CN214008192U

CN214008192U - 一种先导式安全阀阀组

Info

Publication number: CN214008192U
Application number: CN202022201681.1U
Authority: CN
Inventors: 王宇翔; 罗世洪; 郭松; 李朋洲; 袁晟毅; 张冬林; 秦胜杰; 李晓钟
Original assignee: Nuclear Power Institute of China
Current assignee: Nuclear Power Institute of China
Priority date: 2020-09-30
Filing date: 2020-09-30
Publication date: 2021-08-20
Anticipated expiration: 2030-09-30

Abstract

本实用新型涉及阀门技术领域，具体涉及一种先导式安全阀阀组，所采用的技术方案是：一种先导式安全阀阀组，包括主阀、先导阀、隔离阀，还包括多联释放阀，所述多联释放阀为两个以上的释放阀串联或并联。本实用新型采用两个以上的释放阀串联或并联，以实现先导式安全阀组阀组的释放阀的冗余设计，当一台单体释放阀出现故障，不影响其余单体释放阀的功能，能充分保证FEED&BLEED、低温超压保护及高温强制泄压功能的可靠性，继而有效地控制主阀动作，以满足核反应堆一回路系统设备和管道的超压保护需求。

Description

一种先导式安全阀阀组

技术领域

本实用新型涉及阀门技术领域，具体涉及一种先导式安全阀阀组。

背景技术

在核电厂一回路系统中，先导式安全阀阀组是最重要的阀门之一，是保证反应堆冷却剂系统及其相连管道和设备安全的关键设备。由于其开启和关闭压力定值控制精度高，启闭压差小，易实现大排量，启闭循环寿命长，尤其适用于高温高压放射性介质环境中。

现有的先导式安全阀阀组一般由主阀、先导阀及释放阀等组成，主阀出入口设置有法兰，顶部设置有阀位指示器（开关量），阀体上开有多个接口，分别与先导阀、释放阀连接，如CN106402444B。先导阀采用冗余设计，与主阀上腔通过管道及隔离阀连接，具有辅助隔离功能。释放阀通过远程手动控制主阀启闭实现强制释放功能。上述结构在一定程度上提高了先导式安全阀阀组的整体性能，但在使用过程中，存在部分阀组模块可靠性低、功能单一、密封性差、手动控制故障隔离滞后等问题。

在核电厂一回路系统设备和管道中，先导式安全阀阀组的可靠性和安全性尤其重要，被保护的系统一旦超压，先导式安全阀阀组如果不能开启，反应堆冷却剂系统及其相连管道和设备可能因严重超压而破裂，导致堆芯失水的重大事故发生。同时，美国“三哩岛”事件的惨痛教训也启示，安全阀必须配置可靠的位置指示装置，否则核事故一旦发生，将造成巨大的经济损失和灾难性的后果。另外，随着三代、四代核电技术的提升，对先导式安全阀阀组的功能也提出了更多的需求。为此，需要进一步开发安全、可靠、响应及时，并适用于核电厂多种特殊工况的先导式安全阀阀组，以满足一回路系统设备和管道的超压保护需求。

实用新型内容

针对上述现有安全阀难以满足核反应堆系统超压保护需求的技术问题，本实用新型提供了一种先导式安全阀阀组，能够有效地控制主阀动作，以满足核反应堆一回路系统设备和管道的超压保护需求。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种先导式安全阀阀组，包括主阀、先导阀、隔离阀，还包括多联释放阀，所述多联释放阀为两个以上的释放阀串联或并联。

本实用新型，采用两个以上的释放阀串联或并联，以实现先导式安全阀组释放阀的冗余设计，一台单体释放阀出现故障，不影响另一台单体释放阀的功能，能充分保证FEED&BLEED、低温超压保护及高温强制泄压功能的可靠性，继而有效地控制主阀动作，以满足核反应堆一回路系统设备和管道的超压保护需求。

优选的，所述释放阀和隔离阀为电磁阀、电动阀或气动阀中的一种，以实现远程自动控制释放阀和隔离阀的开启和关闭，使得先导式安全阀具有强制泄压和隔离的功能，大大地提高了核电站一回路系统的安全性。

优选的，所述隔离阀设置有两个以上，以实现隔离阀的冗余设计，提高故障隔离保护功能的可靠性，确保先导式安全阀阀组动作的可靠性。

进一步的，所述先导阀设置有两个以上。当一台先导阀出现故障时，可关闭与之连接的隔离阀，并启用备用先导阀和隔离阀，以在不影响核电站运行的情况下，对故障先导阀进行维修或更换，提高了系统的安全性，保证了核电厂的经济效益。

优选的，所述主阀进口与多联释放阀或隔离阀相连，即多联释放阀或隔离阀的位置可以互换。

进一步的，所述主阀和先导阀均设有位置指示器，可在线监测阀门开启和关闭过程中的动作状态，使阀门在出现开启和关闭故障时，能及时预警，有效地保证了机组的运行安全。作为指示器的具体实施方式，所述位置指示器为开关量、连续式或开关量和连续式于一体的位置指示器中的一种。

作为先导阀的具体实施方式，所述先导阀包括初级阀和中继阀，所述初级阀的初级流体控制腔与中继阀的中继流体控制腔相连，所述初级阀和中继阀的阀杆平行设置，所述先导阀的位置指示器安装在中继阀上。

作为初级阀的具体实施方式，所述初级阀的内部空间从下往上分为感压腔、预紧整定腔、排放腔和初级流体控制腔，所述感压腔内安装有波纹管，所述初级阀的初级阀杆下端插入波纹管并与波纹管的芯棒接触，所述初级阀杆的上端依次贯穿预紧整定腔和排放腔。

作为中继阀的具体实施方式，所述中继流体控制腔内设有活塞，所述活塞与中继阀的中继阀杆固定连接，所述活塞与先导阀的位置指示器铁芯杆相连。

本实用新型具有如下的优点和有益效果：

1、采用两个以上的释放阀串联或并联，以实现先导式安全阀组释放阀的冗余设计，一台单体释放阀出现故障，不影响另一台单体释放阀的功能，能充分保证FEED&BLEED、低温超压保护及高温强制泄压功能的可靠性，继而有效地控制主阀动作，以满足核反应堆一回路系统设备和管道的超压保护需求；

2、所述释放阀和隔离阀为电磁阀、电动阀或气动阀中的一种，以实现远程自动控制释放阀和隔离阀的开启和关闭，使得先导式安全阀具有强制泄压和隔离的功能，大大地提高了核电站一回路系统的安全性；

3、所述隔离阀设置有两个以上，所述先导阀设置有两个以上，当一台先导阀出现故障时，可关闭与之连接的隔离阀，并启用备用先导阀和隔离阀，以在不影响核电站运行的情况下，对故障先导阀进行维修或更换，提高了系统的安全性，保证了核电厂的经济效益；

4、所述主阀和先导阀均设有位置指示器，可在线监测阀门开启和关闭过程中的动作状态，使阀门在出现开启和关闭故障时，能及时预警，有效地保证了机组的运行安全。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。

在附图中：

图1为本实用新型一实施例结构图；

图2为图1所示实施例的管理原理图；

图3为本实用新型的另一实施例结构图；

图4为本实用新型的先导阀结构图。

附图中各零部件名称：

1-主阀进口法兰，2-主阀，3-主阀盖，4-主阀出口法兰，5-先导阀，6-先导阀出口法兰，7-常闭强制泄压释放阀，8-常开强制泄压释放阀，9-多联释放阀电源接口，10-多联释放阀信号反馈接口，11-多联释放阀出口法兰，12-隔离阀，13-隔离阀电源接口，14-隔离阀信号反馈接口，15-主阀位置指示器，16-主阀位置指示器仪控接口，17-先导阀位置指示器，18-先导阀位置指示器仪控接口，51-初级阀，511-感压腔，512-预紧整定腔，513-排放腔，514-初级流体控制腔，515-波纹管，516-初级阀杆，52-中继阀，521-中继流体控制腔，522-活塞，523-中继阀杆。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例

一种先导式安全阀阀组，包括主阀2、先导阀5、隔离阀12，还包括多联释放阀，所述多联释放阀为两个以上的释放阀串联或并联。

能够理解的是，主阀2包括进口法兰1、阀体、主阀盖3、出口法兰4。对于主阀2的进出口位置和进出口方向可以采用多种形式，形成主阀体结构系列化，可满足核电厂不同的接口需求。在主阀盖3的顶部设有主阀位置指示器15，主阀位置指示器15通过螺栓与主阀2的阀体连接，并通过密封垫圈密封阀体内部高温高压和强辐射性介质。以对主阀2阀位进行监测，对开启和关闭响应时间进行测算，进一步提高主阀的密封性、动作安全性及可靠性。

其中多联释放阀可配置常闭释放阀或常开释放阀，可采用一台常闭强制泄压释放阀7和一台常开强制泄压释放阀8与主阀2依次串联连接，并且常闭强制泄压释放阀7和常开强制泄压释放阀8的位置可互换，也可采用常闭强制释放阀7与主阀2并联。需要说明的是，若释放阀并联，则只能采用常闭强制泄压释放阀7。

本实施例，采用两个以上的释放阀串联或并联，以实现先导式安全阀组阀组的释放阀的冗余设计，一台单体释放阀出现故障，不影响另一台单体释放阀的功能，能充分保证FEED&BLEED、低温超压保护及高温强制泄压功能的可靠性继而有效地控制主阀2动作，以满足核反应堆一回路系统设备和管道的超压保护需求。

优选的，所述释放阀和隔离阀12为电磁阀、电动阀或气动阀中的一种，以实现远程自动控制释放阀和隔离阀12的开启和关闭，使得先导式安全阀具强制隔离的功能，大大地提高了核电站一回路系统的安全性。

优选的，所述隔离阀12设置有两个以上，以实现隔离阀12的冗余设计，提高故障隔离保护功能的可靠性，确保先导式安全阀阀组动作的可靠性。

进一步的，所述先导阀5设置有两个以上。当一台先导阀5出现故障时，可关闭与之连接的隔离阀12，并启用备用先导阀5和隔离阀12，以在不影响核电站运行的情况下，对故障先导阀5进行维修或更换，提高了系统的安全性，保证了核电厂的经济效益。

优选的，所述主阀2进口与多联释放阀或隔离阀12相连，即多联释放阀或隔离阀12的位置可以互换。

进一步的，先导阀5均设有位置指示器，可在线监测阀门开启和关闭过程中的动作状态，使阀门在出现开启和关闭故障时，能及时预警，有效地保证了机组的运行安全。优选在先导阀5上设置先导阀连续式位置指示器17。

作为先导阀5的具体实施方式，所述先导阀5包括初级阀51和中继阀52，所述初级阀51的初级流体控制腔514与中继阀52的中继流体控制腔521相连，所述初级阀51和中继阀52的阀杆平行设置，所述先导阀5的位置指示器安装在中继阀52上。

作为初级阀51的具体实施方式，所述初级阀51的内部空间从下往上分为感压腔511、预紧整定腔512、排放腔513和初级流体控制腔514，所述感压腔511内安装有波纹管515，所述初级阀51的初级阀杆516下端插入波纹管515并与波纹管515的芯棒接触，所述初级阀杆516的上端依次贯穿预紧整定腔512和排放腔513。

作为中继阀52的具体实施方式，所述中继流体控制腔521内设有活塞522，所述活塞522与中继阀52的中继阀杆523固定连接，所述活塞522与先导阀5的位置指示器铁芯杆相连。

在本实施例中，位置指示器为开关量（如干簧管原理）、连续式（如LVDT原理）或开关量和连续式于一体的位置指示器中的一种。

本实施例的工作原理：

如图1所示，核电厂一回路系统介质由主阀进口法兰1进入主阀2，主阀盖3通过密封垫圈密封阀体内部高温高压和强辐射性介质。当系统压力上升至安全阀开启压力后，先导阀5（其中一个先导阀5处于启用状态，另外一个先导阀5处于备用状态）感压自动开启，主阀2上腔压力通过隔离阀12，从先导阀出口法兰6释放，并驱动主阀2开启，高温高压介质从出口法兰4排出，泄放系统压力。

在先导式安全阀开启和关闭的整个过程中，主阀连续式位置指示器15和先导阀连续式位置指示器17，通过主阀连续式位置指示器仪控接口16和先导阀连续式位置指示器仪控接口18进行供电及信号反馈，实现在线监测阀门开启和关闭的动作状态。

当核电厂出现事故，需执行FEED&BLEED或低温超压保护功能时，仪控通过双联释放阀电源接口9对串联连接（串联连接如图1所示）或并联连接（并联连接如图3所示）的常闭泄压释放阀7发出开启命令，主阀2上腔压力通过双联释放阀出口法兰11释放，并驱动主阀2开启，高温高压介质从出口法兰4排出，泄放系统压力。在常闭泄压释放阀7出现关闭故障时，仪控通过双联释放阀电源接口9对串联连接的常开泄压释放阀8发出关闭启命令，远程自动隔离主阀2与先导阀5上腔之间的压力，防止系统压力过度泄放。

在执行强制泄放功能的过程中，常闭泄压释放阀7和常开泄压释放阀8的阀位信号，通过双联释放阀信号反馈接口10输出至核电站仪控系统，完成在线监测双联电磁阀组开启和关闭的动作状态。

在运行的先导阀5出现关闭故障时，仪控通过隔离阀电源接口13对另一组备用的隔离阀12发出开启命令，连通主阀体2与备用先导阀5上腔之间的通道，启动备用的先导阀组执行自动超压保护功能；然后，再次通过隔离阀电源接口13对有故障先导阀5连接的隔离阀12发出关闭命令，切断主阀体2与先导阀5上腔之间的泄压通道，主阀体2上腔压力恢复，并驱动主阀组关闭，防止系统过度泄压。

在执行隔离保护功能的过程中，隔离阀12的阀位信号，可通过隔离阀信号反馈接口14输出至核电站仪控系统，完成在线监测隔离阀组开启和关闭的动作状态。

另外，对于本实施例未提及的结构，可参阅发明专利CN106402444B，本实施例将不再赘述。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种先导式安全阀阀组，包括主阀（2）、先导阀（5）、隔离阀（12），其特征在于，还包括多联释放阀，所述多联释放阀为两个以上的释放阀串联或并联。

2.根据权利要求1所述的先导式安全阀阀组，其特征在于，所述释放阀和隔离阀（12）为电磁阀、电动阀或气动阀中的一种。

3.根据权利要求1所述的先导式安全阀阀组，其特征在于，所述隔离阀（12）设置有两个以上。

4.根据权利要求3所述的先导式安全阀阀组，其特征在于，所述先导阀（5）设置有两个以上。

5.根据权利要求1所述的先导式安全阀阀组，其特征在于，所述主阀（2）进口与多联释放阀或隔离阀（12）相连。

6.根据权利要求1所述的先导式安全阀阀组，其特征在于，所述主阀（2）和先导阀（5）均设有位置指示器。

7.根据权利要求6所述的先导式安全阀阀组，其特征在于，所述位置指示器为开关量、连续式或开关量和连续式于一体的位置指示器中的一种。

8.根据权利要求6所述的先导式安全阀阀组，其特征在于，所述先导阀（5）包括初级阀（51）和中继阀（52），所述初级阀（51）的初级流体控制腔（514）与中继阀（52）的中继流体控制腔（521）相连，所述初级阀（51）和中继阀（52）的阀杆平行设置，所述先导阀（5）的位置指示器安装在中继阀（52）上。

9.根据权利要求8所述的先导式安全阀阀组，其特征在于，所述初级阀（51）的内部空间从下往上分为感压腔（511）、预紧整定腔（512）、排放腔（513）和初级流体控制腔（514），所述感压腔（511）内安装有波纹管（515），所述初级阀（51）的初级阀杆（516）下端插入波纹管（515）并与波纹管（515）的芯棒接触，所述初级阀杆（516）的上端依次贯穿预紧整定腔（512）和排放腔（513）。

10.根据权利要求8所述的先导式安全阀阀组，其特征在于，所述中继流体控制腔（521）内设有活塞（522），所述活塞（522）与中继阀（52）的中继阀杆（523）固定连接，所述活塞（522）与先导阀（5）的位置指示器铁芯杆相连。