一种氢侧控制油箱离线验证装置及其验证方法与流程

本发明涉及核电发电机密封油系统运营及维护技术领域，尤其涉及一种氢侧控制油箱离线验证装置及其验证方法。

背景技术：

氢侧回油控制箱是氢侧油路的储油箱，在运行中必须维持一定的油位。它由箱体、补/排油阀、液位指示器和低液位报警开关组成。

由于在密封瓦中空、氢侧油压做不到绝对平衡，故空、氢侧仍有少量的油相互窜流，这样长期积累，就可能使氢侧油路中的油量发生增减变化。一旦发生这种情况，氢侧回油控制箱可自动起到控制油位作用。

如图1所示，当油箱内油位高时，浮球(排油)随液位上升使排油阀打开，多余的油排到空侧密封油泵入口。当油箱油位低时，浮球(补油)随液位降低带动补油阀打开，使空侧过滤器后油补入。

如果浮球失去自动调节作用，那么可通过浮球上下二个顶针强制实现补、排油阀的开和闭。通过补油和排油阀的开度来维持油箱液位稳定于合格范围之内。

现有电力生产/核电发电机密封油系统领域对于氢侧控制油箱进行检修后的功能验证方法，须等到发电机气密试验期间对该油箱功能进行验证，设备内在隐蔽缺陷及调整后的浮球阀开关液位也只会在此阶段表现出来。

现有方式的经济性、安全性存在不足，存在较大风险影响大修工期及设备的安全性。分析如下：

1、延误工期，影响机组发电：若气密期间控制油箱功能异常致氢侧油箱液位过低或存在密封不严有泄漏时，将造成气密试验结果不合格,需在发电机气密试验时间基础上增加油箱异常查找并消除及再次气密的时间(约2—4天)；

2、威胁汽轮发电机组的安全运行：若氢侧控制油箱功能异常导致氢侧油箱液位持续上涨，存在干预不及时造成发电机进油的重大风险；

若液位过低时如干预不及时存在氢侧密封油泵跳泵，失去氢侧回路，机组被迫停运的风险。

3、现有方式由于窗口限制无法保证将浮球阀开关液位调整至较优开点。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，提供一种氢侧控制油箱离线验证装置及其验证方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种氢侧控制油箱离线验证装置，包括筒状结构的箱体，所述箱体下侧设有用于控制油进入所述箱体内腔的补油阀组件、以及设有用于控制油排出所述箱体的排油阀组件；

所述补油阀组件包括补油阀体，所述补油阀体上设有进油堵板，所述进油堵板连接第一控制阀；

所述排油阀组件包括排油阀体，所述排油阀体上设有排油堵板，所述排油堵板连接第二控制阀；

所述箱体上侧设有主管，以及分别与所述主管连接的补油支管与充气支管。

优选的，所述主管的末端设有排气口，所述排气口处设有第五控制阀；所述补油支管上设有第三控制阀；

所述充气支管上设有第四控制阀。

优选的，所述主管上还设有检测所述箱体内部压力大小的压力检测表。

优选的，所述箱体内部设有第一浮球组件，所述第一浮球组件包括第一浮球连杆、与所述第一浮球连杆连接的第一浮球；

所述箱体内部设有第二浮球组件，所述第二浮球组件包括第二浮球连杆、与所述第二浮球连杆连接的第二浮球；所述第一浮球与所述第二浮球沿相对方向延伸设置；

所述箱体内部设有与所述第一浮球连杆远离所述第一浮球的一端连接的第一支杆，以及靠近所述第一支杆设置、且与所述第一浮球连杆连接的第一阀杆；

所述箱体内部设有与所述第二浮球连杆远离所述第二浮球的一端连接的第二支杆，以及靠近所述第二支杆设置、且与所述第二浮球连杆连接的第二阀杆。

优选的，还包括设于所述补油阀体、且与所述第一阀杆连接的第一顶针阀；

设于所述排油阀体、且与所述第二阀杆连接的第二顶针阀。

优选的，还包括设于所述箱体上、用于测量并显示所述箱体内部油位的油位指示仪。

一种用于上述氢侧控制油箱离线验证装置的验证方法，包括以下步骤：

s1：关闭所述补油阀体，所述排油阀体保持自由状态；

s2：从所述补油支管缓慢灌入润滑油，从所述油位指示仪观察液位上涨情况，观察到所述排油阀体开始有油泄漏时，关闭所述第二控制阀，记录此时第一液位h；继续对所述箱体充油至第二液位(h+20mm)以上，关闭所述第三控制阀，打开所述第四控制阀，通过所述充气支管对所述箱体继续充气至预定压强；

s3：稍微打开所述第一控制阀，观察所述排油阀体的出口漏油情况，当所述排油阀体的出口停止泄漏时，表示所述排油阀体关闭，即为所述排油阀体的启闭液位h排；

s4：打开所述补油阀体，并确认其出口无渗漏；

s5：操作所述第三控制阀，使所述排油阀体略微开启排油，观察所述箱体液位和所述进油堵板漏油情况，记录所述补油阀体的出口开始漏油时的所述箱体的液位，即为所述补油阀体的启闭液位h补；

s6：判断所述h排与h补是否符合预设标准，若不符合，则根据调整计算公式重新调整所述第一浮球组件与所述第二浮球组件，并重新进行步骤s1-步骤s5，直到所述h排与所述h补符合预设标准。

优选的，所述调整计算公式包括：

第一浮球组件调整公式：

调整后的第一浮球连杆角度计算公式：cos(β1)＝cos(β0)-γ1/l1；

所述第一阀杆大致调量δ1＝-l2/l1×γ；

其中，γ1为液位所需调整量，液位上调，γ1为正值；反之，液位下调，γ1为负值；δ1为负值，则下调，δ1为负值，则上调；β0为第一浮球连杆与第一支杆之间的初设角度，β1为第一浮球连杆与第一支杆之间的调整角度，l1为第一浮球连杆与所述第一浮球连接点到与所述第一支杆连接点之间的长度，l2为所述第一浮球连杆与所述第一支杆连接点到与所述第一阀杆连接点之间的长度；

所述第二浮球组件调整公式：

调整后的第二浮球连杆角度计算公式：cos(α1)＝cos(α0)-γ2/；

所述第二阀杆大致调量δ2＝l3/(l3+l4)×γ2；

其中，γ2为液位所需调整量，液位上调，γ2为正值；反之，液位下调，γ2为负值；δ2为负值，则下调，δ2为负值，则上调；α0为第二浮球连杆与第一支杆之间的初设角度，α1为第二浮球连杆与第二支杆之间的调整角度，l3为所述第二浮球连杆与所述第二支杆连接点到与所述第二阀杆连接点之间的长度，l4为第二浮球连杆与所述第二浮球连接点到与所述第二阀杆连接点之间的长度。

实施本发明具有以下有益效果：有效的避开大修关键路径窗口，确保了机组上行阶段或运行期间密封油系统氢侧油位处于合格水平，极大的提高了检修质量和大修期间的经济性与安全性；可通过调整试验做到精准定位油箱内浮球组件开关液位，可将液位控制准确度达到毫米级，准确锁定并排除设备各类故障点，保障了机组的安全稳定运行；有效消除了现有技术中因油箱异常导致气密期间发电机转子进油和液位过低氢侧密封油泵跳泵的重大风险。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是相关技术中氢侧回油控制箱整体结构示意图；

图2是本发明氢侧控制油箱离线验证装置的结构示意图；

图3是本发明氢侧控制油箱离线验证装置的浮球组件尺寸测量示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。以下描述中，需要理解的是，“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”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、以特定的方位构造和操作，仅是为了便于描述本技术方案，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，该元件能够“直接地”或“间接地”位于另一元件之上，或者也可能存在一个或更多个居间元件。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅是为了便于描述本技术方案，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

如图2所示，是本发明的一种氢侧控制油箱离线验证装置，包括筒状结构的箱体1，进一步的，在本实施例中，该箱体1大致呈圆筒结构，当然，也可以是方体结构，其结构形状并不做具体限定。进一步的，该箱体1包括中空的筒形结构的箱体主体，以及可拆卸安装于该箱体主体两侧的第一端盖11以及第二端盖12，可以理解的，拆卸该端盖，可以对箱体1内部的浮球组件等进行调整。

进一步的，箱体1下侧设有用于控制油进入箱体1内腔的补油阀组件2、以及设有用于控制油排出箱体1的排油阀组件3；

补油阀组件2包括补油阀体21，补油阀体21上设有进油堵板22，进油堵板22连接第一控制阀23；

排油阀组件3包括排油阀体31，排油阀体31上设有排油堵板32，排油堵板32连接第二控制阀33；

箱体1上侧设有主管4，以及分别与主管4连接的补油支管5与充气支管6。进一步的，该主管4的末端设有排气口，排气口处设有第五控制阀41，补油支管5上设有第三控制阀51，充气支管6上设有第四控制阀61。该补油支管5可以连接外部输油设备，进而向该箱体1内部输入油液，以模拟真实的输油情景，而该第三控制阀51可以控制输油的启闭以及速度。该充气支管6可以连接外部输气设备，以向该箱体1内部输入气体，以控制箱体1的内部压强进而模拟实际压力环境，该第四控制阀61可以控制输气的启闭以及速度。

进一步的，主管4上还设有检测箱体1内部压力大小的压力检测表7。或者在充气支管6上设置压力检测表7，当然，还可以在该箱体1上设置压力检测表7以及温度检测仪等，以尽可能地保证压力符合预定压力。

进一步的，箱体1内部设有第一浮球组件24，第一浮球组件24包括第一浮球连杆241、与第一浮球连杆241连接的第一浮球242。

箱体1内部设有第二浮球组件34，第二浮球组件34包括第二浮球连杆341、与第二浮球连杆341连接的第二浮球342，第一浮球242与第二浮球342沿相对方向延伸设置。

箱体1内部设有与第一浮球连杆241远离第一浮球242的一端连接的第一支杆25，以及靠近第一支杆25设置、且与第一浮球连杆241连接的第一阀杆26。

箱体1内部设有与第二浮球连杆341远离第二浮球342的一端连接的第二支杆35，以及靠近第二支杆35设置、且与第二浮球连杆341连接的第二阀杆36。

进一步的，还包括设于补油阀体21、且与第一阀杆26连接的第一顶针阀27，设于排油阀体31、且与第二阀杆36连接的第二顶针阀37。该第一顶针阀27与第二顶针阀37可以调整阀杆进而调整浮球组件。

进一步的，还包括设于箱体1上、用于测量并显示箱体1内部油位的油位指示仪8。

进一步的，该箱体1上侧还设有联通发电机(去发电机侧)的管线以及相关接口和隔离阀，附图2中标识为a口，该箱体1下侧设有到氢侧泵的管线以及相关接口和隔离阀，附图2中标识为b口。

在本实施例中，还公开一种用于上述氢侧控制油箱离线验证装置的验证方法，包括以下步骤：

s1：关闭补油阀体21，排油阀体31保持自由状态；在该步骤s1中，还包括将a口与b口关闭，以此箱体1形成独立的结构。

s2：从补油支管5缓慢灌入润滑油，从油位指示仪8观察液位上涨情况，观察到排油阀体31开始有油泄漏时，关闭第二控制阀33，记录此时第一液位h；继续对箱体1充油至第二液位(h+20mm)以上，关闭第三控制阀51，打开第四控制阀61，通过充气支管6对箱体1继续充气至预定压强；

在该步骤中，因为需要控制润滑油的油量，因此，需要缓慢灌入，可以通过控制外部的输油设备输油速率以及流量，或是通过第三控制阀51进行精细调控，该第三控制阀51可以连接上位机，由上位机进行控制。可以理解的，该第一液位h以及第二液位可以根据实际需求进行设置调整。

充气支管6接入外部输气设备，如储气罐等，当箱体1内部油位到达第二液位，即第一液位h高20mm以上时，关闭第三控制阀51，即不再向箱体1内注入润滑油，打开第四控制阀61，进行充气工作，逐步充气到预定压强，进一步的，该预定压强为5.2bar，当然，也可以根据实际情况设定预定压强，或者多个压强范围，通过压力检测表7进行压力检测。

s3：稍微打开第一控制阀23，观察排油阀体31的出口漏油情况，当排油阀体31的出口停止泄漏时，表示排油阀体31关闭，即为排油阀体31的启闭液位h排；由于需要准确观测到排油阀体31的出口漏油情况，因此需要以小动作稍稍打开第一控制阀23，在一些实施例中，还可以在排油阀体31的出口处设置流量传感器，当有润滑油漏出时，能及时检测到，该流量传感器可以连接上位机，如计算机，或者具备运算能力的设备，该上位机及时采集相关数据。或者在排油阀体31的出口处设置摄像装置，以捕捉到漏油时的影像，该影像可以进行回溯，以确保漏油时候的时间等，该摄像装置可以连接上位机，该上位机及时采集相关数据，进行分析处理，可以理解的，对漏油情况的检测可以有多种技术方案，可以通过人眼监测，也可以通过设备辅助监测，这里不多具体限定。

s4：打开补油阀体21，并确认补油阀体21的出口无润滑油渗漏；

s5：操作第三控制阀51，使排油阀体31略微开启排油，观察箱体1液位和进油堵板22漏油情况，记录补油阀体21的出口开始漏油时，箱体1的液位，其即为补油阀体21的启闭液位h补，具体的，其为补油阀体21的开启(关闭)液位h补。

s6：判断h排与h补是否符合预设标准，若不符合，则根据调整计算公式重新调整第一浮球组件24与第二浮球组件34，并重新进行步骤s1-步骤s5，直到h排与h补符合预设标准。在该步骤s6中，对比h排、h补与动作参考偏差标准，如若不符合，则打开箱体1，如可以打开第一端盖11和/或第二端盖12，根据调整计算公式重新调整第一浮球组件24与第二浮球组件34，并重复上述步骤，直到h排与h补符合预设标准。

进一步的，如图3所示，该调整计算公式包括：

第一浮球组件24调整公式：

调整后的第一浮球连杆241角度计算公式：cos(β1)＝cos(β0)-γ1/l1；

第一阀杆26大致调量δ1＝-l2/l1×γ；

其中，γ1为液位所需调整量，液位上调，γ1为正值；反之，液位下调，γ1为负值；δ1为负值，则下调，δ1为正值，则上调；β0为第一浮球连杆241与第一支杆25之间的初设角度，β1为第一浮球连杆241与第一支杆25之间的调整角度，l1为第一浮球连杆241与第一浮球242连接点到与第一支杆25连接点之间的长度，l2为第一浮球连杆241与第一支杆25连接点到与第一阀杆26连接点之间的长度；

第二浮球组件34调整公式：

调整后的第二浮球连杆341角度计算公式：cos(α1)＝cos(α0)-γ2/l3+l4；

第二阀杆36大致调量δ2＝l3/(l3+l4)×γ2；

其中，γ2为液位所需调整量，液位上调，γ2为正值；反之，液位下调，γ2为负值；δ2为负值，则下调，δ2为负值，则上调；α0为第二浮球连杆341与第一支杆25之间的初设角度，α1为第二浮球连杆341与第二支杆35之间的调整角度，l3为第二浮球连杆341与第二支杆35连接点到与第二阀杆36连接点之间的长度，l4为第二浮球连杆341与第二浮球342连接点到与第二阀杆36连接点之间的长度。

上述调整计算公式可以固化到excel表格中，以方便现场使用，或者编写成相关程序，由上位机进行执行计算。该上位机可以是计算机等，其包括输入模块，如显示触摸屏或是键盘和鼠标，以供技术人员输入上述测量参数，包括存储模块，用于存储相关测量参数以及计算结果。该氢侧控制油箱功能验证无误后，再检查无误后，可回装到机组系统中。

本发明的氢侧控制油箱离线验证装置及其验证方法，相对于相关技术方案，可以有效地避开大修关键路径窗口，确保了机组上行阶段或运行期间密封油系统氢侧油位处于合格水平，极大地提高了检修质量和大修期间的经济性与安全性；可通过调整试验做到精准定位油箱内浮球组件开关液位，可将液位控制准确度达到毫米级，准确锁定并排除设备各类故障点，保障了机组的安全稳定运行；有效消除了现有技术中因油箱异常导致气密期间发电机转子进油和液位过低氢侧密封油泵跳泵的重大风险。

可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。