀门在线密封性试验装置，其特征在于，所述支撑杆(20)的上端具有外螺纹，位于所述桥板(22)下方的所述支撑杆(20)上设有下螺母(21)，位于所述桥板(22)上方的所述支撑杆(20)上设有上螺母(23)。

13.根据权利要求11或12所述的自密封阀门在线密封性试验装置，其特征在于，所述支撑杆(20)的数量为2，关于所述桥板(22)的中心孔对称设置。

14.一种自密封阀门在线密封性试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：使用如权利要求1-13中任一项所述的引流孔封堵组件对自密封阀门的引流孔进行封堵；

步骤2：安装如权利要求1-13中任一项所述的假阀盖组件；

步骤3：安装如权利要求1-13中任一项所述的阀门开度调整机构；

步骤4：引入外部压力源，进行自密封阀门在线密封性试验。

15.根据权利要求14所述的自密封阀门在线密封性试验方法，其特征在于，步骤1具体包括：

步骤1.1：将带有顶丝孔的所述固定环(12)，套在所述阀体(3)上，使所述顶丝孔与所述引流孔对齐；

步骤1.2：将所述锥形密封塞(11)放进所述顶丝孔内，所述锥形密封塞(11)的锥头朝向所述阀体(3)；

步骤1.3：拧紧所述顶丝(10)，用所述锥形密封塞(11)堵住所述引流孔，形成有效密封。

16.根据权利要求14所述的自密封阀门在线密封性试验方法，其特征在于，步骤2具体包括：

步骤2.1：组装压力源组件；

步骤2.2：将所述压力源组件安装在所述假阀盖(14)上；

步骤2.3：将用于密封所述阀杆(9)的所述O型密封圈(16)装在所述假阀盖(14)中心的密封槽内；

步骤2.4：对阀门中法兰(6)进行清理；

步骤2.5：在所述阀门中法兰(6)上放置好平面所述密封垫(13)；

步骤2.6：所述假阀盖(14)从所述阀杆(9)顶部向下套入，在所述阀门中法兰(6)上落平；

步骤2.7：用所述中法兰螺母(15)将所述假阀盖(14)与所述阀体(3)连接起来，使阀腔成为密封腔室。

17.根据权利要求14所述的自密封阀门在线密封性试验方法，其特征在于，步骤3具体包括：

步骤3.1：将两根所述支撑杆(20)安装在所述假阀盖(14)上；

步骤3.2：依次安装所述下螺母(21)、所述桥板(22)和所述上螺母(23)；

步骤3.3：调节所述下螺母(21)和所述上螺母(23)的高度，使所述桥板(22)水平；

步骤3.4：最后从所述阀杆(9)顶端旋入所述阀位调整螺栓(24)。

18.根据权利要求14所述的自密封阀门在线密封性试验方法，其特征在于，步骤4具体包括：

步骤4.1：使用所述旋转阀位调整螺栓(24)驱动所述阀杆(9)和阀瓣(4)上下移动，使自密封阀门处于正常关闭位置；

步骤4.2：通过所述针型阀(17)引入外部压力源，观察所述压力表(19)，到达指定压力后，关闭所述针型阀(17)，进行保压。

步骤4.3：判断所述压力表(19)的压力变化情况，所述外部压力源停止供压，所述压力表(19)数值持续下降，最终至零，则说明自密封阀门中腔有泄漏点，在确保自密封阀门在线密封性试验装置密封性的情况下，判断自密封阀门密封面或阀腔存在缺陷。

步骤4.4：所述旋转阀位调整螺栓(24)，对自密封阀门关位进行微调，所述外部压力源停止供压，所述压力表(19)数值可以稳定在设备工作压力不降，则该位置是阀门最佳关位，记录所述阀杆(9)相对高度，作为自密封阀门正式回装参数。

Images