CN221056001U - 一种阀门诊断测试平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种阀门诊断测试平台，包括：用于提供稳定气源的供气系统、用于对平台管路提供所需温度水的供水系统、用于对平台管路内的介质加压的增压系统、用于连接在平台管路上对压力进行检测的压力表组，供气系统、供水系统均与增压系统连接，对气动阀进行测试时，供气系统连接气动阀的气动头，增压系统连接气动阀的进口；对电动阀进行测试时，增压系统连接电动阀的进口。本实用新型可模拟电动阀与气动阀在核电厂的实际运行工况，并为阀门在线监测设备与系统提供测试环境；实现对电动阀进行持续性实时监测，可实时掌握核电厂的电动阀和气动阀状态，为阀门维修提供依据，大大减少阀门的过度解体与维修，缩短核电厂大修工期，降低运维成本。

Description

一种阀门诊断测试平台

技术领域

本实用新型涉及阀门设备技术领域，特别是涉及一种阀门诊断测试平台。

背景技术

阀门设备是核电厂中设备占比量最大、大修中检修工作量最多的设备，其中，电动阀与气动阀广泛应用于核电厂的安全相关系统中。据统计，CPR单台机组中核岛电动阀数量有160多台，EPR单台机组核岛电动阀数量有700多台，是核电厂日常维护和大修检修工作的主体。当前重要的电动阀门时常发生缺陷，比如安注罐电动隔离阀无法开启问题，阀门电动头驱动力不足问题，在运机组阀门内漏等问题，严重影响机组安全。

当前国内核电厂大多采用离线设备对阀门进行性能诊断，根据采集的电流、电压、开量以及推力等参数对阀门状态进行评估，以判断阀门的维修频度。但由于诊断方法的限制只能在大修期间进行阀门性能诊断，无法对重要阀门进行持续性的实时监测，无法对阀门状态进行持续跟踪与评估。

目前对阀门诊断主要集中在阀门诊断设备与系统开发上，而针对阀门诊断测试平台的设计与开发很少，因此，阀门在线监测设备与系统开发过程中，需要一套阀门诊断测试平台，为核电厂电动阀和气动阀在线诊断技术提供一个模拟电动阀与气动阀实际工况的测试平台，为阀门诊断技术的开发与验证提供测试环境。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种阀门诊断测试平台，为在役核电厂电动阀与气动阀实施在线诊断。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种阀门诊断测试平台，包括：

供气系统：用于提供稳定气源；

供水系统：用于对平台管路提供所需温度的水；

增压系统：用于对平台管路内的介质加压，所述的供气系统、供水系统均与所述的增压系统连接；

压力表组：用于连接在平台管路上对压力进行检测，

对气动阀进行测试时，所述的供气系统连接气动阀的气动头，所述的增压系统连接气动阀的进口；对电动阀进行测试时，所述的增压系统连接电动阀的进口。

上述技术方案优选地，所述的平台具有回流管路，所述的回流管路一端用于连接气动阀/电动阀的出口，所述的回流管路另一端与所述的供水系统连接，所述的回流管路上设置有减压阀。

进一步优选地，所述的回流管路上设置有三通阀，所述的三通阀连接气动阀/电动阀的出口与所述的供水系统、及出水管。

上述技术方案优选地，所述的供气系统具有空压机管路、第一供气管路以及第二供气管路，所述的第一供气管路、第二供气管路一端分别与所述的空压机管路连接，所述的第一供气管路另一端用于连接气动阀的气动头，所述的第二供气管路的另一端用于与所述的增压系统连接，所述的空压机管路上设置有空气压缩机、减压阀，所述的第一供气管路、第二供气管路上分别设置有减压阀、电磁阀。

上述技术方案优选地，所述的增压系统具有增压管路、蓄能管路，所述的增压管路一端与所述的供气系统、供水系统连接，所述的增压管路另一端用于与气动阀/电动阀的进口连接，所述的增压管路上设置有增压泵、减压阀；所述的蓄能管路与所述的增压泵、减压阀之间的增压管路连接，所述的蓄能管路上设置有蓄能器。

上述技术方案优选地，所述的供水系统包括供水管路、加热水箱，所述的供水管路与加热水箱连接，所述的供水管路上设置有水源、电磁阀，所述的加热水箱与所述的增压系统连接。

上述技术方案优选地，所述的压力表组包括多个压力表，所述的压力表设置在连接气动阀/电动阀进口、出口的管路上。

上述技术方案优选地，所述的平台还包括采集系统，所述的采集系统包括：

电流/电压以及开关信号传感器：用于连接在气动阀的气动头、或电动阀的电动头；

推力/力矩信号传感器：用于连接在气动阀/电动阀的明杆部分；

温度信号传感器：用于连接在连接气动阀/电动阀进口、出口的管路上；

声发射信号传感器：用于连接在连接气动阀/电动阀出口的管路上；

振动信号传感器：用于连接在连接气动阀/电动阀进口、出口的管路上。

进一步优选地，所述的平台连接气动阀/电动阀进口、出口的管路为不锈钢管。

上述技术方案优选地，所述的供水系统、增压系统、连接气动阀/电动阀进口的管路上设置有控制其通断的手动阀。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

本实用新型可模拟电动阀与气动阀在核电厂的实际运行工况，并为阀门在线监测设备与系统提供测试环境；

本实用新型可以补充当前诊断设备的不足，实现对电动阀的电流/电压、开关量、阀杆推力/扭矩，对气动阀或电动阀振动、内漏等进行持续性实时监测，可实时掌握核电厂的电动阀和气动阀状态，为阀门维修提供依据，大大减少阀门的过度解体与维修，缩短核电厂大修工期，降低运维成本；

本实用新型具备模块化功能，模块元件能够组合或替换，以模拟不同情况的工况条件，并满足多种阀门参数测试要求。

附图说明

附图1为本实用新型平台的连接示意图。

以上附图中：

10、空压机管路；100、空气压缩机；101、减压阀；11、第一供气管路；110、减压阀；111、电磁阀；12、第二供气管路；120、减压阀；121、电磁阀；

20、供水管路；200、水源；201、电磁阀；21、加热水箱；23、手动阀；24、回流管路；240、三通阀；241、减压阀；25、透明软管；

30、增压管路；300、增压泵；301、减压阀；302、手动阀；31、蓄能管路；310、蓄能器；312、手动阀；

4、压力表；

5、管路；50、手动阀；

60、气动阀；61、电动阀。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示的一种阀门诊断测试平台，包括供气系统、供水系统、增压系统、压力表组、采集系统等。具体的说：

供气系统用于提供稳定气源。在本实施例中：供气系统具有空压机管路10、第一供气管路11以及第二供气管路12，第一供气管路11、第二供气管路12一端分别与空压机管路连接10，第一供气管路11另一端用于连接气动阀的气动头，第二供气管路11的另一端用于与增压系统连接。其中：空压机管路10上设置有空气压缩机100、减压阀101，第一供气管路11、第二供气管路12上分别设置有减压阀110、120、电磁阀111、121。供气系统的减压阀101、110、120均为空气减压阀。

供水系统用于对平台管路提供所需温度的水。在本实施例中：供水系统包括供水管路20、加热水箱21，供水管路20与加热水箱21连接，供水管路20上设置有水源200、电磁阀201，加热水箱21可以实现自动加热和保持恒温，存储和加热测试平台内的水，模拟阀门不同温度下的运行工况，加热水箱21设置液位继电器，配合电磁阀201自动控制加热水箱的补水；加热水箱21与增压系统连接。此外，在加热水箱21与增压系统之间的管路上设置有手动阀23。

在本实施例的一个实施方式中：供水系统配置有回流管路24，回流管路24一端用于连接气动阀60/电动阀61的出口，回流管路24另一端与供水系统的加热水箱21连接，回流管路24上设置有三通阀240、减压阀241，三通阀240的三个口分别连接气动阀60/电动阀61的出口与加热水箱21、及出水透明软管25；减压阀241为液体减压阀。

增压系统用于对平台管路内的介质加压，供气系统的第二供气管路11、供水系统的加热水箱21均与增压系统连接。在本实施例中：增压系统具有增压管路30、蓄能管路31，增压管路30一端与第二供气管路11、加热水箱21连接，增压管路30另一端用于与气动阀60/电动阀61的进口连接，增压管路30上设置有增压泵300、减压阀301，该减压阀240为液体减压阀；蓄能管路31与增压泵300、减压阀301之间的增压管路30连接，蓄能管31路上设置有蓄能器310，增加试验回路的体积，有效增加试验升降压速率控制手段。此外，增压管路30、蓄能管路31上都设置有手动阀302、312，手动阀302设置在增压泵300、蓄能管路31之间，手动阀312设置在蓄能器310、增压管路30之间。

压力表组用于连接在平台管路上对压力进行检测。在本实施例中：压力表组包括多个压力表，具体可以采用数显压力表，压力表4设置在连接气动阀60/电动阀61进口、出口的管路上。由于增压系统连接气动阀60/电动阀61的进口，气动阀60/电动阀61进口的压力表4可以设置在增压管路30上，减压阀301的下游。

采集系统包括：

电流/电压以及开关信号传感器：用于连接在气动阀60的气动头、或电动阀61的电动头；

推力/力矩信号传感器：用于连接在气动阀60/电动阀61的明杆部分；

温度信号传感器：用于连接在连接气动阀60/电动阀61进口、出口的管路上；

声发射信号传感器：用于连接在连接气动阀60/电动阀61出口的管路上；

振动信号传感器：用于连接在连接气动阀60/电动阀61进口、出口的管路上。

平台连接气动阀60/电动阀61进口、出口的管路5为不锈钢管，便于温度信号传感器、振动信号传感器的采集。气动阀60/电动阀61与管路5连接，通过更换不同尺寸的阀门与管道，可实现对不同尺寸的阀门进行诊断测试。

此外，连接气动阀/电动阀61进口的管路5上设置有控制其通断的手动阀50。

本实施例中：阀门诊断测试平台需满足如下要求：阀门测试平台的气动阀60和电动阀61在具有相应动力源情况下，可以实现开关操作；电动阀60以及气动阀61需为明杆阀，阀杆上具有布置应变片的光杆部分；以承压能力作为界限，平台可分为高压(10MPa)与低压(1MPa)两个部分。平台具有加热、加压功能，实现对平台高压部分的介质加压(不低于10MPa)和加热(不低于80℃)。

相应设备的技术要求为：

空气压缩机100：380V电力驱动，90L容积，压力0.8MPa以上；

减压阀101、110、120：可调节范围0.1～1.0MPa，带有压力表；

电磁阀111、121：直流24V，两位三通；

电磁阀201：直流24V，两位三通，由水箱液位自动控制阀门开关；

手动阀23、302、312、50：球阀，承压30MPa以上，DN15，不锈钢材质；

加热水箱21：容积不小于120L，不锈钢材质，具备恒温自动加热功能(25～80℃)，带有数显仪表；

蓄能器310：承压20MPa以上，不锈钢材质，容积不小于30L；

增压泵300：出口压力10MPa以上，管径DN15，不锈钢材质；

减压阀241、301：可调节范围0.5～10MPa，管径DN15，不锈钢材质；

压力表4：量程为试验压力的1.5到3倍，精度0.4级及以上；

管路5：不锈钢管(DN50)，长度300mm以上，法兰连接；

三通阀240：承压30MPa以上，DN15，不锈钢材质；

透明软管25：承压1MPa以上，DN15；

气动阀60：DN50，PN16，法兰连接，不锈钢材质，平面密封，明杆；

电动阀61：DN50，PN16，法兰连接，不锈钢材质，平面密封，明杆。

以下具体介绍下本实施例的使用过程：

试验前需做好以下准备工作：

因正常运行期间，大部分电动阀、气动阀及管线运行介质为高温高压水。实施阀门在线监测设备测试前，加热水箱21装满水，空气压缩机100、电动阀61、加热水箱21连通电源。此外还需做好如下测试前的准备工作。

测试平台上的压力表4已检定合格；

检查法兰、透明软管25的连接状态；

设置接头防甩脱装置，升压前检查接头连接牢固可靠；

检查手动阀23、302、312、50的可操作性；

检查气动阀60、电动阀61的启闭情况；

检查加热水箱21的加热情况；

保证整套装置容器、阀门、管线的表面干燥；

设置试验边界，拉警示带，设置警示标志，防止非试验工作人员误闯试验边界。

将阀门测试平台的各部分按图1进行连接组装，其大部分连接方式可通过螺纹形式或法兰形式连接，并通过缠绕魔绳或添加垫片的形式进行密封，这两种方式便于更换备件，或者更换不同尺寸的管道与阀门，透明软管与短管的连接方式则通过鱼鳞扣加卡箍的形式进行连接。

测试装置连接好后，设置加热水箱21的加热温度，加热一段时间后，通过加热水箱21的数显仪表观察试验用水的温度，当水温达到设定值以后，开始管路的升压操作。

升压具体操作为：打开手动阀23、302、213，将减压阀301出口压力设定为气动阀60或电动阀61的试验压力，关闭手动球阀50，打开压力表4配套的阀门；打开电磁阀121，启动空气压缩机100，通过减压阀101、120调节增压泵300的进气口压力，启动增压泵300，将加热水箱21的热水充满手动阀50上游的管线及蓄能器310；满水后进行升压操作，升压阶段需要跟踪压力表4的读数，通过减压阀120的开度和跟踪压力表4读数来控制升压的速率，升压过程中禁止站在法兰侧面或堵头对面；当试验压力达到预定的压力平台后，关闭空气压缩机100，关闭电磁阀121，关闭手动阀302，后续将利用气动阀60或电动阀61来测试阀门诊断测试平台。

当验证阀门诊断测试平台对气动阀60的参数测量与可靠性验证时，操作为：打开电磁阀111，启动空气压缩机100，利用减压阀101、110调节气体回路的压力，给气动阀60的气动头供气，将阀门诊断测试平台的开关信号传感器与气动头连接，将推力/力矩信号传感器与气动阀60的明杆部分连接，将温度信号传感器与管路5表面连接，将声发射信号传感器与气动阀60的阀体下游连接，将振动信号传感器与管路5表面连接。对气动阀60执行启闭操作，测试阀门的开关信号与推力/力矩信号，然后关闭气动阀60，开启手动阀50，测试阀门的振动信号与上下游温度信号，打开三通阀240，将试验管路与透明软管25连通，将气动阀60微开，利用声发射信号判断阀门的泄漏情况，并用容器接住透明软管25流出的水并测量体积，与声发射信号对比分析阀门泄漏情况。

当验证阀门在线监测设备对电动阀61的参数测量与可靠性验证时，操作为：将阀门诊断测试平台的电流/电压信号传感器、开关信号传感器与电动头连接，将推力/力矩信号传感器与电动阀61的明杆部分连接，将温度信号传感器与管路5表面连接，将声发射信号传感器与电动阀61的阀体下游连接，将振动信号传感器与管路5表面连接。对电动阀61执行启闭操作，测试阀门的电流/电压信号、开关信号与推力/力矩信号，然后关闭电动,61，开启手动阀50，测试阀门的振动信号与上下游温度信号，打开三通阀240，将试验管路与透明软管25连通，将电动阀61微开，利用声发射信号判断阀门的泄漏情况，并用容器接住透明软管25流出的水并测量体积，与声发射信号对比分析阀门泄漏情况。

对阀门诊断测试平台测试完以后，将试验回路卸压并将水排至加热水箱21，具体操作为：打开手动阀50、电动阀61、三通阀340，或者打开手动阀50、气动阀60、三通阀340，打开减压阀241，将下游压力调节至1MPa以下，试验用水回流至加热水箱21。

本测试平台可模拟核电厂电动阀与气动阀在高温高压下的运行工况，满足核电厂阀门在线监测设备与系统的模拟测试要求，可有效验证阀门在线监测设备与系统对电动阀与气动阀电流/电压以及开关信号、推力/力矩信号、温度信号、声发射信号、振动信号的测量可靠性。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种阀门诊断测试平台，其特征在于：包括：

供气系统：用于提供稳定气源；

供水系统：用于对平台管路提供所需温度的水；

增压系统：用于对平台管路内的介质加压，所述的供气系统、供水系统均与所述的增压系统连接；

压力表组：用于连接在平台管路上对压力进行检测，

对气动阀进行测试时，所述的供气系统连接气动阀的气动头，所述的增压系统连接气动阀的进口；对电动阀进行测试时，所述的增压系统连接电动阀的进口。

2.根据权利要求1所述的阀门诊断测试平台，其特征在于：所述的平台具有回流管路，所述的回流管路一端用于连接气动阀/电动阀的出口，所述的回流管路另一端与所述的供水系统连接，所述的回流管路上设置有减压阀。

3.根据权利要求2所述的阀门诊断测试平台，其特征在于：所述的回流管路上设置有三通阀，所述的三通阀连接气动阀/电动阀的出口与所述的供水系统、及出水管。

4.根据权利要求1所述的阀门诊断测试平台，其特征在于：所述的供气系统具有空压机管路、第一供气管路以及第二供气管路，所述的第一供气管路、第二供气管路一端分别与所述的空压机管路连接，所述的第一供气管路另一端用于连接气动阀的气动头，所述的第二供气管路的另一端用于与所述的增压系统连接，所述的空压机管路上设置有空气压缩机、减压阀，所述的第一供气管路、第二供气管路上分别设置有减压阀、电磁阀。

5.根据权利要求1所述的阀门诊断测试平台，其特征在于：所述的增压系统具有增压管路、蓄能管路，所述的增压管路一端与所述的供气系统、供水系统连接，所述的增压管路另一端用于与气动阀/电动阀的进口连接，所述的增压管路上设置有增压泵、减压阀；所述的蓄能管路与所述的增压泵、减压阀之间的增压管路连接，所述的蓄能管路上设置有蓄能器。

6.根据权利要求1所述的阀门诊断测试平台，其特征在于：所述的供水系统包括供水管路、加热水箱，所述的供水管路与加热水箱连接，所述的供水管路上设置有水源、电磁阀，所述的加热水箱与所述的增压系统连接。

7.根据权利要求1所述的阀门诊断测试平台，其特征在于：所述的压力表组包括多个压力表，所述的压力表设置在连接气动阀/电动阀进口、出口的管路上。

8.根据权利要求1所述的阀门诊断测试平台，其特征在于：所述的平台还包括采集系统，所述的采集系统包括：

电流/电压以及开关信号传感器：用于连接在气动阀的气动头、或电动阀的电动头；

推力/力矩信号传感器：用于连接在气动阀/电动阀的明杆部分；

温度信号传感器：用于连接在连接气动阀/电动阀进口、出口的管路上；

声发射信号传感器：用于连接在连接气动阀/电动阀出口的管路上；

振动信号传感器：用于连接在连接气动阀/电动阀进口、出口的管路上。

9.根据权利要求8所述的阀门诊断测试平台，其特征在于：所述的平台连接气动阀/电动阀进口、出口的管路为不锈钢管。

10.根据权利要求1所述的阀门诊断测试平台，其特征在于：所述的供水系统、增压系统、连接气动阀/电动阀进口的管路上设置有控制其通断的手动阀。