CN117489985A - 核电站气动阀气源状态的监测装置及其监测方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种核电站气动阀气源状态的监测装置及其监测方法，该监测装置包括主管道、气动阀本体、供气管线、旁路管线、压力传感器和主控室控制系统。压力传感器位于旁路管线上。主控室控制系统包括控制模块，控制模块配置为从压力传感器中实时获取并显示气源的压力值并根据气源的压力值确定气动阀失气后阀门的实际开关状态。控制模块包括气动阀失气开启对应的第一控制模块、气动阀失气关闭对应的第二控制模块和气动阀失气保持对应的第三控制模块。本申请通过在监测装置中设置压力传感器和包括不同类型控制模块的主控室控制系统，从而使得在发生失去气源故障时，主控室控制系统能够准确反馈出阀门的实际开关状态，便于操纵员及时干预调整。

Description

核电站气动阀气源状态的监测装置及其监测方法

技术领域

本申请属于核电站设备运行和监测领域，具体涉及一种核电站气动阀气源状态的监测装置及其监测方法。

背景技术

气动阀是一种借助压缩气体驱动的阀门，该类型的阀门广泛应用于核电站的各个系统，用于截断流体或者调整流体流量以适应系统在不同工况下的运行。气源压力是决定气动阀工作性能的重要因素，气源压力的高低直接影响阀门的密封性能以及流量调整时的响应速度。另外，当由于诸如供气管线脱落等某些故障导致气源失去时，阀门会故障全开、故障全关或保持当前位置无法操作(取决于气动阀的类型)，从而会导致系统运行异常。

核电站的部分气动阀在失去气源处于故障位置时，无法在主控室的控制画面上显示阀门的实际开关状态，可能出现阀门实际全开，但是在主控室的控制画面上显示为全关的情况，现场就地核实又需要大量的时间，这会严重影响操作员对故障的判断和处理，可能导致故障造成更严重的后果，影响机组安全稳定运行。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例致力于提供一种核电站气动阀气源状态的监测装置及其监测方法，通过在监测装置中设置压力传感器，并在主控室控制系统中针对不同类型的气动阀设置不同的控制模块，以解决现有技术中因气动阀失气后阀门的实际开关状态难以精准判断而影响机组安全稳定运行的问题。

本申请第一方面提供了一种核电站气动阀气源状态的监测装置，该监测装置包括主管道、位于主管道上的气动阀本体以及与主管道连接的供气管线。该监测装置还包括旁路管线、压力传感器和主控室控制系统。旁路管线与供气管线连接。压力传感器位于旁路管线上，且压力传感器配置为实时监测气源的压力值。主控室控制系统与压力传感器连接。主控室控制系统包括控制模块，控制模块配置为从压力传感器中实时获取并显示气源的压力值，并根据气源的压力值确定气动阀失气后阀门的实际开关状态。气动阀失气后阀门的实际开关状态包括失气全开状态、失气全关状态或失气保持状态。控制模块包括气动阀失气开启对应的第一控制模块、气动阀失气关闭对应的第二控制模块和气动阀失气保持对应的第三控制模块。

在上述方案中，通过在监测装置中的供气管线上设置旁路管线，并在旁路管线设置压力传感器和包括不同类型控制模块的主控室控制系统，从而利用位于压力传感器实时监测气源的压力，并将监测到的压力值传输至主控室控制系统，并显示在对应阀门的控制模块内，主控室操纵员可以实时查看该阀门的气源压力，也可以调取该气源压力随时间的变化曲线用于设备运行状态分析，主控室操纵员还可以根据该阀门的气源的压力值确定气源的异常情况，并在发生失去气源故障时，主控室控制系统能够准确反馈出阀门的实际开关状态，便于操纵员及时干预调整。

在本申请一个具体实现方式中，该监测装置还包括压力传感器隔离阀。压力传感器隔离阀位于旁路管线上，且位于气动阀本体与压力传感器之间。

在本申请一个具体实现方式中，该监测装置还包括供气管线隔离阀和供气管线减压阀。供气管线隔离阀位于供气管线上。供气管线减压阀位于供气管线上，且位于气动阀本体与供气管线隔离阀之间。旁路管线连接在气动阀本体与供气管线减压阀之间的供气管线上。

在本申请一个具体实现方式中，主控室控制系统包括报警模块。报警模块用于在气源的压力值出现异常时发出报警信息。气源的压力值出现异常的情况包括气源的压力值为零值、气源的压力值超出预设压力上限值、和气源的压力值超出预设压力下限值。

本申请第二方面提供了一种核电站气动阀气源状态的监测方法，该监测方法包括：利用本申请第一方面的核电站气动阀气源状态的监测装置实时获取气源的压力值；若气源的压力值等于零值，则发出气动阀失去气源报警，并提示气动阀失气后阀门的实际开关状态，气动阀失气后阀门的实际开关状态包括失气全开状态、失气全关状态或失气保持状态。

在本申请一个具体实现方式中，该监测方法还包括：将气源的压力值与预设压力上限值与预设下限压力值进行比较；若气源的压力值位于预设压力上限值与预设下限压力值之间，则保持继续监测；若气源的压力值大于预设压力上限值，则发出压力超出上限报警；若气源的压力值小于预设下限压力值，则发出压力超出下限报警。

附图说明

图1所示为本申请一实施例提供的一种核电站气动阀气源状态的监测装置的结构示意图。

图2所示为气动阀失气开启对应的第一控制模块的示意图。

图3所示为气动阀失气关闭对应的第二控制模块的示意图。

图4所示为气动阀失气保持对应的第三控制模块的示意图。

图5所示为设置气动阀的预设压力上限值时的提示窗的示意图。

图6所示为设置气动阀的预设压力下限值时的提示窗的示意图。

图7所示为本申请一实施例提供的一种核电站气动阀气源状态的监测方法的流程示意图。

图8所示为本申请另一实施例提供的一种核电站气动阀气源状态的监测方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

图1所示为本申请一实施例提供的一种核电站气动阀气源状态的监测装置的结构示意图。如图1所示，该监测装置100包括主管道1、位于主管道1上的气动阀本体2以及与主管道1连接的供气管线3。该监测装置100还包括旁路管线4、压力传感器5和主控室控制系统6。旁路管线4与供气管线3连接。压力传感器5位于旁路管线4上，且压力传感器5配置为实时监测气源的压力值。主控室控制系统6与压力传感器5连接。主控室控制系统6包括控制模块，控制模块配置为从压力传感器5中实时获取并显示气源的压力值，并根据气源的压力值确定气动阀失气后阀门的实际开关状态。气动阀失气后阀门的实际开关状态包括失气全开状态、失气全关状态或失气保持状态。控制模块包括气动阀失气开启对应的第一控制模块、气动阀失气关闭对应的第二控制模块和气动阀失气保持对应的第三控制模块。如此，通过在监测装置100中的供气管线3上设置旁路管线4，并在旁路管线4设置压力传感器5和与压力传感器5连接的主控室控制系统6，从而利用位于压力传感器5实时监测气源的压力，并将监测到的压力值传输至主控室控制系统6，并显示在对应阀门的控制模块(第一控制模块、第二控制模块或第三控制模块)内，主控室操纵员可以实时查看该阀门的气源压力，也可以调取该气源压力随时间的变化曲线用于设备运行状态分析，主控室操纵员还可以根据该阀门的气源的压力值确定气源的异常情况，并在发生失去气源故障时，主控室控制系统6能够准确反馈出阀门的实际开关状态，便于操纵员及时干预调整。另外，本申请实施例中的主控室控制系统6可以在现有的主控室控制系统上直接进行升级改造，方便实现，成本较低。

需要说明的是，具体选用哪种控制模块根据气动阀的阀门的类型确定。在该监测装置100中，可以根据气动阀的类型(失气开启/失气关闭/失气保持)在主控室控制系统6上内置对应的控制模块。

在本申请至少一实施例中，该监测装置100还包括压力传感器隔离阀7。压力传感器隔离阀7位于旁路管线4上，且位于气动阀本体2与压力传感器5之间。如此，可以通过调节压力传感器隔离阀7的开启与关闭，满足该监测装置100故障时的隔离检修需求和机组不同工况下气源压力的调整需求。

需要说明的是，在该监测装置100正常进行监测时，压力传感器隔离阀7开启，使压力传感器5正常工作。此时压力传感器5监测的压力值实时传送至对应阀门的控制模块上进行显示(见图2至图4的供气压力显示区域)，以便操纵员监测阀门供气状态。当压力传感器5故障时，可以关闭压力传感器隔离阀7，以便对压力传感器5进行隔离检修。

在本申请至少一实施例中，该监测装置100还包括供气管线隔离阀8和供气管线减压阀9。供气管线隔离阀8位于供气管线3上。供气管线减压阀9位于供气管线3上，且位于气动阀本体2与供气管线隔离阀8之间。旁路管线4连接在气动阀本体2与供气管线减压阀9之间的供气管线3上。如此，通过增设供气管线隔离阀8，从而可以满足该监测装置100故障时的隔离检修需求。另外，通过增设供气管线减压阀9，满足了机组不同工况下气源压力的调整需求，例如，在气动阀的阀门气源压力异常时，操作人员可以联系维修人员及时调整供气管线减压阀9，将气源压力恢复到正常范围内。

需要说明的是，在该监测装置100正常进行监测时，供气管线隔离阀8保持开启，供气管线减压阀9(可调节)开启，并将阀门供气压力调整至正常范围内。当供气管线减压阀9故障时，可以关闭供气管线隔离阀8进行隔离检修。

在本申请至少一实施例中，主控室控制系统6还包括报警模块。报警模块用于在气源的压力值出现异常时发出报警信息。气源的压力值出现异常的情况包括气源的压力值为零值、气源的压力值超出预设压力上限值、和气源的压力值超出预设压力下限值。如此，当气源异常时能第一时间通过报警信息提醒操纵员，更有利于操纵员及时干预调整。

需要说明的是，报警信息可以是以声音的形式报警对应的信息，也可以是以灯光闪烁的形式报警对应的信息，还可以是以亮红光等形式报警对应的信息，本申请实施例对报警信息的实现形式不做具体限定。

预设压力上限值和预设压力下限值可以是主控室操纵员通过气动阀的设备说明书获取气动阀阀门供气压力的正常范围，之后由主控室操纵员在对应阀门的控制模块上进行压力上限和压力下限的参数设置。

图2所示为气动阀失气开启对应的第一控制模块的示意图。图3所示为气动阀失气关闭对应的第二控制模块的示意图。图4所示为气动阀失气保持对应的第三控制模块的示意图。

在图2、图3和图4中，压力上限(对应于预设压力上限值)和压力下限(对应于预设压力下限值)实时显示并可以随时修改，气动阀处于失气状态时则只能显示，无法修改。

图5所示为设置气动阀的预设压力上限值时的提示窗的示意图。图6所示为设置气动阀的预设压力下限值时的提示窗的示意图。

当进行压力上限设置时，主控室控制系统6会弹出图5所示的提示窗口提示如下信息：将阀门****(阀门编码)的压力上限设置为****(操纵员输入的压力上限值)。此时操纵员需要再次核对阀门编码和输入的压力上限值是否正确：a、如果编码和压力上限值无误，点击“确定”，弹窗消失，设置生效；b、如果编码或者压力上限值有误，点击“取消”，弹窗消失，设置无效。

当进行压力下限设置时，主控室控制系统6会弹出图6所示的提示窗口提示如下信息：将阀门****(阀门编码)的压力下限设置为****(操纵员输入的压力下限值)。此时操纵员需要再次核对阀门编码和输入的压力下限值是否正确：a、如果编码和压力下限值无误，点击“确定”，弹窗消失，设置生效；b、如果编码或者压力下限值有误，点击“取消”，弹窗消失，设置无效。

图7所示为本申请一实施例提供的一种核电站气动阀气源状态的监测方法的流程示意图。如图7所示，该核电站气动阀气源状态的监测方法包括以下步骤。

S10：利用本申请实施例的核电站气动阀气源状态的监测装置实时获取气源的压力值。

具体而言，该监测装置100中的压力传感器5可以实时监测气源的压力值，并将监测到气源的压力值传输至主控室控制系统6，主控室控制系统6可以实时获取到气源的压力值并显示在对应阀门的控制模块内。

S20：若气源的压力值等于零值，则发出气动阀失去气源报警，并提示气动阀失气后阀门的实际开关状态。气动阀失气后阀门的实际开关状态包括失气全开状态、失气全关状态或失气保持状态。

需要说明的是，在正常运行状态下，气源的压力值大于零值，且处于正常压力范围内，在发生失去气源故障时，气源的压力值会降到零值。气源的压力值等于零值可以是气源的压力值完全等于零值，也可以是气源的压力值基本上等于零值。气动阀失气后阀门的实际开关状态可以是预先根据阀门结构设置的。

根据本申请实施例提供的技术方案，通过利用本申请实施例的核电站气动阀气源状态的监测装置进行气源状态监测，且设置当气动阀完全失去气源(也即气源的压力值等于零值)时，提示气动阀失气后阀门的实际开关情况，方便操纵员及时判断故障影响，正确响应，避免故障造成更严重的后果。

图8所示为本申请另一实施例提供的一种核电站气动阀气源状态的监测方法的流程示意图。图8所示实施例为图7所示实施例的一变型例。如图8所示，与图7所示实施例的不同之处在于，该监测方法还包括步骤S30至S60。

S30：将气源的压力值与预设压力上限值与预设下限压力值进行比较。

在一些实施例中，操纵员根据不同类型的气动阀的气源压力要求，提前在对应气动阀的控制模块内设置好阀门气源的压力上限值和压力下限值，气源的压力上限值和压力下限值可以根据需要随时进行修改，如此，可以使得该监测装置100能够适用于核电站的所有气动阀，也适用于同一种气动阀在不用系统上差异化的性能要求。

S40：若气源的压力值位于预设压力上限值与预设下限压力值之间，则保持继续监测。

S50：若气源的压力值大于预设压力上限值，则发出压力超出上限报警。

具体而言，压力传感器5监测到的压力值超出预设的压力上限值时反馈给主控室控制系统6，主控室控制系统6发出压力超出上限报警，提醒操纵员该阀门气源压力异常，操纵员应该联系维修人员调整供气管线上的减压阀，降低压力使气源压力恢复到正常范围内。

S60：若气源的压力值小于预设下限压力值，则发出压力超出下限报警。

具体而言，压力传感器5监测到的压力值超出预设的压力下限值时反馈给主控室控制系统6，主控室控制系统6发出压力超出下限报警，提醒操纵员该阀门气源压力异常，操纵员应该联系维修人员调整供气管线上的减压阀，升高压力使气源压力恢复到正常范围内。

在本申请实施例中，通过将气源的压力值与预设压力上限值与预设下限压力值进行比较，并在气源的压力值超出预设压力上限值或预设下限压力值发出相应的报警提醒，从而有利于操纵员及时知悉压力异常的情况并通过调整压力使气源压力恢复到正常范围内，避免了因压力异常造成的严重后果，保证了机组的安全稳定运行。

需要说明的是，本申请实施例中各技术特征的组合方式并不限本申请实施例中所记载的组合方式或是具体实施例所记载的组合方式，本申请所记载的所有技术特征可以以任何方式进行自由组合或结合，除非相互之间产生矛盾。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种核电站气动阀气源状态的监测装置，其特征在于，包括主管道、位于主管道上的气动阀本体、以及与所述主管道连接的供气管线，其中，所述监测装置还包括：

旁路管线，与所述供气管线连接；

压力传感器，位于所述旁路管线上，配置为实时监测气源的压力值；

主控室控制系统，与所述压力传感器连接，包括控制模块，所述控制模块配置为从所述压力传感器中实时获取并显示气源的压力值，并根据所述气源的压力值确定气动阀失气后阀门的实际开关状态，其中，所述气动阀失气后阀门的实际开关状态包括失气全开状态、失气全关状态或失气保持状态，所述控制模块包括气动阀失气开启对应的第一控制模块、气动阀失气关闭对应的第二控制模块和气动阀失气保持对应的第三控制模块。

2.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，还包括：

压力传感器隔离阀，位于所述旁路管线上，且位于所述气动阀本体与所述压力传感器之间。

3.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，还包括：

供气管线隔离阀，位于所述供气管线上；

供气管线减压阀，位于所述供气管线上，且位于所述气动阀本体与所述供气管线隔离阀之间，其中，所述旁路管线连接在所述气动阀本体与所述供气管线减压阀之间的供气管线上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的监测装置，其特征在于，

所述主控室控制系统还包括报警模块，报警模块用于在所述气源的压力值出现异常时发出报警信息，所述气源的压力值出现异常的情况包括所述气源的压力值为零值、所述气源的压力值超出预设压力上限值、和所述气源的压力值超出预设压力下限值。

5.一种核电站气动阀气源状态的监测方法，其特征在于，包括：

利用如权利要求1至4中任一项所述的核电站气动阀气源状态的监测装置实时获取气源的压力值；

若所述气源的压力值等于零值，则发出气动阀失去气源报警，并提示所述气动阀失气后阀门的实际开关状态，所述气动阀失气后阀门的实际开关状态包括失气全开状态、失气全关状态或失气保持状态。

6.根据权利要求5所述的监测方法，其特征在于，在所述利用如权利要求1至4中任一项所述的核电站气动阀气源状态的监测装置实时获取气源的压力值之后，还包括：

将所述气源的压力值与预设压力上限值与预设下限压力值进行比较；

若所述气源的压力值位于所述预设压力上限值与所述预设下限压力值之间，则保持继续监测；

若所述气源的压力值大于所述预设压力上限值，则发出压力超出上限报警；

若所述气源的压力值小于所述预设下限压力值，则发出压力超出下限报警。