CN116153541A - 一种应用于高温气冷堆气氛切换的压力反馈装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种应用于高温气冷堆气氛切换的压力反馈装置，包括第一固定管、过滤挡板、绝缘套和传感器；所述第一固定管设置于管道的外侧并与所述管道连通，所述第一固定管内设置有过滤挡板；所述过滤挡板的远离管道的一侧设置传感器，所述绝缘套套设于所述传感器的外侧；所述传感器包括本体、第一膜片、第二膜片、第一触点和第二触点；所述第一膜片和第二膜片间隔设置于筒状的所述本体的内壁，所述第一膜片、所述第二膜片、所述本体围合构成第一封闭空间；所述第一触点和所述第二触点均设置于所述本体的内侧；所述第二触点与所述第一膜片和所述第二膜片之间。本发明的一个技术效果在于，能够对高温气冷堆气氛切换的压力进行快速且准确的反馈。
Description
技术领域
本发明属于控制仪表技术领域，具体涉及一种应用于高温气冷堆气氛切换的压力反馈装置。
背景技术
燃料装卸系统是实现高温气冷堆长期安全稳定运行的关键系统，主要执行新燃料装入堆芯、乏燃料卸出堆芯和燃料元件再循环返回堆芯等功能。HTR-PM燃料装卸系统在设计上采用单列化和单一化的定向有序输送原则，利用重力和气动两种方式输送和装卸燃料元件，前者是利用球形燃料元件有利的几何形状，依靠重力在竖直或倾斜管道中自上而下输送；后者依靠气动提升系统实现燃料元件的自下而上输送。正常运行时，反应堆及球流管路内部介质为7MPa氦气，而新燃料供应系统和乏燃料贮存系统内部介质为空气，因此，在执行新燃料装料和乏燃料卸料操作前，需进行气氛切换。现有技术中，气氛切换管路设置了真空计，用于判断抽真空时的真空度是否达标，由于真空计反复在高压和负压环境中切换，极容易发生故障。因此，亟需一种应用于高温气冷堆气氛切换的压力反馈装置，以快速反馈气氛切换操作过程中压力值和真空值是否达到验收指标要求。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种应用于高温气冷堆气氛切换的压力反馈装置的新技术方案。
根据本发明的一个方面，提供了一种应用于高温气冷堆气氛切换的压力反馈装置，包括：
第一固定管和过滤挡板，所述第一固定管设置于管道的外侧并与所述管道连通，所述第一固定管内设置有过滤挡板；
绝缘套和传感器，所述过滤挡板的远离管道的一侧设置传感器，所述绝缘套套设于所述传感器的外侧；所述传感器包括本体、第一膜片、第二膜片、第一触点和第二触点；所述第一膜片和第二膜片间隔设置于筒状的所述本体的内壁，且第一膜片位于所述第二膜片的远离管道的一侧，所述第一膜片、所述第二膜片、所述本体围合构成第一封闭空间；所述第一触点和所述第二触点均设置于所述本体的内侧，且所述第一触点位于所述第一膜片的远离所述第二膜片的一侧；所述第二触点与所述第一膜片和所述第二膜片之间；
当管道内的介质压力大于第一封闭空间内的压力时，所述第二膜片在正压作用下发生形变并朝向所述第一膜片移动以挤压所述第一封闭空间，使得所述第一膜片朝远离所述第二膜片的方向移动并与第一触点接触以触发第一正压信号；
当管道内的介质压力小于第一封闭空间内的压力时，所述第二膜片在负压作用下发生形变并朝向管道中心移动，使得所述第一膜片朝靠近所述第二膜片的方向移动并与第二触点接触以触发第一负压信号。
可选地，所述第一触点包括多对第一触发单元，每对第一触发单元均对称设置于所述第一膜片的相对两侧，多对第一触发单元沿远离所述第一膜片的方向依次间隔分布；在所述第一膜片与第一触点接触时，至少一对第一触发单元分别与第一膜片接触并通过第一膜片形成闭环电路，以触发第一正压信号；随着正压作用的增强，所述第一膜片接触的第一触发单元的对数增加；
所述第二触点包括多对第二触发单元，每对第二触发单元均对称设置于所述第一膜片的相对两侧，多对第二触发单元沿远离所述第一膜片的方向依次间隔分布；在所述第一膜片与第一触点接触时，至少一对第一触发单元分别与第一膜片接触并通过第一膜片形成闭环电路，以触发第一负压信号；随着负压作用的增强，所述第一膜片接触的第二触发单元的对数增加。
可选地，该应用于高温气冷堆气氛切换的压力反馈装置还包括还包括变送器，每对所述第一触发单元和每对第二触发单元分别与所述变送器连接，所述变送器用于接收第一正压信号和第一负压信号并确定管道内的介质压力。
可选地，每个所述第一触发单元的一端固定于所述本体的内壁，另一端向所述本体的中心轴延伸；随着所述第一触发单元与所述第一膜片的距离增加，所述第一触发单元的长度增加；
每个所述第二触发单元的一端固定于所述本体的内壁，另一端向所述本体的中心轴延伸；随着所述第二触发单元与所述第一膜片的距离增加，所述第二触发单元的长度增加。
可选地，该应用于高温气冷堆气氛切换的压力反馈装置还包括还包括第三膜片；
所述第三膜片设置于所述本体的内部，且所述第三膜片位于所述第一膜片的远离所述第二膜片的一侧；
所述第三膜片、所述第一膜片、所述本体围合构成第二封闭空间；
所述第三膜片、所述本体、所述绝缘套围合构成第三封闭空间；
所述第一封闭空间、所述第二封闭空间、所述第三封闭空间内均具有预设压力。
可选地，所述第一触发单元均通过绝缘头与所述本体的内壁连接；
所述第二触发单元均通过绝缘头与所述本体的内壁连接。
可选地，该应用于高温气冷堆气氛切换的压力反馈装置还包括第二固定管，所述第二固定管设置于所述变送器的靠近所述管道的一侧，所述第一固定管与所述第二固定管之间法兰连接。
可选地，该应用于高温气冷堆气氛切换的压力反馈装置还包括集线盒和电缆套管，所述电缆套管设置于所述第二固定管的内部；
所述集线盒设置于所述本体的外侧壁，所述第一触发单元和所述第二触发单元均通过导线连接至所述集线盒；所述集线盒通过电缆连接至变送器；
所述电缆穿过所述绝缘套、所述电缆套管与所述变送器连接。
可选地，该应用于高温气冷堆气氛切换的压力反馈装置还包括密封圈；
所述密封圈套设于所述绝缘套的远离管道的一端，所述绝缘套通过所述密封圈与所述第二固定管之间密封连接。
可选地，所述第一触发单元和所述第二触发单元的材质为不锈钢、铝或铜；
所述第一膜片的朝向第一触点以及朝向第二触点的表面涂覆有导电材料。
本发明的一个技术效果在于：
在本申请实施例中，该应用于高温气冷堆气氛切换的压力反馈装置能够实现对高温气冷堆气氛切换的压力进行准确的反馈，并可长期稳定运行在正压环境和负压环境中。其具有结构简单，响应迅速的特点，有利于球床式高温堆燃料装卸系统气氛切换系统的长期稳定运行。
附图说明
图1为本发明一实施例的一种应用于高温气冷堆气氛切换的压力反馈装置的结构示意图；
图2为本发明一实施例的一种应用于高温气冷堆气氛切换的压力反馈装置的传感器的结构示意图。
图中：101、变送器；102、密封圈；103、绝缘套；104、管道；105、过滤挡板；106、电缆套管；107、第一固定管；108、第二固定管；200、传感器；201、本体；202、电缆；203、集线盒；204、第一膜片；205、第二膜片；206、第三膜片；207、第一触发单元；208、第二触发单元。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。
下面将详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请和简化描述，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申请的限制。
在本申请的描述中，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申请中的具体含义。
如图1和图2所示，根据本发明的一个方面，提供了一种应用于高温气冷堆气氛切换的压力反馈装置，其能够有效地解决现有技术中真空计反复在高压和负压环境中切换容易发生故障的问题，并能快速反馈气氛切换操作过程中压力值和真空值是否达到验收指标要求。
具体地，该应用于高温气冷堆气氛切换的压力反馈装置包括第一固定管107、过滤挡板105、绝缘套103和传感器200；所述第一固定管107设置于管道104的外侧并与所述管道104连通，所述第一固定管107内设置有过滤挡板105；所述过滤挡板105的远离管道104的一侧设置传感器200，所述绝缘套103套设于所述传感器200的外侧。其中，过滤挡板105上设置有多个通孔，管道104内的介质可穿过过滤挡板105的通孔流向第二膜片205。过滤挡板105用于过滤和阻挡大颗粒固体。
进一步具体地，所述传感器200包括本体201、第一膜片204、第二膜片205、第一触点和第二触点；所述第一膜片204和第二膜片205间隔设置于筒状的所述本体201的内壁，且第一膜片204位于所述第二膜片205的远离管道104的一侧，所述第一膜片204、所述第二膜片205、所述本体201围合构成第一封闭空间；所述第一触点和所述第二触点均设置于所述本体201的内侧，且所述第一触点位于所述第一膜片204的远离所述第二膜片205的一侧；所述第二触点与所述第一膜片204和所述第二膜片205之间。其中，第一膜片204和第二膜片205均具有弹性。
当管道104内的介质压力大于第一封闭空间内的压力时，所述第二膜片205在正压作用下发生形变并朝向所述第一膜片204移动以挤压所述第一封闭空间，使得所述第一膜片204朝远离所述第二膜片205的方向移动并与第一触点接触以触发第一正压信号，从而有利于操作人员了解管道104内的正压情况。
当管道104内的介质压力小于第一封闭空间内的压力时，所述第二膜片205在负压作用下发生形变并朝向管道104中心移动，使得所述第一膜片204朝靠近所述第二膜片205的方向移动并与第二触点接触以触发第一负压信号，从而有利于操作人员了解管道104内的正压情况，比如了解管道104内的真空情况。
通过第一正压信号或者第一负压信号的触发，有助于快速反馈高温气冷堆的气氛切换操作过程中压力值和真空值是否达到验收指标要求。
在本申请实施例中，该应用于高温气冷堆气氛切换的压力反馈装置能够实现对高温气冷堆气氛切换的压力进行准确的反馈，并可长期稳定运行在正压环境和负压环境中。其具有结构简单，响应迅速的特点，有利于球床式高温堆燃料装卸系统气氛切换系统的长期稳定运行。
可选地，参见图2，所述第一触点包括多对第一触发单元207，每对第一触发单元207均对称设置于所述第一膜片204的相对两侧，多对第一触发单元207沿远离所述第一膜片204的方向依次间隔分布；在所述第一膜片204与第一触点接触时，至少一对第一触发单元207分别与第一膜片204接触并通过第一膜片204形成闭环电路，以触发第一正压信号；随着正压作用的增强，所述第一膜片204接触的第一触发单元207的对数增加；
所述第二触点包括多对第二触发单元208，每对第二触发单元208均对称设置于所述第一膜片204的相对两侧，多对第二触发单元208沿远离所述第一膜片204的方向依次间隔分布；在所述第一膜片204与第一触点接触时，至少一对第一触发单元207分别与第一膜片204接触并通过第一膜片204形成闭环电路，以触发第一负压信号；随着负压作用的增强，所述第一膜片204接触的第二触发单元208的对数增加。
在上述实施方式中，可以根据现场压力调档需求设置为一对第一触发单元207、两对第一触发单元207或多对第一触发单元207。
随着第一膜片204接触的第一触发单元207或第二触发单元208的对数增加，说明管道104内的正压作用或负压作用越大，从而实现对高温气冷堆气氛切换的压力进行准确的反馈。
可选地，该应用于高温气冷堆气氛切换的压力反馈装置还包括还包括变送器101，每对所述第一触发单元207和每对第二触发单元208分别与所述变送器101连接，所述变送器101用于接收第一正压信号和第一负压信号并确定管道104内的介质压力。
在上述实施方式中，传感器200与变送器101连接，变送器101用于接收传感器200的信号并对传感器200的信号进行处理，最终输出值至DCS系统，以便工作人员快速了解高温气冷堆的气氛切换操作过程中压力值和真空值是否达到验收指标要求，操作简单。
可选地，每个所述第一触发单元207的一端固定于所述本体201的内壁，另一端向所述本体201的中心轴延伸；随着所述第一触发单元207与所述第一膜片204的距离增加，所述第一触发单元207的长度增加。
每个所述第二触发单元208的一端固定于所述本体201的内壁，另一端向所述本体201的中心轴延伸；随着所述第二触发单元208与所述第一膜片204的距离增加，所述第二触发单元208的长度增加。
在上述实施方式中，有助于实现第一膜片204与多对第一触发单元207或多对第二触发单元208同时接触，有助于对第一正压信号或第一负压信号进行准确的触发。
可选地，该应用于高温气冷堆气氛切换的压力反馈装置还包括还包括第三膜片206；所述第三膜片206设置于所述本体201的内部，且所述第三膜片206位于所述第一膜片204的远离所述第二膜片205的一侧。
所述第三膜片206、所述第一膜片204、所述本体201围合构成第二封闭空间。
所述第三膜片206、所述本体201、所述绝缘套103围合构成第三封闭空间。其中，第三膜片206、本体201、绝缘套103之间构成的第三封闭空间为静压端，第三封闭空间内可设置为一个标准大气压。
所述第一封闭空间、所述第二封闭空间、所述第三封闭空间内均具有预设压力。
在上述实施方式中，第一封闭空间、所述第二封闭空间、第三封闭空间内可以均为标准大气压，也可以根据实际需要调节第一封闭空间、所述第二封闭空间、第三封闭空间内的压力。通过管道104内的介质压力与第一封闭空间、所述第二封闭空间、第三封闭空间内的压力形成压差，以实现传感器200对管道104内的压力进行准确的检测，从而有助于快速反馈气氛切换操作过程中压力值和真空值是否达到验收指标要求。
在一个具体的实施方式中，第一膜片204、第二膜片205、第三膜片206均为圆形，且第一膜片204、第二膜片205、第三膜片206的周缘固定于本体201的内壁，这有助于实现第一膜片204、第二膜片205、第三膜片206的形变。
可选地，所述第一触发单元207均通过绝缘头与所述本体201的内壁连接；
所述第二触发单元208均通过绝缘头与所述本体201的内壁连接。
在上述实施方式中，绝缘头可以有效地防止第一膜片204在非形变状态下与第一触发单元207或者第二触发单元208连通，有效避免误触发第一正压信号或第一负压信号，保证传感器200工作的灵敏性和准确性。
可选地，该应用于高温气冷堆气氛切换的压力反馈装置还包括第二固定管108，所述第二固定管108设置于所述变送器101的靠近所述管道104的一侧，所述第一固定管107与所述第二固定管108之间法兰连接。这使得变送器101与管道104之间的连接非常简单，便于操作。同时，第一固定管107和第二固定管108能够更好地保护传感器200。
可选地，该应用于高温气冷堆气氛切换的压力反馈装置还包括集线盒203和电缆套管106，所述电缆套管106设置于所述第二固定管108的内部；
所述集线盒203设置于所述本体201的外侧壁，所述第一触发单元207和所述第二触发单元208均通过导线连接至所述集线盒203；所述集线盒203通过电缆202连接至变送器101；
所述电缆202穿过所述绝缘套103、所述电缆套管106与所述变送器101连接。
在上述实施方式中，电缆202穿过绝缘套103、电缆套管106与变送器101连接，保证了传感器200与变送器101之间连接的稳定性。
可选地，该应用于高温气冷堆气氛切换的压力反馈装置还包括密封圈102；
所述密封圈102套设于所述绝缘套103的远离管道104的一端，所述绝缘套103通过所述密封圈102与所述第二固定管108之间密封连接。
在上述实施方式中，有助实现绝缘套103与第二固定管108之间密封连接，保证了压力反馈过程的安全性。
可选地，所述第一触发单元207和所述第二触发单元208的材质为不锈钢、铝或铜；
所述第一膜片204的朝向第一触点以及朝向第二触点的表面涂覆有导电材料。
例如，第一膜片204、第二膜片205、第三膜片206均由高弹性导电材料制成。
在上述实施方式中，有助于第一膜片204与第一触发单元207或第二触发单元208形成闭环电路，进而有助于实现快速且准确触发第一正压信号或第一负压信号。
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 (10)
1.一种应用于高温气冷堆气氛切换的压力反馈装置，其特征在于，包括：
第一固定管和过滤挡板，所述第一固定管设置于管道的外侧并与所述管道连通，所述第一固定管内设置有过滤挡板；
绝缘套和传感器，所述过滤挡板的远离管道的一侧设置传感器，所述绝缘套套设于所述传感器的外侧；所述传感器包括本体、第一膜片、第二膜片、第一触点和第二触点；所述第一膜片和第二膜片间隔设置于筒状的所述本体的内壁，且第一膜片位于所述第二膜片的远离管道的一侧，所述第一膜片、所述第二膜片、所述本体围合构成第一封闭空间；所述第一触点和所述第二触点均设置于所述本体的内侧，且所述第一触点位于所述第一膜片的远离所述第二膜片的一侧；所述第二触点与所述第一膜片和所述第二膜片之间；
当管道内的介质压力大于第一封闭空间内的压力时，所述第二膜片在正压作用下发生形变并朝向所述第一膜片移动以挤压所述第一封闭空间，使得所述第一膜片朝远离所述第二膜片的方向移动并与第一触点接触以触发第一正压信号；
当管道内的介质压力小于第一封闭空间内的压力时，所述第二膜片在负压作用下发生形变并朝向管道中心移动，使得所述第一膜片朝靠近所述第二膜片的方向移动并与第二触点接触以触发第一负压信号。
2.根据权利要求1所述的应用于高温气冷堆气氛切换的压力反馈装置，其特征在于，所述第一触点包括多对第一触发单元，每对第一触发单元均对称设置于所述第一膜片的相对两侧，多对第一触发单元沿远离所述第一膜片的方向依次间隔分布；在所述第一膜片与第一触点接触时，至少一对第一触发单元分别与第一膜片接触并通过第一膜片形成闭环电路，以触发第一正压信号；随着正压作用的增强，所述第一膜片接触的第一触发单元的对数增加；
所述第二触点包括多对第二触发单元，每对第二触发单元均对称设置于所述第一膜片的相对两侧，多对第二触发单元沿远离所述第一膜片的方向依次间隔分布；在所述第一膜片与第一触点接触时，至少一对第一触发单元分别与第一膜片接触并通过第一膜片形成闭环电路，以触发第一负压信号；随着负压作用的增强，所述第一膜片接触的第二触发单元的对数增加。
3.根据权利要求2所述的应用于高温气冷堆气氛切换的压力反馈装置，其特征在于，还包括变送器，每对所述第一触发单元和每对第二触发单元分别与所述变送器连接，所述变送器用于接收第一正压信号和第一负压信号并确定管道内的介质压力。
4.根据权利要求3所述的应用于高温气冷堆气氛切换的压力反馈装置，其特征在于，每个所述第一触发单元的一端固定于所述本体的内壁，另一端向所述本体的中心轴延伸；随着所述第一触发单元与所述第一膜片的距离增加，所述第一触发单元的长度增加；
每个所述第二触发单元的一端固定于所述本体的内壁，另一端向所述本体的中心轴延伸；随着所述第二触发单元与所述第一膜片的距离增加，所述第二触发单元的长度增加。
5.根据权利要求1所述的应用于高温气冷堆气氛切换的压力反馈装置，其特征在于，还包括第三膜片；
所述第三膜片设置于所述本体的内部，且所述第三膜片位于所述第一膜片的远离所述第二膜片的一侧；
所述第三膜片、所述第一膜片、所述本体围合构成第二封闭空间；
所述第三膜片、所述本体、所述绝缘套围合构成第三封闭空间；
所述第一封闭空间、所述第二封闭空间、所述第三封闭空间内均具有预设压力。
6.根据权利要求2所述的应用于高温气冷堆气氛切换的压力反馈装置，其特征在于，所述第一触发单元均通过绝缘头与所述本体的内壁连接；
所述第二触发单元均通过绝缘头与所述本体的内壁连接。
7.根据权利要求4所述的应用于高温气冷堆气氛切换的压力反馈装置，其特征在于，还包括第二固定管，所述第二固定管设置于所述变送器的靠近所述管道的一侧，所述第一固定管与所述第二固定管之间法兰连接。
8.根据权利要求7所述的应用于高温气冷堆气氛切换的压力反馈装置，其特征在于，还包括集线盒和电缆套管，所述电缆套管设置于所述第二固定管的内部；
所述集线盒设置于所述本体的外侧壁，所述第一触发单元和所述第二触发单元均通过导线连接至所述集线盒；所述集线盒通过电缆连接至变送器；
所述电缆穿过所述绝缘套、所述电缆套管与所述变送器连接。
9.根据权利要求8所述的应用于高温气冷堆气氛切换的压力反馈装置，其特征在于，还包括密封圈；
所述密封圈套设于所述绝缘套的远离管道的一端，所述绝缘套通过所述密封圈与所述第二固定管之间密封连接。
10.根据权利要求9所述的应用于高温气冷堆气氛切换的压力反馈装置，其特征在于，所述第一触发单元和所述第二触发单元的材质为不锈钢、铝或铜；
所述第一膜片的朝向第一触点以及朝向第二触点的表面涂覆有导电材料。
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