核电站安全壳压力边界的隔离装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种核电站安全壳压力边界的隔离装置，包括安全壳气动隔离阀，所述隔离阀具有气动头，该气动头包括具有内腔且一端开口的气动头本体，设于本体内腔并与一连杆连接且在其内腔移动并设有弹簧的活塞以及封盖于本体开口上的端盖，所述活塞将本体内腔分隔成弹簧腔室和压缩空气腔室，于所述弹簧腔室之侧壁，开设有与安全壳内腔连通以保持压缩空气腔室和弹簧腔室压力平衡的连通孔。当安全壳内压力上升后，由于弹簧腔室通过该连通孔与安全壳内空气相通，可使弹簧腔室内的压力与安全壳内相等，这样，弹簧腔室和压缩空气腔室能够保持压力平衡，活塞将不会向上运动，有效解决了阀门出现误动作的技术问题，提高了整个核电站运行的安全可靠性。
【专利说明】核电站安全壳压力边界的隔离装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及百万千瓦级核电站关键【技术领域】，尤其涉及核电站安全壳压力边界隔离装置。
【背景技术】
[0002]核电站中的反应堆厂房又称安全壳，用来控制和限制放射性物质从反应堆扩散出去，以保护公众免遭放射性物质的伤害，在核电站正常运行情况下，安全壳的大气压力维持在规定的限值内，即具有一定的压力边界。岭澳核电厂3号机组，在失水事故(LOCA)等工况下，安全壳内压力上升后，安全壳内有19个气动阀门可能出现误动作，包括以下阀门:L3REN101/102/121/122/123/124VP, L3REN161/162/163VB、L3RPE017/027VP, L3RPE055VE、L3RIS122VP、L3RCV007/008/009/082/227VP, L3RPE061VE。
[0003]岭澳核电厂3号机组安全壳内的气动阀门中，L3REN101/102/121/122/123/124VP、L3REN16 1/ 162/ 163VB、L3RPEO I 7/O 27VP、L3RPE055VE、L3RIS122VP、L3RCV007/008/009/082/227VP动作原理基本相同。以阀门L3REN101VP为例，请参考图1，其动作原理为:电磁阀200得电时，阀门气动头300的压缩空气腔室303与安全壳500空气隔离，压缩空气腔室303与压缩空气管线400相通，压缩空气罐100通过压缩空气管线400向压缩空气腔室303内充满压缩空气，活塞302向上运动，阀门开启；电磁阀200失电，压缩空气腔室303与安全壳500空气相通，压缩空气从压缩空气腔303室排到安全壳500内，阀门关闭。而阀门L3RPE061VE与L3REN101VP不同，其压缩空气腔室位于活塞上侧，弹簧腔室位于活塞下侧，其动作原理为:电磁阀得电，压缩空气腔室充压缩空气，活塞向下运动，阀门关闭:电磁阀失电，压缩空气从压缩空气腔室排到安全壳内，阀门开启。
[0004]阀门L3REN101VP气动头的弹簧腔室被多道密封环密封，不与安全壳内空气相通，弹簧腔室内的气压不随安全壳内气压的变化而变化。压缩空气腔室虽然被多道密封环密封，但是压缩空气腔室与压缩空气管线相连，在阀门开启时，压缩空气腔室与压缩空气相通；在阀门关闭时，通过电磁阀，压缩空气腔室与安全壳空气相通。阀门L3REN102/121/122/123/024VP, L3REN161/162/163VB、L3RPE017/027VP, L3RPE055VE、L3RIS122VP、L3RCV007/008/009/082/227VP 气动头结构与阀门 L3REN101VP 类似。
[0005]阀门L3RPE061VE的气动头的弹簧腔室被多道密封环密封，不与安全壳内空气相通，弹簧腔室内的压力不随安全壳内压力的变化而变化。压缩空气腔室虽然被多道密封环密封，但是压缩空气腔室与压缩空气管线相连，在阀门关闭时，压缩空气腔室与压缩空气相通；在阀门开启时，通过电磁阀，压缩空气腔室与安全壳空气相通。
[0006]在阀门L3REN101/102/121/122/123/124VP、L3REN161/162/163VB、L3RPE017/027VP、L3RPE055VE、L3RIS122VP、L3RCV007/008/009/082/227VP 处于关闭状态、L3RPE061VE处于开启状态时，阀门气动头的压缩空气腔室与安全壳空气相通，此时，当安全壳内压力上升后，压缩空气腔室的压力会随之上升，由于弹簧腔室不与安全壳内空气相通，弹簧腔室内的压力会保持不变，弹簧腔室和压缩空气腔室将产生压力不平衡，这相当于给气动头提供了压缩空气，在安全壳内气压达到压缩空气供气压力时，活塞将会向上运动，阀门出现误动作。
[0007]因此，有必要提供一种技术手段以解决上述缺陷。
实用新型内容
[0008]本实用新型的目的在于克服现有技术之缺陷，提供一种核电站安全壳压力边界隔离装置，旨在解决现有技术中安全壳压力边界隔离装置之气动隔离阀中气动头弹簧腔室和压缩空气腔室因压力不平衡而导致的阀门出现误动作的缺陷。
[0009]本实用新型提供的核电站安全壳压力边界隔离装置，包括安全壳气动隔离阀，所述气动隔离阀具有气动头，所述气动头包括具有内腔且一端开口的气动头本体，设于所述本体内腔并与一连杆连接且可在所述本体内腔移动的活塞以及封盖于所述本体开口上的端盖，所述活塞上设有弹簧，并将所述本体内腔分隔成弹簧腔室和压缩空气腔室，所述弹簧腔室侧壁开设有与安全壳内腔连通以保持所述压缩空气腔室和所述弹簧腔室压力平衡的连通孔。
[0010]本实用新型具体的结构设计中，所述连通孔开设于所述端盖上。
[0011]进一步地，所述端盖为中空的锥台状构件，所述连通孔设于其锥体部分上。
[0012]作为本实用新型优选的方式，所述连通孔轴心线与所述端盖锥体部分的外表面垂直。
[0013]具体地，所述连通孔为分两次钻设形成的圆孔、方孔或锥形孔。
[0014]作为本实用新型进一步改进，所述连通孔上，可设有防尘构件。
[0015]具体地，所述防尘构件为粘贴于所述端盖外表面之具有所述连通孔位置上的隔离网。
[0016]或者，所述防尘构件可为固定于所述端盖外表面之具有所述连通孔位置上的防尘罩。
[0017]或者，所述防尘构件为设于所述连通孔内且具有中空腔的导通管，所述导通管中空腔内设有防尘网。
[0018]作为本实用新型进一步改进，所述连通孔还连接有防水管。
[0019]具体地，所述防水管一端通过管接头固定在端盖上，另一端延伸至反应堆厂房水位之上。
[0020]或者，所述防水管一端通过单管支架固定在端盖上，管口与连通孔之间设置橡胶垫，所述防水管另一端延伸至反应堆厂房水位之上。
[0021]本实用新型提供的安全壳压力边界隔离装置，通过在气动隔离阀的气动头上的弹簧腔室之侧壁上开设可保持所述压缩空气腔室和弹簧腔室压力平衡的连通孔，当安全壳内压力上升后，压缩空气腔室的压力会随之上升，此时由于弹簧腔室通过连通孔与安全壳内空气相通，可使得弹簧腔室内的压力与安全壳内相等，这样，弹簧腔室和压缩空气腔室能够保持压力平衡，活塞将不会向上运动，故而有效解决了阀门出现误动作的技术问题，从而提高了整个核电站运行的安全可靠性。
【专利附图】
【附图说明】[0022]图1是现有安全壳气动隔离阀L3REN101VP动作原理示意图；
[0023]图2是本实用新型结构示意图；
[0024]图3是本实用新型部分结构示意图；
[0025]图4是图2和图3之连通孔及防尘罩部分结构一实施例示意图；
[0026]图5是图2和图3之连通孔及防水管部分结构一实施例示意图。
【具体实施方式】
[0027]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0028]本实用新型针对目前现有技术中存在的当安全壳内压力上升后，气动隔离阀之气动头内压缩空气腔室的压力会随之上升，由于弹簧腔室不与安全壳内空气相通，而弹簧腔室内的压力会保持不变，此时弹簧腔室和压缩空气腔室将产生压力不平衡现象，这相当于给气动头提供了压缩空气，在安全壳内气压达到压缩空气供气压力时，活塞将会向上运动，造成阀门出现误动作的技术问题，对安全壳内侧气动隔离阀的气动头进行了改进。
[0029]以下结合具体附图对本实用新型进行详细的描述。为便于描述，附图仅示出与本申请相关部分。
[0030]请参阅图2、图3所示，本实用新型提供的安全壳气动隔离阀之气动头的结构，包括具有内腔且一端具有开口的气动头本体I以及封盖于所述本体I开口端上的端盖2，本体I和端盖2结合处采用螺栓连接，使所述本体I和端盖2围合形成一可封闭的内腔。所述端盖2中心开设有一中心孔，并具有向内腔延伸凸出的凸台，手轮8下端设于端盖2中心孔内，并延伸于该凸台内，可调节手轮8在凸台内的相对位置。于所述本体I之内腔内，设有一可在所述本体I内腔移动的活塞3，本实施例活塞3采用具有凹形的隔膜31，隔膜31中心具有一自凹形底部向外伸出的凸杆32，使隔膜31形成一 “山”字形，该凸杆32中心设有一具有开口的凹腔，凹腔底部穿设连接有连杆4，连杆4伸出本体I之外。所述凸杆32上端置于端盖2中心向下延伸的凸台中心内，并可在该凸台中心内移动，以保证凸杆32移动是良好的导向，不偏移。于所述凸杆32上，套设有弹簧6，这样，隔膜31将本体I内腔分隔成弹簧腔室101和压缩空气腔室102，即隔膜3上表面与端盖2之间形成弹簧腔室101，弹簧6设置于隔膜31与端盖2之间，而隔膜3下表面I与本体I内腔底部之间形成压缩空气腔室102，其中所述压缩空气腔室102通过气管接头9接驳一气管(未图示)，通压缩空气。当压缩空气注入压缩空气腔室102内时，气体的压力将推动隔膜31克服弹簧6的弹性力，并在端盖2中心凸台导向作用下向上移动；泄压时，隔膜31在弹簧6弹性力作用下自动退回。隔膜31的移动距离可通过调整手轮8底端和凸杆32顶端之间的距离来确定。为保证所述弹簧腔室101与压缩空气腔室102之间压力的平衡，本实用新型在弹簧腔室101侧壁设置一连通孔103，使弹簧腔室101与安全壳(未图示)内腔连通，从而使设有弹簧腔室101与压缩空气腔室102具有相同的压力。这样，由于隔膜31位于弹簧腔室101表面的压力与压缩空气腔室102表面的压力一致，因此，隔膜31便悬浮固定于本体I内腔而不会有任何动作，亦即活塞3不会向上运动而导致阀门开启，从而实现了本实用新型的目的。
[0031]作为本实用新型具体的实施方式，参见图2、图3，所述的连通孔103开设于端盖2上。由于端盖3在隔离阀固定时处于上面的位置，因此，将连通孔103设于此处方便于加工，而不需改变现有隔离阀的结构。
[0032]请进一步参见图2、图3，安全壳内的气动隔离阀L3REN101/102/121/122/123/124VP, L3REN161/162/163VB、L3RPE017/027VP, L3RPE055VE、L3RIS122VP、L3RCV007/008/009/082/227VP之端盖2 —般为中空的锥台状构件，下端具有开口，上端封闭，且开口端直径大于封闭端的直径，扣合于本体I顶端，所述连通孔103开设于端盖2锥体部分21上，此处具有较大的加工空间。
[0033]进一步地，所述连通孔103轴心线与所述端盖2锥体部分的外表面垂直，当然，也可以与端盖2锥体部分的外表面呈一定的角度设置，只要能便于加工即可。
[0034]加工时，所述连通孔103可为圆孔、方孔或锥形孔等形状。由于气动头的端盖材料一般为承压铸钢，为了便于在端盖2上进行钻孔加工，所述连通孔103优选为圆孔。
[0035]为了减少在钻孔时铁屑对阀门的影响，加工时，在连通孔103钻通前2毫米时，可先将钻孔时产生的铁屑清理掉；然后在钻头上涂抹油脂，将铁屑尽量带出，以免铁屑掉入弹簧腔室101内。因此，连通孔103采用两次钻加工形成。
[0036]参见图4，作为本实用新型的一种较佳的实施方式，当所述隔离阀为非水淹阀门时，为了防止灰尘或者异物等进入弹簧腔室101内，所述连通孔103上还可设有防尘构件5。
[0037]具体地，所述防尘构件5为隔离网，该隔离网为具有多个网孔的金属网片，可为圆形或方形，设于所述端盖2外表面之具有连通孔103的位置上，中心部分将连通孔103完全覆盖，周边粘贴于连通孔103之周边实体部分上，或者通过紧定螺钉及垫片锁定于端盖2上。上述采用网片的设计方式，由于网片材料成本低，加工简单，故而非常易于实现。
[0038]作为防尘构件5的第二种实施方式，参见图3，所述防尘构件5可为固定于端盖2外表面之具有连通孔103位置上的防尘罩51。所述防尘罩51可为帽状结构，其中间部分向外凸出，其上加工有多个网孔，帽沿部分开设有通孔至少两个安装孔，通过紧定螺钉，可将防尘罩51固定在端盖2上，其网孔部分对应所述连通孔103。这种方式，防尘罩51固定牢靠，防尘效果好。
[0039]作为防尘构件5的第三种实施方式，所述防尘构件5为设于所述连通孔103内且具有中空腔的导通管(未图示)，其中空腔内设有防尘网。所述连通孔103上可加工内螺纹，导通管外周对应加工外螺纹，通过螺纹连接方式可使导通管旋合于连通孔103内，导通管中空腔内的防尘网即可实现安全壳与弹簧腔室101的通气功能，同时也可实现防尘效果。这种结构，由于导通管内置于连通孔103内，其对于阀盖2外表来说没有任何妨碍结构，且能保持阀盖2现有的外形不变。
[0040]参见图5，作为本实用新型另一种应用情形，当所述隔离阀为水淹阀门时，为了防止水等进入弹簧腔室101内，所述连通孔103还可连接有防水管7，防止水进入本体I内腔，影响隔离阀气动头性能。
[0041]具体参见图5，所述防水管7 —端通过一管接头71固定在端盖2上，管接头71 一端可直接插设于连通孔103内，所述防水管7 —端套于管接头71的另一端，通过卡夹72固定，防水管7另一端延伸至反应堆厂房水位之上，使其管口高于反应堆厂房水位，防止水的进入。
[0042]作为防水管7的另一种设置方式，所述防水管7 —端可通过单管支架固定在端盖2上(未图示)，管口与连通孔103之间设置橡胶垫使其周边密封，同样地，所述防水管7另一端延伸至反应堆厂房水位之上使其管口高于反应堆厂房水位，防止水的进入。
[0043]目前，电厂根据国家核安局审评意见《岭澳核电厂3号机组13个安全壳隔离阀在安全壳压力升高时可能意外开启的处理方案的审评意见》，己对19个安全壳隔离阀阀门中的 13 个(L3REN101/102/121/122/123/124VP、L3REN161/162/163VB、L3RPE017/027VP、L3RPE055VE、L3RIS122VP)进行了处理。并在非水淹阀门L3RPE061VE气动头的弹簧腔室上钻连通孔，孔上增加了防尘罩；在水淹阀门(L3RCV007/008/009/082/227VP)气动头的弹簧腔室上钻连通孔，孔上接驳防水管，防水管用IXP42(仪表用在金属支架上的单管支架)固定在周边支架上，不仅解决了弹簧腔室和压缩空气腔室压力不平衡导致阀门出现误动作的技术问题，而且还避免了阀盖2加工有连通孔可能导致的进水以及灰尘或者异物等进入弹簧腔室的现象。
[0044]以上所述仅为本实用新型较佳的实施例而已，其结构并不限于上述列举的形状，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种核电站安全壳压力边界的隔离装置，包括安全壳气动隔离阀，所述气动隔离阀具有气动头，所述气动头包括具有内腔且一端开口的气动头本体，设于所述本体内腔并与一连杆连接且可在所述本体内腔移动的活塞以及封盖于所述本体开口上的端盖，所述活塞上设有弹簧，并将所述本体内腔分隔成弹簧腔室和压缩空气腔室，其特征在于，所述弹簧腔室侧壁开设有与安全壳内腔连通以保持所述压缩空气腔室和所述弹簧腔室压力平衡的连通孔。
2.如权利要求1所述的核电站安全壳压力边界的隔离装置，其特征在于:所述连通孔开设于所述端盖上。
3.如权利要求1或2所述的核电站安全壳压力边界的隔离装置，其特征在于:所述端盖为中空的锥台状构件，所述连通孔开设于其锥体部分上。
4.如权利要求3所述的核电站安全壳压力边界的隔离装置，其特征在于:所述连通孔轴心线与所述端盖锥体部分的外表面垂直。
5.如权利要求1或2所述的核电站安全壳压力边界的隔离装置，其特征在于:所述连通孔为分两次钻设形成的圆孔、方孔或锥形孔。
6.如权利要求1或2所述的核电站安全壳压力边界的隔离装置，其特征在于:所述连通孔上设有防尘构件。
7.如权利要求6所述的核电站安全壳压力边界的隔离装置，其特征在于:所述防尘构件为粘贴于所述端盖外表面之具有所述连通孔位置上的隔离网。
8.如权利要求6所述的核电站安全壳压力边界的隔离装置，其特征在于:所述防尘构件为固定于所述端盖外表面之具有所述连通孔位置上的防尘罩。
9.如权利要求6所述的核电站安全壳压力边界的隔离装置，其特征在于:所述防尘构件为设于所述连通孔内且具有中空腔的导通管，所述导通管中空腔内设有防尘网。
10.如权利要求1或2或4所述的核电站安全壳压力边界的隔离装置，其特征在于:所述连通孔还连接有防水管。
11.如权利要求10所述的核电站安全壳压力边界的隔离装置，其特征在于:所述防水管一端通过管接头固定在端盖上，另一端延伸至反应堆厂房水位之上。
12.如权利要求10所述的核电站安全壳压力边界的隔离装置，其特征在于:所述防水管一端通过单管支架固定在端盖上，管口与连通孔之间设置橡胶垫，所述防水管另一端延伸至反应堆厂房水位之上。
【文档编号】F16K17/00GK203431259SQ201320523255
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年8月16日 优先权日:2013年8月16日
【发明者】黄攀龙, 郭志, 马健 申请人:中国广核集团有限公司, 大亚湾核电运营管理有限责任公司