CN116146755A - 用于核电厂非能动注水管线的隔离阀 - Google Patents
用于核电厂非能动注水管线的隔离阀 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种用于核电厂非能动注水管线的隔离阀，包括：主阀和二位三通控制阀，主阀包括主阀体和阀芯，主阀体具有密封腔和阀腔，阀腔用于连通注水管线和冷却剂系统，阀芯一端位于密封腔内，另一端位于阀腔内，其能够在进入密封腔内介质的压强作用下在主阀体内滑动，以打开或关闭阀腔，介质开启主阀的压强整定值P0main满足：Pgmax﹤P0main﹤Pacc，二位三通控制阀的出口能与第一和第二入口之一连通，其输出口与密封腔连通，第一入口与一回路冷却剂连通，第二入口与恒压源连通。本发明能够实现一回路压强满足条件时的自动开启以及始终维持开启状态、且能保证停堆换料时主阀的有效隔离，以及阀门开启后隔离功能的手动恢复。
Description
技术领域
本发明涉及核电安全技术领域，具体涉及一种用于核电厂非能动注水管线的隔离阀。
背景技术
非能动安全系统是部分第三代核电厂的设计特征，而非能动注水则是非能动安全系统的主要安全系统之一。
非能动注水通常利用压缩气体或者重力，实现向反应堆冷却剂系统注水冷却水，确保事故后堆芯的安全。
非能动注水系统在核电厂正常运行时处于隔离状态，因此需要具有一定可靠性的隔离阀。通常这类阀门采用电动阀或者爆破阀。电动阀的特点在与可以在任何时刻开启，并且失去电源后仍维持原状态，缺点在于开启时需要较大的功率。而爆破阀则是通过信号触发阀门内部的爆破单元，产生高压气体推动阀门内的活塞运动，在冲击运动中，可以切断阀门通径的剪切盖，从而接通阀门进出口，实现阀门开启的功能，该类型阀门特点在于一旦开启，始终保持开启状态，无法恢复。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种用于核电厂非能动注水管线的隔离阀，能够实现一回路压强满足条件时的自动开启以及始终维持开启状态、且能保证正常运行及停堆换料时的有效隔离，以及阀门开启后隔离功能的手动恢复。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是：
本发明提供一种用于核电厂非能动注水管线的隔离阀，包括：主阀和二位三通控制阀，
所述主阀包括：主阀体和阀芯，所述主阀体具有密封腔和阀腔，阀腔用于连通非能动注水管线和一回路冷却剂系统，所述阀芯的一端位于密封腔内，另一端位于阀腔内，所述阀芯能够在进入密封腔内介质的压强作用下在主阀体内滑动，以打开或关闭所述阀腔，
所述二位三通控制阀具有第一输入口、第二输入口和输出口，所述输出口与所述密封腔连通，第一输入口与一回路冷却剂连通，第二输入口与恒压源连通，
所述二位三通控制阀具有输出口与第一输入口连通且与第二输入口断开连通的第一状态，且还具有输出口与第二输入口连通且与第一输入口断开连通的第二状态，其能够在第一状态和第二状态之间切换，以改变进入密封腔内介质及压强，进入密封腔内介质开启主阀的压强整定值P0main满足：Pgmax﹤P0main﹤Pacc，其中，Pgmax为非能动注水管线最高压强，Pacc为恒压源的压强。
可选地，所述二位三通控制阀包括控制阀体、控制活塞组件、第一电磁阀和第二电磁阀，
所述控制阀体具有主腔室、第一边腔室和第二边腔室，第一边腔室和第二边腔室分设于主腔室的两端，控制活塞组件设于主腔室内，第一电磁阀设于第一边腔室内，第二电磁阀设于第二边腔室内，
第一输入口、第二输入口和输出口均开设于控制阀体上且均与主腔室连通，控制活塞组件包括控制活塞杆和固定于控制活塞杆上的多个控制活塞，多个控制活塞沿控制活塞杆轴向依次密封滑设于主腔室内，以将主腔室分隔为多个分腔，控制活塞杆的两端均伸出所述主腔室外，其一端与第一电磁阀相连，另一端与第二电磁阀相连，
所述输出口位于控制活塞杆径向方向的一侧，第一输入口和第二输入口均位于控制活塞杆径向方向的另一侧，当第一电磁阀得电时，其能够驱动控制活塞组件朝向第二电磁阀移动至输出口通过其中一个分腔仅与第二输入口连通，以使二位三通控制阀位于第二状态，当第二电磁阀得电时，所述控制活塞组件能够朝向第一电磁阀移动至输出口通过其中一个分腔仅与第一输入口连通，以使二位三通控制阀位于第一状态。
可选地，所述控制活塞的数量为四个，四个控制活塞将所述主腔室依次分为第一分腔、第二分腔、第三分腔、第四分腔和第五分腔，
当所述二位三通控制阀位于第一状态，所述输出口通过第三分腔仅与第一输入口相连通，
当所述二位三通控制阀位于第二状态，所述输出口通过第三分腔仅与第二输入口相连通。
可选地，第一电磁阀包括第一吸盘和第一线圈，第二电磁阀包括第二吸盘和第二线圈，第一线圈和第二线圈分设于主腔室沿控制活塞杆轴向方向的两端的外端壁上，第一吸盘和第二吸盘分设于控制活塞杆的两端，
第一电磁阀得电时，第一吸盘朝向第一线圈移动至与其固连，以带动控制活塞组件朝向第二电磁阀移动至二位三通控制阀位于第二状态，第二电磁阀得电时，第二吸盘朝向第二线圈移动至与其固连，以带动控制活塞组件朝向第一电磁阀移动至二位三通控制阀位于第一状态。
可选地，所述二位三通控制阀设有多个，多个二位三通控制阀并联设置。
可选地，第一电磁阀和第二电磁阀均设有多个，多个第一电磁阀串联设置，多个第二电磁阀也串联设置。
可选地，所述阀芯包括主活塞组件和主弹簧，所述主活塞组件包括主活塞杆、主活塞和阀盘，主活塞杆滑设于主阀体内，主活塞固定于主活塞杆上且位于密封腔内，阀盘固定于主活塞杆上且位于阀腔内，主弹簧位于密封腔内且压缩于主活塞和阀腔的底壁之间。
可选地，所述阀腔位于密封腔的下部，所述主阀体上开设有与阀腔分别连通的阀入口和阀出口，阀入口开设于主阀体的底部，用于与一回路冷却剂系统相连通，阀出口开设于主阀体的侧面，用于与重力注水管线连通，主活塞组件竖向滑设于主阀体内，以打开或关闭所述阀入口，
进入密封腔内介质开启主阀的压强整定值P0main还满足：P0main×A1-(P0main-Pgmax)×A2+G＝F，其中，A1为主活塞的横截面积，A2为阀盘的横截面积，G为主活塞组件的重力，F为主阀关闭时主弹簧的弹力，Pgmax为重力注水管线的最大压强。
可选地，所述主弹簧穿设于主活塞杆上。
可选地，所述阀盘的外径从上至下逐渐递减，以使阀盘的外壁形成第一圆锥面，
可选地，所述阀入口安装有喷嘴，所述喷嘴内壁的上部具有与第一圆锥面配合的第二圆锥面，主活塞组件下移至第一圆锥面和第二圆锥面配合时，所述阀盘关闭所述阀入口。
可选地，所述主阀体从下至上包括依次固连的阀壳、阀座和阀芯，所述阀壳的内腔形成所述阀腔，
可选地，所述阀座的顶面开始有第一槽，所述阀芯的下部伸入第一槽中且与第一槽的槽壁密封相连，所述阀芯的底面开设有第二槽，第二槽的槽壁与第一槽的底壁围合形成所述密封腔。
可选地，所述主活塞杆包括工作段和定位段，所述工作段的下端与阀盘固连，其上端穿过阀座后伸入密封腔内且与主活塞固连，所述主弹簧穿设于工作段上，
所述阀芯的上部具有密封的排气腔，所述阀芯顶部设有打开或密闭所述排气腔的阀盖，所述定位段的下端与活塞固连，其上端穿过阀芯后伸入所述排气腔内。
本发明通过将二位三通控制阀与主阀组合，以形成用于核电厂非能动注水管线的隔离阀，其中，主阀的主阀体具有密闭腔和阀腔，其阀芯滑设于主阀内，阀芯能够在进入密封腔内介质的压强作用下在主阀体内滑动，以打开或关闭阀腔；二位三通控制阀的第一输入口与一回路冷却剂连通，其第二输入口与恒压源连通，其输出口与主阀的密封腔连通，主阀开启整定值P0main满足：Pgmax
﹤P0main﹤Pacc，由此：
在一回路压强正常时(约15.5MPa)，将二位三通控制阀切换至第一状态(即其输出口与第一输入口连通)，此时主阀的密封腔内为一回路压强，远大于主阀开启整定值P0main，主阀关闭，从而实现了一回路正常运行时主阀的隔离，在一回路故障至压降小于主阀开启整定值P0main时，主阀自动开启，从而实现重力注水功能；
在停堆换料(一回路压强Prcs位于P0main-Pacc之间，并将进一步下降至常压)不希望主阀开启时，将二位三通控制阀切换至第二状态(即其输出口与第二输入口连通)，此时主阀的密封腔内为恒压源压强(如安注箱的压强约为4-5MPa)，大于主阀开启整定值P0main，主阀关闭，从而实现了一回路低压情况下主阀的隔离。
该隔离阀在满足核电重力注水功能的同时，具备以下技术优势：
1)当阀门处于备用状态时，在一回路压强达到开启条件时，不需要任何外部能量输入即可完成阀门自动开启。
2)保证有效隔离：实现在电厂不同的运行状态下，均能够保证阀门有效隔离。
3)在阀门开启后，能够始终维持在开启状态，不需要任何电源来维持开启状态。
4)阀门开启后可通过切换控制阀状态，即可实现隔离功能的恢复。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的用于核电厂非能动注水管线的隔离阀的结构示意图。
图中：1、二位三通控制阀；11、控制阀体；12、主腔室；13、第一边腔室；14、第二边腔室；15、控制活塞杆；16、控制活塞；
17、第一吸盘；18、第一线圈；19、第二吸盘；110、第二线圈；
111、输出口；112、第一输入口；113、第二输入口；2、主阀；
21、阀壳；22、阀座；23、阀芯；24、阀腔；25、活塞；26、弹簧；27、工作段；28、阀盘；29、阀入口；210、喷嘴；211、阀出口；212、排气腔；213、定位段；214、导管；215、密封腔。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，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，都属于本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，属于“上”等指示方位或位置关系是基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于和简化描述，而并不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须设有特定的方位、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，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。
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“连接”、“设置”、“安装”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接也可以是可拆卸地连接，或者一体地连接；可以是直接相连，也可以是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。
本发明提供一种用于核电厂非能动注水管线的隔离阀，包括：主阀和二位三通控制阀，
所述主阀包括：主阀体和阀芯，所述主阀体具有密封腔和阀腔，阀腔用于连通非能动注水管线和一回路冷却剂系统，所述阀芯的一端位于密封腔内，另一端位于阀腔内，所述阀芯能够在进入密封腔内介质的压强作用下在主阀体内滑动，以打开或关闭所述阀腔，
所述二位三通控制阀具有第一输入口、第二输入口和输出口，所述输出口与所述密封腔连通，第一输入口与一回路冷却剂连通，第二输入口与恒压源连通，
所述二位三通控制阀具有输出口与第一输入口连通且与第二输入口断开连通的第一状态，且还具有输出口与第二输入口连通且与第一输入口断开连通的第二状态，其能够在第一状态和第二状态之间切换，以改变进入密封腔内介质及压强，进入密封腔内介质开启主阀的压强整定值P0main满足：Pgmax﹤P0main﹤Pacc，其中，Pgmax为非能动注水管线最高压强，Pacc为恒压源的压强。
实施例1：
如图1所示，本实施例提供一种用于核电厂非能动注水管线的隔离阀，包括：主阀2和二位三通控制阀1，
主阀2包括：主阀体和阀芯，主阀体具有密封腔215和阀腔，阀腔用于连通非能动注水管线和一回路冷却剂系统，阀芯的一端位于密封腔215内，另一端位于阀腔24内，阀芯能够在进入密封腔215内介质的压强作用下在主阀体内滑动，以打开或关闭阀腔，
二位三通控制阀1具有第一输入口112、第二输入口113和输出口111，输出口111与密封腔215连通，第一输入口112与大气压强源连通，第二输入口113与一回路冷却剂连通，第二输入口与恒压源连通，
二位三通控制阀1具有输出口111与第一输入口112连通且与第二输入口113断开连通的第一状态，且还具有输出口111与第二输入口113连通且与第一输入口112断开连通的第二状态，其能够在第一状态和第二状态之间切换，以改变进入密封腔215内介质及压强，进入密封腔215内介质开启主阀2的压强整定值P0main满足：Pgmax﹤P0main﹤Pacc，其中，Pgmax为非能动注水管线最高压强(Pgmax大约0.2-0.3MPa)，Pacc为恒压源的压强。
本发明通过将二位三通控制阀1与主阀2组合，以形成用于核电厂非能动注水管线的隔离阀，其中，主阀2的主阀体具有密闭腔215和阀腔24，其阀芯滑设于主阀内，阀芯能够在进入密封腔215内介质的压强作用下在主阀体内滑动，以打开或关闭阀腔；二位三通控制阀1的第一输入口112与一回路冷却剂连通，其第二输入口113与恒压源连通，其输出口111与主阀2的密封腔215连通，主阀2开启整定值P0main满足：Pgmax﹤P0main﹤Pacc，由此：
在一回路压强正常时(约15.5MPa)，将二位三通控制阀1切换至第一状态(即其输出口111与第一输入口112连通)，此时主阀2的密封腔215内为一回路压强，远大于主阀2开启整定值P0main，主阀2关闭，从而实现了一回路正常运行时主阀2的隔离，在一回路故障至压降小于主阀2开启整定值P0main时，主阀2自动开启，从而实现重力注水功能；
在停堆换料(一回路压强Prcs位于P0main-Pacc之间，并将进一步下降至常压)不希望主阀2开启时，将二位三通控制阀1切换至第二状态(即其输出口111与第二输入口113连通)，此时主阀2的密封腔215内为恒压源压强(如安注箱的压强约为4-5MPa)，大于主阀2开启整定值P0main，主阀2关闭，从而实现了一回路低压情况下主阀2的隔离。
进一步地，本发明的重力注水隔离阀与背景技术中提到的几种核电安全领域常用的重力注水隔离阀的优缺点对比如表1所示。
表1
本实施例中，
二位三通控制阀1包括控制阀体11、控制活塞组件、第一电磁阀和第二电磁阀，
控制阀体11具有主腔室12、第一边腔室13和第二边腔室14，第一边腔室13和第二边腔室14分设于主腔室12的两端，控制活塞组件设于主腔室12内，第一电磁阀设于第一边腔室13内，第二电磁阀设于第二边腔室14内，
第一输入口112、第二输入口113和输出口111均开设于控制阀体11上且均与主腔室12连通，控制活塞组件包括控制活塞杆15和固定于控制活塞杆15上的多个控制活塞16，多个控制活塞16沿控制活塞杆15轴向依次密封滑设于主腔室12内，以将主腔室12分隔为多个分腔，控制活塞杆15的两端均伸出主腔室12外，其一端与第一电磁阀相连，另一端与第二电磁阀相连，
输出口111位于控制活塞杆15径向方向的一侧，第一输入口112和第二输入口113均位于控制活塞杆15径向方向的另一侧，当第一电磁阀得电时，其能够驱动控制活塞组件朝向第二电磁阀移动至输出口111通过其中一个分腔仅与第二输入口113连通，以使二位三通控制阀1位于第二状态，当第二电磁阀得电时，控制活塞组件能够朝向第一电磁阀移动至输出口111通过其中一个分腔仅与第一输入口112连通，以使二位三通控制阀1位于第一状态。
本实施例中，控制活塞16的数量为四个，四个控制活塞16将主腔室12依次分为第一分腔、第二分腔、第三分腔、第四分腔和第五分腔，
当二位三通控制阀1位于第一状态，输出口111通过第三分腔仅与第一输入口112相连通，
当二位三通控制阀1位于第二状态，输出口111通过第三分腔仅与第二输入口112相连通。
本实施例中，
第一电磁阀包括第一吸盘17和第一线圈18，第二电磁阀包括第二吸盘19和第二线圈110，第一线圈18和第二线圈110分设于主腔室沿控制活塞杆轴向方向的两端的外端壁上，第一吸盘17和第二吸盘19分设于控制活塞杆15的两端，
第一电磁阀得电时，第一吸盘17朝向第一线圈18移动至与其固连，以带动控制活塞组件朝向第二电磁阀移动至二位三通控制阀1位于第二状态，第二电磁阀得电时，第二吸盘19朝向第二线圈110移动至与其固连，以带动控制活塞组件朝向第一电磁阀移动至二位三通控制阀1位于第一状态。
由于重力注水隔离阀工作压强范围较小，只有开启、关闭两种工作状态，因此只需要单个阀门即可实现对主阀的完全控制。
两位三通控制阀的输入端分别连接一回路Prcs、恒压源Pacc，为控制阀提供恒定的压强水平。输出端连接主阀的先导管线。
当第一电磁阀断电、第二电磁阀通电时，阀组处于备用状态。活塞向左移动，使得压强输出端与压强输入端Prcs相通，此时主隔离阀驱动活塞内压强与Prcs相等。由于主阀的设计特点，当Prcs大于主阀的自动开启整定值时，隔离阀处于隔离状态，当一回路压强低于主阀的自动开启整定值后，隔离阀则在驱动弹簧的作用下自动开启，开始执行重力注水功能。
当第一电磁阀通电、第二电磁阀断电时，阀组处于低压隔离状态。活塞向右移动，使得压强输出端与压强输入端Pacc相通，此时主隔离阀驱动活塞内压强与Pacc相等，此时在一回路压强低于Pacc时，隔离阀均处于关闭状态。
在当前状态发生断电时，控制阀将保持原位。
本实施例中，
二位三通控制阀1设有多个，多个二位三通控制阀1并联设置。
本实施例中，第一电磁阀和第二电磁阀均设有多个，多个第一电磁阀串联设置，多个第二电磁阀也串联设置。
本实施例中，阀芯包括主活塞组件和主弹簧26，主活塞组件包括主活塞杆、主活塞25和阀盘28，主活塞杆滑设于主阀体内，主活塞25固定于主活塞杆上且位于密封腔215内，阀盘28固定于主活塞杆上且位于阀腔24内，主弹簧26位于密封腔215内且压缩于主活塞25和阀腔24的底壁之间。
本发明中的主阀2是用于重力注水流体的主要流通路径，本发明采用驱动活塞+驱动弹簧作为主阀2的开启、关闭能量来源。主阀2通过先导管线与二位三通控制阀1相连，用于控制密封腔215内的压强，进一步控制主阀2的开启和关闭。
本实施例中，阀腔24位于密封腔215的下部，主阀体上开设有与阀腔分别连通的阀入口29和阀出口211，阀入口29开设于主阀体的底部，用于与一回路冷却剂系统相连通，阀出口211开设于主阀体的侧面，用于与重力注水管线连通，主活塞组件竖向滑设于主阀体内，以打开或关闭阀入口29，
进入密封腔215内介质开启主阀2的压强整定值P0main还满足：P0main×A1-(P0main-Pgmax)×A2+G＝F，其中，A1为主活塞25的横截面积，A2为阀盘28的横截面积，G为主活塞组件的重力，F为主阀2关闭时主弹簧的弹力。
本发明的隔离阀中主阀的开启、关闭及密封性的保持依靠驱动弹簧、驱动活塞压力和系统压力的共同作用，具体如下：
驱动活塞面积大于阀盘面积，当密封腔室压强×驱动活塞面积+活塞组件重力>驱动弹簧压力+阀盘底面和顶面的压强差×阀盘面积时，阀门处于关闭状态，并且依靠不等式前后的压差保持阀门的密封；
当密封腔室压强×驱动活塞面积+活塞组件重力<驱动弹簧压力+阀盘底面和顶面的压强差×阀盘面积时，阀门在驱动弹簧的压力和系统内压作用下开启，并且依靠驱动弹簧压力使阀门始终处于开启状态。
本实施例中，主弹簧26穿设于主活塞杆上，为驱动活塞的上下移动提供动力。
本实施例中，
阀盘28的外径从上至下逐渐递减，以使阀盘28的外壁形成第一圆锥面，
阀入口29安装有喷嘴210，喷嘴210内壁的上部具有与第一圆锥面配合的第二圆锥面，主活塞组件下移至第一圆锥面和第二圆锥面配合时，阀盘28关闭阀入口29。
本实施例中，
主阀体从下至上包括依次固连的阀壳21、阀座22和阀芯23，阀壳21的内腔形成阀腔24，
阀座22的顶面开始有第一槽，阀芯23的下部伸入第一槽中且与第一槽的槽壁密封相连，阀芯23的底面开设有第二槽，第二槽的槽壁与第一槽的底壁围合形成密封腔215。
本实施例中，
主活塞杆包括工作段27和定位段213，工作段27的下端与阀盘28固连，其上端穿过阀座22后伸入密封腔215内且与主活塞25固连，主弹簧26穿设于工作段27上，
阀芯23的上部具有密封的排气腔212，阀芯23顶部设有打开或密闭排气腔212的阀盖216，定位段213的下端与活塞固连，其上端穿过阀芯23后伸入排气腔212内。
本发明用于实现非能动重力注水管线的隔离。
该隔离阀通过电磁阀控制控制阀的输出压强，通过液压控制主隔离阀的活塞压力，进而实现了阀门的开启与关闭。
假设一回路压强为Prcs，在核电厂正常运行状态下，Prcs＝15.5MPa，在核电厂正常停堆、换料大修情况下，可逐步降低至0.1MPa，恒压源安注箱压强为Pacc，通常压强约4-5MPa。在隔离阀的与一回路相连的注水管线出口，压强为Prcs，隔离阀与注水水源相连的注水管线入口，通常压强为0.2MPa(如内置换料水箱重力注水，最大压强Pgmax)。
当第一电磁阀断电，第二电磁阀通电时，主隔离阀活塞压强与一回路压强相等，当一回路压强远大于0.2MPa时，主隔离阀处于备用(关闭)状态。事故后随着一回路压强的降低，主回路施加的压力不足以克服主隔离阀驱动弹簧的驱动力，主隔离阀在驱动弹簧压力下打开，开始执行重力注水功能。
当第一电磁阀通电、第二电磁阀断电时，主隔离阀活塞压强为4-5MPa左右，当一回路压强低于Pacc时，在活塞、一回路的压力共同作用下，隔离阀处于关闭状态。即使一回路降低至0.2MPa，仅靠主隔离阀活塞施加的压力，也可以保证隔离阀可靠的关闭。
由此，当主阀处于备用状态时主阀开启不需要动作，当一回路压强降低到一定程度后，不需要电磁阀动作，即可实现自动开启。并且不需要电磁阀持续供电，该隔离阀能够始终维持在开启状态，保证了一回路重力注水的长期运行。
并且，本发明可以实现阀门在低压状态下能够可靠的隔离，高压状态(>P0main)实现自动隔离。
该隔离阀在满足核电重力注水隔离和注水功能的同时，具备以下技术优势：
1)在一回路压强达到开启条件时，不需要任何外部能量输入，即可完成阀门自动开启。
2)保证有效隔离：实现在电厂不同的运行状态下，均能够保证阀门有效隔离。
3)在阀门开启后，能够始终维持在开启状态，不需要任何电源来维持开启状态。
4)阀门开启后可通过切换控制阀状态，即可实现隔离功能的恢复。
5)可靠性高：通过电磁阀的并联和串联组合，满足系统单一故障原则，为阀门开启、关闭提供了冗余的手段，可以实现阀门在任何状态下均能够可靠的开启与关闭，误触发概率低。
6)泄漏率低，正常运行时，依靠一回路自身对主隔离阀活塞施加的压力进行密封，保证了阀门的密封。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (12)
1.一种用于核电厂非能动注水管线的隔离阀，其特征在于，包括：主阀(2)和二位三通控制阀(1)，
所述主阀(2)包括：主阀体和阀芯，所述主阀体具有密封腔(215)和阀腔，阀腔用于连通非能动注水管线和一回路冷却剂系统，所述阀芯的一端位于密封腔(215)内，另一端位于阀腔(24)内，所述阀芯能够在进入密封腔(215)内介质的压强作用下在主阀体内滑动，以打开或关闭所述阀腔，
所述二位三通控制阀(1)具有第一输入口(112)、第二输入口(113)和输出口(111)，所述输出口(111)与所述密封腔(215)连通，第一输入口(112)与一回路冷却剂连通，第二输入口与恒压源连通，
所述二位三通控制阀(1)具有输出口(111)与第一输入口(112)连通且与第二输入口(113)断开连通的第一状态，且还具有输出口(111)与第二输入口(113)连通且与第一输入口(112)断开连通的第二状态，其能够在第一状态和第二状态之间切换，以改变进入密封腔(215)内介质及压强，进入密封腔(215)内介质开启主阀(2)的压强整定值P0main满足：Pgmax﹤P0main﹤Pacc，其中，Pgmax为非能动注水管线最高压强，Pacc为恒压源的压强。
2.根据权利要求1所述的用于核电厂非能动注水管线的隔离阀，其特征在于，
所述二位三通控制阀(1)包括控制阀体(11)、控制活塞组件、第一电磁阀和第二电磁阀，
所述控制阀体(11)具有主腔室(12)、第一边腔室(13)和第二边腔室(14)，第一边腔室(13)和第二边腔室(14)分设于主腔室(12)的两端，控制活塞组件设于主腔室(12)内，第一电磁阀设于第一边腔室(13)内，第二电磁阀设于第二边腔室(14)内，
第一输入口(112)、第二输入口(113)和输出口(111)均开设于控制阀体(11)上且均与主腔室(12)连通，控制活塞组件包括控制活塞杆(15)和固定于控制活塞杆(15)上的多个控制活塞(16)，多个控制活塞(16)沿控制活塞杆(15)轴向依次密封滑设于主腔室(12)内，以将主腔室(12)分隔为多个分腔，控制活塞杆(15)的两端均伸出所述主腔室(12)外，其一端与第一电磁阀相连，另一端与第二电磁阀相连，
所述输出口(111)位于控制活塞杆(15)径向方向的一侧，第一输入口(112)和第二输入口(113)均位于控制活塞杆(15)径向方向的另一侧，当第一电磁阀得电时，其能够驱动控制活塞组件朝向第二电磁阀移动至输出口(111)通过其中一个分腔仅与第二输入口(113)连通，以使二位三通控制阀(1)位于第二状态，当第二电磁阀得电时，所述控制活塞组件能够朝向第一电磁阀移动至输出口(111)通过其中一个分腔仅与第一输入口(112)连通，以使二位三通控制阀(1)位于第一状态。
3.根据权利要求2所述的用于核电厂非能动注水管线的隔离阀，其特征在于，
所述控制活塞(16)的数量为四个，四个控制活塞(16)将所述主腔室(12)依次分为第一分腔、第二分腔、第三分腔、第四分腔和第五分腔，
当所述二位三通控制阀(1)位于第一状态，所述输出口(111)通过第三分腔仅与第一输入口(112)相连通，
当所述二位三通控制阀(1)位于第二状态，所述输出口(111)通过第三分腔仅与第二输入口(113)相连通。
4.根据权利要求2所述的用于核电厂非能动注水管线的隔离阀，其特征在于，
第一电磁阀包括第一吸盘(17)和第一线圈(18)，第二电磁阀包括第二吸盘(19)和第二线圈(110)，第一线圈(18)和第二线圈(110)分设于主腔室沿控制活塞杆轴向方向的两端的外端壁上，第一吸盘(17)和第二吸盘(19)分设于控制活塞杆(15)的两端，
第一电磁阀得电时，第一吸盘(17)朝向第一线圈(18)移动至与其固连，以带动控制活塞组件朝向第二电磁阀移动至二位三通控制阀(1)位于第二状态，第二电磁阀得电时，第二吸盘(19)朝向第二线圈(110)移动至与其固连，以带动控制活塞组件朝向第一电磁阀移动至二位三通控制阀(1)位于第一状态。
5.根据权利要求1所述的用于核电厂非能动注水管线的隔离阀，其特征在于，
所述二位三通控制阀(1)设有多个，多个二位三通控制阀(1)并联设置。
6.根据权利要求2-5任一项所述的用于核电厂非能动注水管线的隔离阀，其特征在于，第一电磁阀和第二电磁阀均设有多个，多个第一电磁阀串联设置，多个第二电磁阀也串联设置。
7.根据权利要求1-5任一项所述的用于核电厂非能动注水管线的隔离阀，其特征在于，所述阀芯包括主活塞组件和主弹簧(26)，所述主活塞组件包括主活塞杆、主活塞(25)和阀盘(28)，主活塞杆滑设于主阀体内，主活塞(25)固定于主活塞杆上且位于密封腔(215)内，阀盘(28)固定于主活塞杆上且位于阀腔(24)内，主弹簧(26)位于密封腔(215)内且压缩于主活塞(25)和阀腔(24)的底壁之间。
8.根据权利要求7所述的用于核电厂非能动注水管线的隔离阀，其特征在于，所述阀腔(24)位于密封腔(215)的下部，所述主阀体上开设有与阀腔(24)分别连通的阀入口(29)和阀出口(211)，阀入口(29)开设于主阀体的底部，用于与一回路冷却剂系统相连通，阀出口(211)开设于主阀体的侧面，用于与重力注水管线连通，主活塞组件竖向滑设于主阀体内，以打开或关闭所述阀入口(29)，
进入密封腔(215)内介质开启主阀(2)的压强整定值P0main还满足：P0main×A1-(P0main-Pgmax)×A2+G＝F，其中，A1为主活塞(25)的横截面积，A2为阀盘(28)的横截面积，G为主活塞组件的重力，F为主阀(2)关闭时主弹簧的弹力，Pgmax为重力注水管线的最大压强。
9.根据权利要求7所述的用于核电厂非能动注水管线的隔离阀，其特征在于，所述主弹簧(26)穿设于主活塞杆上。
10.根据权利要求7所述的用于核电厂非能动注水管线的隔离阀，其特征在于，
所述阀盘(28)的外径从上至下逐渐递减，以使阀盘(28)的外壁形成第一圆锥面，
所述阀入口(29)安装有喷嘴(210)，所述喷嘴(210)内壁的上部具有与第一圆锥面配合的第二圆锥面，主活塞组件下移至第一圆锥面和第二圆锥面配合时，所述阀盘(28)关闭所述阀入口(29)。
11.根据权利要求7所述的用于核电厂非能动注水管线的隔离阀，其特征在于，
所述主阀体从下至上包括依次固连的阀壳(21)、阀座(22)和阀芯(23)，所述阀壳(21)的内腔形成所述阀腔(24)，
所述阀座(22)的顶面开始有第一槽，所述阀芯(23)的下部伸入第一槽中且与第一槽的槽壁密封相连，所述阀芯(23)的底面开设有第二槽，第二槽的槽壁与第一槽的底壁围合形成所述密封腔(215)。
12.根据权利要求11所述的用于核电厂非能动注水管线的隔离阀，其特征在于，
所述主活塞杆包括工作段(27)和定位段(213)，所述工作段(27)的下端与阀盘(28)固连，其上端穿过阀座(22)后伸入密封腔(215)内且与主活塞(25)固连，所述主弹簧(26)穿设于工作段(27)上，
所述阀芯(23)的上部具有密封的排气腔(212)，所述阀芯(23)顶部设有打开或密闭所述排气腔(212)的阀盖(216)，所述定位段(213)的下端与活塞固连，其上端穿过阀芯(23)后伸入所述排气腔(212)内。
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| CN202310100560.3A CN116146755A (zh) | 2023-01-28 | 2023-01-28 | 用于核电厂非能动注水管线的隔离阀 |
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| CN202310100560.3A CN116146755A (zh) | 2023-01-28 | 2023-01-28 | 用于核电厂非能动注水管线的隔离阀 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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- 2023-01-28 CN CN202310100560.3A patent/CN116146755A/zh active Pending
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