RU2059910C1

RU2059910C1 - Locking device

Info

Publication number: RU2059910C1
Authority: RU
Inventors: В.Т. Пайсов; В.М. Нащенков; М.В. Кузнецов; В.П. Жилинский; С.А. Чурилин; Б.А. Борзов
Original assignee: Пайсов Валерий Тихонович
Priority date: 1991-07-25
Filing date: 1991-07-25
Publication date: 1996-05-10

Abstract

FIELD: fittings in heat and atomic power plants. SUBSTANCE: locking device has casing, supply pipe, locking member connected with bellows-type drive, and protective membrane. Drive is provided with return spring and is placed within supply pipe cavity. Protective membrane positioned between bellows-type drive working cavity and supply pipe cavity is actuated to provide communication between these cavities. EFFECT: increased efficiency and enhanced reliability in operation. 2 dwg

Description

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть использовано в импульсно-предохранительных устройствах (ИПУ) и предохранительных клапанах тепловых и атомных электростанций. The invention relates to pipe fittings and can be used in pulse-safety devices (IPU) and safety valves of thermal and nuclear power plants.

Известные ИПУ, включающие главный предохранительный клапан (ГПК), имеют основной недостаток: при незакрытии главного клапана возникает аварийная ситуация, связанная с возможностью полной потери теплоносителя [1]
Для устранения указанной ситуации, на практике, в состав ИПУ включают запорное устройство, предназначенное для перекрытия трубопровода.Known ISPs, including the main safety valve (GPC), have a major drawback: when the main valve is not closed, an emergency occurs due to the possibility of complete loss of coolant [1]
To eliminate this situation, in practice, a shut-off device designed to shut off the pipeline is included in the IPA.

Известное запорное устройство (ЗУ), принятое в качестве прототипа [2] содержит корпус, затвор, соединенный с приводом, и защитное мембранное средство, выполняющее роль "пассивной" защиты. Срабатывание пассивной защиты происходит в случае непреднамеренного ("ложного") перекрытия трубопровода запорным органом, в режиме нормальной эксплуатации ИПУ. При этом происходит разрушение мембраны и освобождение проточной части ЗУ для потока среды. Known locking device (memory), adopted as a prototype [2] contains a housing, a shutter connected to the actuator, and a protective membrane means that acts as a "passive" protection. The activation of passive protection occurs in the event of an unintentional ("false") blocking of the pipeline by the shut-off body, in the normal operation of the ISP. In this case, the membrane is destroyed and the flow part of the memory is released for the medium flow.

К недостаткам известной конструкции относятся:
неработоспособность при остановке запорного органа в промежуточном положении. В этом случае ГПК не обеспечивает сброса аварийного расхода, так как проходное сечение ЗУ, рассчитанное на минимальный аварийный расход, частично перекрыто запорным органом. При этом защитное мембранное средство, рассчитанное на полный перепад давлений (разность давлений в защищаемом объекте и объекте сброса среды), не срабатывает вследствие возникновения противодавления за мембраной, обусловленного появлением расхода среды через частично открытое ЗУ и открытый ГПК;
при срабатывании защитного мембранного средства не исключена возможность попадания осколков разорвавшейся мембраны в ГПК, что может явиться причиной его заклинивания. По этой причине ЗУ не может быть установлено перед ГПК;
при совпадении двух событий, а именно "ложное" закрытие ЗУ и непосадка ГПК, когда происходит разрыв мембраны, известная конструкция не исключает потери теплоносителя.The disadvantages of the known designs include:
inoperability when stopping the locking element in an intermediate position. In this case, the CCP does not provide a discharge of emergency flow rate, since the pass-through section of the charger, designed for minimum emergency flow rate, is partially blocked by the shut-off element. At the same time, the protective membrane means, designed for a full pressure drop (pressure difference in the protected object and the medium discharge object), does not work due to the occurrence of backpressure behind the membrane, due to the appearance of medium flow through a partially open memory and an open HPP;
when the protective membrane agent is triggered, it is possible that fragments of the ruptured membrane can get into the HPA, which can cause it to jam. For this reason, the memory cannot be installed in front of the CCP;
with the coincidence of two events, namely, “false” closure of the memory and failure of the HPA, when the membrane ruptures, the known design does not exclude the loss of coolant.

Задача изобретения состоит в повышении надежности запорного устройства. The objective of the invention is to increase the reliability of the locking device.

Технический результат достигается тем, что в запорном устройстве, включающем корпус, подводящий трубопровод, запорный орган, соединенный с приводом, и защитное мембранное средство, привод выполнен сильфонным, снабженным возвратной пружиной и установленным в полости подводящего к ГПК трубопровода, при этом защитное мембранное средство установлено между рабочей полостью сильфонного привода и внутренней полостью подводящего трубопровода с возможностью сообщения упомянутых полостей друг с другом при срабатывании мембранного средства. The technical result is achieved by the fact that in the shut-off device, comprising a housing, a supply pipe, a shut-off element connected to the drive, and a protective membrane means, the drive is made of a bellows, provided with a return spring and installed in the cavity of the pipeline leading to the CCP, while the protective membrane means is installed between the working cavity of the bellows drive and the internal cavity of the supply pipe with the possibility of communication of the said cavities with each other when the membrane means are activated.

На фиг.1 показано ЗУ, размещенное в подводящем прямом трубопроводе фланцевого типа, продольный разрез, запорный орган в нормально открытом (НО) положении; на фиг.2 то же, с размещением ЗУ в изогнутом подводящем трубопроводе под сварку. Figure 1 shows the memory located in the inlet direct pipe of the flange type, a longitudinal section, a locking element in a normally open (BUT) position; figure 2 is the same with the placement of the memory in a curved inlet pipe for welding.

Запорное устройство содержит корпус 1, в котором размещен запорный орган 2, связанный штоком 3 с сервоприводом сильфонного типа 4. В рабочей камере А сервопривода размещена возвратная пружина 5, удерживающая запорный орган 2 в НО положении. На нижнем торце корпуса крепится защитное мембранное средство 6, отделяющее камеру А от полости Б подводящего трубопровода 7 (с высоким давлением, например, Р1). На верхнем торце корпус переходит во фланец 8 для крепления к подводящему трубопроводу. Фланец выполнен с проточными отверстиями 9 и седлом 10. Рабочая камера А сервопривода каналом δ, через управляющий клапан (КУ), связана с линией высокого (Р1) и с линией низкого (Р2) давления. The locking device comprises a housing 1, in which a locking body 2 is placed, connected by a rod 3 with a servo-drive of a bellows type 4. In the working chamber A of the servo-drive, a return spring 5 is placed, which holds the locking body 2 in the BUT position. A protective membrane means 6 is attached to the lower end of the housing, separating the chamber A from the cavity B of the supply pipe 7 (with high pressure, for example, P1). At the upper end, the housing passes into the flange 8 for attachment to the supply pipe. The flange is made with flow openings 9 and a seat 10. The working chamber A of the servo drive channel δ, through a control valve (KU), is connected to the high (P1) line and the low (P2) pressure line.

Запорное устройство устанавливается на входе в ГПК, в прямом трубопроводе фланцевого типа (фиг.1) при эксплуатации на низких параметрах среды, или в изогнутом, с торцами под приварку, при эксплуатации на высоких параметрах среды. В последнем случае, защитное мембранное (МС) средство 6 может быть вынесено за пределы подводящего трубопровода и выполнено в виде блока 11 с набором мембран, с возможностью отключения сработавшей мемебраны и подключения исправной. The locking device is installed at the inlet to the CCP, in a straight flange-type pipeline (Fig. 1) when operating at low environmental parameters, or in a bent, with ends for welding, when operating at high environmental parameters. In the latter case, the protective membrane (MS) means 6 can be moved outside the supply pipeline and made in the form of a block 11 with a set of membranes, with the ability to turn off the triggered memebrane and connect it to a working one.

Работа ЗУ определяется функциональным состоянием ГПК, его режимами работы:
в "штатном" положении (когда ГПК закрыт или когда ГПК срабатывает для сброса давления) ЗУ нормально открыто. С помощью КУ в камеру А подается по каналу δ высокое (Р1) давление. Снаружи сервопривод также испытывает на себе давление Р1, находясь в полости Б подводящего трубопровода. Перепад на сервоприводе равен "0", и запорный орган 2 отжат пружиной 5 от седла 10, не препятствуя проходу среды через отверстия 9 к ГПК;
в случае "ложного" закрытия ЗУ, когда, по ошибке, с пульта управления, с помощью КУ, в камеру А подается по каналу δ низкое (Р2) давление, сервопривод оказывается под действием перепада давления (Р1 Р2), перемещаясь, перекрывает седло 10 запорным органом 2. ЗУ "запирается", отсекая среде путь к ГПК. Для "отпирания" ЗУ, в этом случае, служит защитное мембранное средство 6. При повышении давления в полости Б сверх установленного, мембрана разрывается и среда поступает в камеру А. А так как сечение сбросного канала значительно меньше диаметра мембраны, то натекание среды в камеру А происходит быстрее, чем сброс из нее. Камера А оказывается под высоким давлением (Р1). Перепад на сервоприводе уменьшается до "0" и под действием пружины 5 запорный орган 2 отбрасывается в крайнее положение, освобождая проход среде к ГПК;
при незакрытии ГПК, для предотвращения потерь теплоносителя КУ переводится на закрытие линии высокого (Р1) давления. При этом камера А сообщается каналом δ с линией низкого (Р2) давления. Сервопривод оказывается под перепадом давления (Р1 Р2), под действием которого вместе с запорным органом 2 перемещается на закрытие седла 10. ЗУ закрывается, отсекая путь среде через ГПК.The operation of the memory is determined by the functional state of the CCP, its operating modes:
in the "normal" position (when the HPA is closed or when the HPA is triggered to relieve pressure) the memory is normally open. With the help of the KU, a high (P1) pressure is supplied to chamber A through the channel δ. Outside, the servo drive also experiences pressure P1, being in the cavity B of the supply pipe. The differential on the servo-drive is equal to "0", and the locking element 2 is pressed by a spring 5 from the saddle 10, without interfering with the passage of the medium through the openings 9 to the HPC;
in the case of “false” closure of the memory, when, by mistake, from the control panel, using the control panel, low pressure (P2) is applied to channel A through channel δ, the servo drive is under the action of a pressure differential (P2 P2), moving, overlaps the seat 10 locking body 2. The memory is "locked", cutting off the path to the CCP. To "unlock" the memory, in this case, a protective membrane is used 6. When the pressure in the cavity B is higher than the set pressure, the membrane breaks and the medium enters the chamber A. And since the cross section of the discharge channel is much smaller than the diameter of the membrane, the medium flows into the chamber And it happens faster than dumping from it. Chamber A is under high pressure (P1). The differential on the servo drive is reduced to "0" and under the action of the spring 5, the locking element 2 is thrown to the extreme position, freeing the passage of the medium to the CCP;
when the HPP is not closed, to prevent losses of the coolant, the KU is transferred to closing the high (P1) pressure line. In this case, chamber A is communicated by channel δ with a line of low (P2) pressure. The servo drive is under a pressure differential (P1 P2), under the action of which, together with the locking element 2 moves to close the seat 10. The memory is closed, cutting off the medium through the CCP.

Преимущества изобретения состоят в следующем:
в способности ЗУ, за счет использования сильфонного сервопривода с возвратной пружиной, исключать промежуточные положения запорного органа, заставляя его перемещаться из одного крайнего положения в другое. Применение возвратной пружины позволяет удерживать запорный орган в "штатном" положении нормально открытым (НО) и не препятствовать пропуску среды через ЗУ. Применение сильфона для образования камеры сервопривода позволяет исключить воздействие сил трения на запорный орган, при его перемещении;
отделение рабочей камеры сервопривода и внутренней полости трубопровода защитным мембранным средством позволяет в аварийных ситуациях ("ложное" закрытие ЗУ, повторное повышение давления и др.), посредством срабатывания мембранного средства, связать обе камеры, выравнять в них давление и т.о. разгрузить сервопривод и привести ЗУ в НО штатное положение. При этом, осколки разорвавшейся мембраны из камеры сервопривода выносятся потоком в объект сброса (например, барботер), минуя ГПК. Данное свойство делает возможным размещение ЗУ на подходе к ГПК, не снижая его надежности;
защитное мембранное средство может быть вынесено за пределы подводящего трубопровода и объединено в блок с отключающими устройствами, с возможностью отключения сработавшей мембраны и подключения исправной. Это позволит исключить потери теплоносителя в случае совпадения двух событий: "ложное" закрытие ЗУ (с разрывом мембраны) и незакрытие ГПК;
размещение ЗУ перед ГПК обеспечивает проведение испытаний ГПК на работоспособность, не допуская при этом потерь теплоносителя из защищаемого объекта.The advantages of the invention are as follows:
in the ability of the memory device, through the use of a bellows servo with a return spring, to exclude intermediate positions of the locking element, forcing it to move from one extreme position to another. The use of a return spring allows you to keep the locking element in the "normal" position normally open (BUT) and not to prevent the passage of the medium through the memory. The use of a bellows for the formation of a servo chamber allows eliminating the effect of friction on the locking member when it is moved;
separation of the working chamber of the servo drive and the internal cavity of the pipeline with a protective membrane means allows in emergency situations ("false" closure of the memory, repeated increase in pressure, etc.), by activating the membrane means, connect both chambers, equalize the pressure in them, etc. unload the servo drive and bring the memory to the normal position. At the same time, fragments of a ruptured membrane from the chamber of the servo drive are carried by the stream to the discharge object (for example, a bubbler), bypassing the CCP. This property makes it possible to place the memory on the approach to the CCP, without compromising its reliability;
the protective membrane can be moved outside the supply pipeline and combined into a block with disconnecting devices, with the ability to disable the triggered membrane and connect a working one. This will eliminate the loss of coolant in case of coincidence of two events: "false" closure of the charger (with a rupture of the membrane) and non-closure of the HPA;
the placement of the storage device in front of the gas processing plant ensures that the gas processing equipment is tested for operability, while avoiding the loss of coolant from the protected object.

Claims

A locking device comprising a housing, a supply pipe, a locking member connected to the actuator, and a protective membrane means, characterized in that the actuator is made of a bellows, is provided with a return spring and is installed in the cavity of the supply pipe, while the protective membrane means is installed between the working cavity of the bellows actuator and an internal cavity of the supply pipe with the possibility of communicating the cavity to one another when the membrane means are triggered.