CN116576291A - 隔离阀组件及控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种隔离阀组件及控制系统。其中，隔离阀组件包括：活塞，设置在阀杆上，所述活塞被构造为能够在其两侧压差的作用下带动所述阀杆轴向移动；第一管道，连通于所述活塞的第一侧和所述流道之间，所述第一管道上设置有第一阀门；第二管道，连通于所述活塞的第二侧和流道之间，所述第二管道上设置有第二阀门；其中，所述第一管道用于通过系统介质调节所述活塞的第一侧的压力，所述第二管道用于通过系统介质调节所述活塞的第二侧的压力。本申请实施例的隔离阀组件结构紧凑、功能可靠，其利用系统自身介质压力实现开关阀，相对于现有技术，可以降低对外部设备的依赖，同时可以避免因外部设备故障而导致隔离阀无法使用的风险。

Description

隔离阀组件及控制系统

技术领域

本申请属于控制阀技术领域，具体涉及一种隔离阀组件及控制系统。

背景技术

核电站主给水、主蒸汽等系统为了满足在事故工况下二回路快速隔离的需求，在主给水、主蒸汽等系统设置了隔离阀组件，这些隔离阀组件都要求具有快关功能。压水堆核电站一般选用气体/液压驱动快关阀，阀门的动作控制需要通过专门的驱动头，依靠专门的气体、液压等阀门动作控制系统，控制系统体积庞大、设备多、容易因外部故障而导致阀门动作失效，这对核电站事故工况下二回路的快速隔离是不利的。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种隔离阀组件及控制系统。

根据本申请实施例的第一方面，一种隔离阀组件，包括阀体、设置于阀体中的流道、用于轴向移动以阻塞流道的阀瓣和用于驱使阀瓣轴向移动的阀杆；还包括：

活塞，设置在所述阀杆上，所述活塞被构造为能够在其两侧压差的作用下带动所述阀杆轴向移动；

第一管道，连通于所述活塞的第一侧和所述流道之间，所述第一管道上设置有第一阀门；

第二管道，连通于所述活塞的第二侧和所述流道之间，所述第二管道上设置有第二阀门；

其中，所述第一管道用于通过系统介质调节所述活塞的第一侧的压力，所述第二管道用于通过系统介质调节所述活塞的第二侧的压力。

可选地，所述第一阀门被构造为可选择的将所述活塞的第一侧与所述流道连通或者将所述活塞的第一侧与外界连通；和/或

所述第二阀门被构造为可选择的将所述活塞的第二侧与所述流道连通或者将所述活塞的第二侧与外界连通。

可选地，所述隔离阀组件还包括：

第三管道，连通于所述活塞的第一侧和供压线路之间，所述第三管道上设置有第三阀门；

第四管道，连通于所述活塞的第二侧和供压线路之间，所述第四管道上设置有第三阀门；

供压线路，用于通过所述第三管道向所述活塞的第一侧供压以及用于通过所述第四管道向所述活塞的第二侧供压。

可选地，所述隔离阀组件还包括：限位件；

所述限位件设置在所述阀体上，所述限位件被构造为能够与所述阀杆限位配合，以使所述阀瓣位于全开位置。

可选地，所述阀杆上设置有凹槽；

所述限位件包括嵌合部和伸缩部，其中，所述嵌合部通过所述伸缩部与所述阀体连接，所述伸缩部能够沿所述阀杆的径向伸缩以使所述嵌合部嵌入所述凹槽或者退出所述凹槽。

可选地，所述隔离阀组件还包括：阀位指示组件；

所述阀位指示组件设置在所述阀体上，所述阀位指示组件被配置为通过感应的方式确定所述阀瓣的位置。

可选地，所述阀位指示组件包括被感应件、第一感应件和第二感应件；其中，

所述被感应件设置在所述阀杆上并与所述阀杆固定连接；

所述第一感应件设置在所述阀体上，所述第一感应件用于在所述被感应件位于第一预设位置时形成第一感应信号；

所述第二感应件设置在所述阀体上，所述第一感应件用于在所述被感应件位于第二预设位置时形成第二感应信号。

根据本申请实施例的第二方面，提供一种控制系统，包括控制单元以及前文所述的隔离阀组件，所述控制单元分别与所述第一阀门和所述第二阀门电性连接；

所述控制单元被配置为：

响应于开阀信号控制所述第一阀门以使系统介质进入所述活塞的第一侧；

响应于关阀信号控制所述第二阀门以使系统介质进入所述活塞的第二侧。

可选地，所述第一阀门被构造为可选择的将所述活塞的第一侧与所述流道连通或者将所述活塞的第一侧与外界连通；所述第二阀门被构造为可选择的将所述活塞的第二侧与所述流道连通或者将所述活塞的第二侧与外界连通；

所述控制单元具体被配置为：

响应于开阀信号控制所述第一阀门将所述活塞的第一侧与所述流道连通以使系统介质进入所述活塞的第一侧或者控制所述第二阀门将所述活塞的第二侧与外界连通以使系统介质从所述活塞的第一侧排出；

响应于关阀信号控制所述第一阀门将所述活塞的第一侧与外界连通以使系统介质从所述活塞的第一侧排出或者控制所述第二阀门将所述活塞的第二侧与所述流道连通以使系统介质进入所述活塞的第二侧。

可选地，所述隔离阀还包括：第三管道，连通于所述活塞的第一侧和供压线路之间，所述第三管道上设置有第三阀门；第四管道，连通于所述活塞的第二侧和供压线路之间，所述第四管道上设置有第四阀门；供压线路，用于通过所述第三管道向所述活塞的第一侧供压以及用于通过所述第四管道向所述活塞的第二侧供压；

所述控制单元分别与所述第三阀门和所述第四阀门电性连接；

所述控制单元具体被配置为：

在流道中没有介质的工况时响应于开阀信号控制所述第三阀门以使所述供压线路能够向所述活塞的第一侧供压；

在流道中没有介质的工况时响应于关阀信号控制所述第四阀门以使所述供压线路能够向所述活塞的第二侧供压。

本申请的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

本申请实施例的隔离阀组件结构紧凑、功能可靠，其利用系统自身介质压力实现开关阀，相对于现有技术，可以降低对外部设备的依赖，同时可以避免因外部设备故障而导致隔离阀无法使用的风险。本申请实施例的隔离阀组件可应用于有快关功能的系统中，在核电主给水、主蒸汽等系统具有很好的应用价值和推广前景。

附图说明

图1是本申请实施例中一种隔离阀组件的结构示意图；

图中，11、阀体；12、流道；13、阀瓣；14、阀杆；15、活塞；16、凹槽；21、第一管道；22、第一阀门；23、第二管道；24、第二阀门；25、第三管道；26、第三阀门；27、第四管道；28、第四阀门；29、供压线路；31、限位件；41、被感应件；42、第一感应件；43、第二感应件。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本申请进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本申请的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本申请的概念。

参考图1，图1示出了本申请实施例中一种隔离阀组件的结构示意图。

如图1所示，本申请实施例提供的隔离阀组件，包括阀体11、设置于阀体11中的流道12、用于轴向移动以阻塞流道12的阀瓣13和用于驱使阀瓣13轴向移动的阀杆14。

本申请实施例提供的隔离阀组件还包括：活塞15，设置在阀杆14上，活塞15被构造为能够在其两侧压差的作用下带动阀杆14轴向移动。第一管道21，连通于活塞15的第一侧和流道12之间，第一管道21上设置有第一阀门22。第二管道23，连通于活塞15的第二侧和流道12之间，第二管道23上设置有第二阀门24。其中，第一管道21用于通过系统介质调节活塞15的第一侧的压力，第二管道23用于通过系统介质调节活塞15的第二侧的压力。在本申请实施例中，以活塞15面向阀瓣13的一侧的腔室为第一侧、活塞15背向阀瓣13的一侧的腔室为第二侧为例进行说明。

在具体使用中，打开第一阀门22使系统介质进入活塞15的第一侧，即可以使活塞15的第一侧的压力升高，使得阀杆14能够带动阀瓣13远离流道12，从而实现对隔离阀的开阀操作。打开第二阀门24使系统介质进入活塞15的第二侧，即可以时活塞15的第二侧的压力升高，使得阀杆14能够带动阀瓣13堵塞流道12，从而实现对隔离阀的关阀操作。

在本申请实施例中，第一阀门22具体被构造为可选择的将活塞15的第一侧与流道12连通或者将活塞15的第一侧与外界连通。第二阀门24具体被构造为可选择的将活塞15的第二侧与流道12连通或者将活塞15的第二侧与外界连通。其中，当第一腔室与流道12连通时，第一管路用于向第一腔室注入系统介质，此时第一腔室内的压力升高。当第一腔室与外界连通时，第一管路用于将第一腔室中的系统介质排出，此时第一腔室内的压力降低。当第二腔室与流道12连通时，第二管路用于向第二腔室注入系统介质，此时第二腔室内的压力升高。当第二腔室与外界连通时，第二管路用于将第二腔室中的系统介质排出，此时第二腔室内的压力降低。在开阀过程中，可以同时使活塞15的第一侧与流道12以及使活塞15的第二侧与外界连通，这使得活塞15的两侧分别进行升压和降压，可以加快活塞15两侧的压力变化，从而提高开阀速度。同样的，在关阀过程中，可以同时使活塞15的第一侧与外界连通以及使活塞15的第二侧与流道12连通，从而提高关阀速度。

应理解，通过上述方式，可以在有系统介质的情况下实现对阀位的控制。进一步地，在本申请实施例中，隔离阀组件还包括辅助控制系统，可以利用该辅助控制系统分别对活塞15两侧进行供压，从而能够没有系统介质的情况下实现对阀位的控制。

如图1所示，在一些可选实施例中，辅助控制系统还包括：第三管道25，连通于活塞15的第一侧和供压线路29之间，第三管道25上设置有第三阀门26。第四管道27，连通于活塞15的第二侧和供压线路29之间，第四管道27上设置有第三阀门26。供压线路29，用于通过第三管道25向活塞15的第一侧供压以及用于通过第四管道27向活塞15的第二侧供压。在具体使用时，打开第三阀门26，可以利用供压线路29向活塞15的第一侧供压以使活塞15的第一侧的压力升高，从而实现隔离阀开阀；打开第四阀门28，可以利用供压线路29向活塞15的第二侧供压以使活塞15的第二侧的压力升高，从而实现隔离阀关阀。也就是说，通过上述设置方式，能够在没有系统介质的情况下实现对阀位的控制。

具体地，供压管线的一端与第三管道25和第四管道27分别连通，当需要供压时，供压线路29内的高压气体注入活塞15的第一侧或者第二侧，从而实现供压。

在一些可选实施例中，隔离阀组件还包括限位件31，限位件31设置在阀体11上，限位件31被构造为能够与阀杆14限位配合，以使阀瓣13位于全开位置。

在本申请实施例中，限位件31具体被构造为能够沿阀杆14的径向移动，并具有对阀杆14进行限位的锁定状态和解除锁定的解锁状态。当阀杆14带动阀瓣13移动至全开位置时，限位件31可以变换为锁定状态，对阀杆14进行限位，从而使阀瓣13保持全开状态。

如图1所示，示例性的，阀杆14上设置有凹槽16。限位件31包括嵌合部和伸缩部，其中，嵌合部通过伸缩部与阀体11连接，伸缩部能够沿阀杆14的径向伸缩以使嵌合部嵌入凹槽16或者退出凹槽16。也就是说，当嵌合部嵌入凹槽16时，限位件31呈锁定状态，可以实现对阀杆14的限位，当嵌合部退出凹槽16时，限位件31呈解锁状态，可以解除对阀杆14的限位。在本申请实施例中，伸缩部优选为弹簧。

进一步地，为了保证对阀位的控制效果，限位件31的数量为多个，多个限位件31沿阀杆14的周向均匀分布。在具体设置时，限位件31的数量可以为4个。在具体使用时，多个限位件31可以同时动作，对阀杆14进行限位，这样可以使阀杆14周向均匀受力，避免阀杆14因单侧受力倾斜而影响限位效果。另外，通过多个限位件31对阀杆14进行限位，还可以提高冗余度，降低因限位件31损坏而无法对阀杆14进行限位的可能。

在一些可选实施例中，隔离阀组件还包括阀位指示组件，阀位指示组件设置在阀体11上，阀位指示组件被配置为通过感应的方式确定阀瓣13的位置。相对于采用贯穿式的机械阀位指示组件，本申请实施例的阀位指示组件不破坏隔离阀组件的完整性，可以保证隔离阀组件的密封性能。

如图1所示，示例性的，阀位指示组件包括被感应件41、第一感应件42和第二感应件43。其中，被感应件41设置在阀杆14上并与阀杆14固定连接。第一感应件42设置在阀体11上，第一感应件42用于在被感应件41位于第一预设位置时形成第一感应信号。第二感应件43设置在阀体11上，第一感应件42用于在被感应件41位于第二预设位置时形成第二感应信号。可选地，在本申请实施例中，被感应件41为永磁体，第一感应件42和第二感应件43均为线圈。即当被感应件41随着阀杆14移动时，可以与第一感应件42或者第二感应件43发生电磁感应作用，使第一感应件42或者第二感应件43将阀位信号转换为电信号输出。进一步地，电信号可以被发送至阀位指示灯和控制系统，从而实现阀位的就地和远程指示。

本申请实施例的隔离阀组件结构紧凑、功能可靠，其利用系统自身介质压力实现开关阀，相对于现有技术，可以降低对外部设备的依赖，同时可以避免因外部设备故障而导致隔离阀无法使用的风险。本申请实施例的隔离阀组件可应用于有快关功能的系统中，在核电主给水、主蒸汽等系统具有很好的应用价值和推广前景。

根据本申请实施例的第二方面，提供一种控制系统，包括控制单元以及前文的隔离阀组件，隔离阀组件包括：活塞15，设置在阀杆14上，活塞15被构造为能够在其两侧压差的作用下带动阀杆14轴向移动。第一管道21，连通于活塞15的第一侧和流道12之间，第一管道21上设置有第一阀门22。第二管道23，连通于活塞15的第二侧和流道12之间，第二管道23上设置有第二阀门24。

在本申请实施例中，控制单元分别与第一阀门22和第二阀门24电性连接，控制单元被配置为：

响应于开阀信号控制第一阀门22以使系统介质进入活塞15的第一侧；

响应于关阀信号控制第二阀门24以使系统介质进入活塞15的第二侧。

为了加快开关阀速度，第一阀门22被构造为可选择的将活塞15的第一侧与流道12连通或者将活塞15的第一侧与外界连通；第二阀门24被构造为可选择的将活塞15的第二侧与流道12连通或者将活塞15的第二侧与外界连通。

根据上述设置方式，进一步地，在本申请实施例中，控制单元具体被配置为：

响应于开阀信号控制第一阀门22将活塞15的第一侧与流道12连通以使系统介质进入活塞15的第一侧以及控制第二阀门24将活塞15的第二侧与外界连通以使系统介质从活塞15的第一侧排出；

响应于关阀信号控制第一阀门22将活塞15的第一侧与外界连通以使系统介质从活塞15的第一侧排出以及控制第二阀门24将活塞15的第二侧与流道12连通以使系统介质进入活塞15的第二侧。

应理解，同时使活塞15的两侧分别进行升压和降压，可以加快活塞15两侧的压力变化，从而提高开关阀速度。

为了能够在流道12中没有系统介质的情况下实现对阀位的控制，隔离阀还包括：第三管道25，连通于活塞15的第一侧和供压线路29之间，第三管道25上设置有第三阀门26；第四管道27，连通于活塞15的第二侧和供压线路29之间，第四管道27上设置有第四阀门28；供压线路29，用于通过第三管道25向活塞15的第一侧供压以及用于通过第四管道27向活塞15的第二侧供压。

根据上述设置方式，进一步地，在本申请实施例中，控制单元分别与第三阀门26和第四阀门28电性连接。控制单元具体被配置为：

在流道12中没有介质的工况时响应于开阀信号控制第三阀门26以使供压线路29能够向活塞15的第一侧供压；

在流道12中没有介质的工况时响应于关阀信号控制第四阀门28以使供压线路29能够向活塞15的第二侧供压。

应理解，在具体使用时，打开第三阀门26，可以利用供压线路29向活塞15的第一侧供压以使活塞15的第一侧的压力升高，从而实现隔离阀开阀；打开第四阀门28，可以利用供压线路29向活塞15的第二侧供压以使活塞15的第二侧的压力升高，从而实现隔离阀关阀。也就是说，通过上述配置方式，能够在流道12中没有系统介质的情况下实现对阀位的控制。

在一些可选实施例中，控制系统还包括检测器件，可以利用检测器件检测流道12中是否有系统介质。示例性的，检测器件为压力传感器，该压力传感器设置在流道12中，当流道12中有系统介质时，该压力传感器可以形成压力信号，从而确定流道12中有系统介质。

本申请实施例的隔离阀组件结构紧凑、功能可靠，其利用系统自身介质压力实现开关阀，相对于现有技术，可以降低对外部设备的依赖，同时可以避免因外部设备故障而导致隔离阀无法使用的风险。本申请实施例的隔离阀组件可应用于有快关功能的系统中，在核电主给水、主蒸汽等系统具有很好的应用价值和推广前景。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种隔离阀组件，包括阀体、设置于阀体中的流道、用于轴向移动以阻塞流道的阀瓣和用于驱使阀瓣轴向移动的阀杆；其特征在于，还包括：

活塞，设置在所述阀杆上，所述活塞被构造为能够在其两侧压差的作用下带动所述阀杆轴向移动；

第一管道，连通于所述活塞的第一侧和所述流道之间，所述第一管道上设置有第一阀门；

第二管道，连通于所述活塞的第二侧和所述流道之间，所述第二管道上设置有第二阀门；

其中，所述第一管道用于通过系统介质调节所述活塞的第一侧的压力，所述第二管道用于通过系统介质调节所述活塞的第二侧的压力。

2.根据权利要求1所述的隔离阀组件，其特征在于，所述第一阀门被构造为可选择的将所述活塞的第一侧与所述流道连通或者将所述活塞的第一侧与外界连通；和/或

所述第二阀门被构造为可选择的将所述活塞的第二侧与所述流道连通或者将所述活塞的第二侧与外界连通。

3.根据权利要求1所述的隔离阀组件，其特征在于，所述隔离阀组件还包括：

第三管道，连通于所述活塞的第一侧和供压线路之间，所述第三管道上设置有第三阀门；

第四管道，连通于所述活塞的第二侧和供压线路之间，所述第四管道上设置有第三阀门；

供压线路，用于通过所述第三管道向所述活塞的第一侧供压以及用于通过所述第四管道向所述活塞的第二侧供压。

4.根据权利要求1所述的隔离阀组件，其特征在于，所述隔离阀组件还包括：限位件；

所述限位件设置在所述阀体上，所述限位件被构造为能够与所述阀杆限位配合，以使所述阀瓣位于全开位置。

5.根据权利要求4所述的隔离阀组件，其特征在于，所述阀杆上设置有凹槽；

所述限位件包括嵌合部和伸缩部，其中，所述嵌合部通过所述伸缩部与所述阀体连接，所述伸缩部能够沿所述阀杆的径向伸缩以使所述嵌合部嵌入所述凹槽或者退出所述凹槽。

6.根据权利要求1所述的隔离阀组件，其特征在于，所述隔离阀组件还包括：阀位指示组件；

所述阀位指示组件设置在所述阀体上，所述阀位指示组件被配置为通过感应的方式确定所述阀瓣的位置。

7.根据权利要求6所述的隔离阀组件，其特征在于，所述阀位指示组件包括被感应件、第一感应件和第二感应件；其中，

所述被感应件设置在所述阀杆上并与所述阀杆固定连接；

所述第一感应件设置在所述阀体上，所述第一感应件用于在所述被感应件位于第一预设位置时形成第一感应信号；

所述第二感应件设置在所述阀体上，所述第一感应件用于在所述被感应件位于第二预设位置时形成第二感应信号。

8.一种控制系统，其特征在于，包括控制单元以及如权利要求1-7任一项所述的隔离阀组件，所述控制单元分别与所述第一阀门和所述第二阀门电性连接；

所述控制单元被配置为：

响应于开阀信号控制所述第一阀门以使系统介质进入所述活塞的第一侧；

响应于关阀信号控制所述第二阀门以使系统介质进入所述活塞的第二侧。

9.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述第一阀门被构造为可选择的将所述活塞的第一侧与所述流道连通或者将所述活塞的第一侧与外界连通；所述第二阀门被构造为可选择的将所述活塞的第二侧与所述流道连通或者将所述活塞的第二侧与外界连通；

所述控制单元具体被配置为：

响应于开阀信号控制所述第一阀门将所述活塞的第一侧与所述流道连通以使系统介质进入所述活塞的第一侧或者控制所述第二阀门将所述活塞的第二侧与外界连通以使系统介质从所述活塞的第一侧排出；

响应于关阀信号控制所述第一阀门将所述活塞的第一侧与外界连通以使系统介质从所述活塞的第一侧排出或者控制所述第二阀门将所述活塞的第二侧与所述流道连通以使系统介质进入所述活塞的第二侧。

10.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述隔离阀还包括：第三管道，连通于所述活塞的第一侧和供压线路之间，所述第三管道上设置有第三阀门；第四管道，连通于所述活塞的第二侧和供压线路之间，所述第四管道上设置有第四阀门；供压线路，用于通过所述第三管道向所述活塞的第一侧供压以及用于通过所述第四管道向所述活塞的第二侧供压；

所述控制单元分别与所述第三阀门和所述第四阀门电性连接；

所述控制单元具体被配置为：

在流道中没有介质的工况时响应于开阀信号控制所述第三阀门以使所述供压线路能够向所述活塞的第一侧供压；

在流道中没有介质的工况时响应于关阀信号控制所述第四阀门以使所述供压线路能够向所述活塞的第二侧供压。