一种核岛乏燃料池闸门气动执行结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种核岛乏燃料池闸门气动执行结构，属于一种气动回路及控制系统。
【背景技术】
[0002]核电站核岛内乏燃料水池深度一般约为7米，闸门宽度为I米左右，故乏燃料水池一般选用潜孔式闸门。传统闸门启闭方式选用提升的方式实现闸门的启闭，这种方式在核岛内占用大量的空间，并且不可避免闸门提升时坠落的可能。
[0003]目前AP1000核电机组乏燃料水池闸门的启闭方式选用旋转结构，闸门能实现90°的旋转实现乏燃料池的开启和封闭。闸门的旋转驱动选用气压推动气压缸，通过曲柄连杆机构驱动闸门，使得通过较短的气缸行程实现闸门90°旋转开闭。闸门在关闭位置时，接通闭锁气缸，通过曲柄连杆机构推动门闩插入门框中，实现闸门的锁紧。闸门锁紧后密封圈进行充气，实现闸门与门框的密封。
[0004]存在的问题是在气动执行过程中，动作的安全性及可靠性低；在关门位置时闸门的密封性能不满足要求，在开门位置时保证闸门会受负载的作用动作。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种实现闸门关闭-闭锁-充气、排气-开锁-开门的自动控制及手动控制。在气动执行过程中，满足动作的安全性及可靠性；在关门位置时满足闸门的密封性能，在开门位置时保证闸门不受负载的作用动作的核岛乏燃料池闸门气动执行结构。
[0006]本实用新型是这样实现的，一种核岛乏燃料池闸门气动执行结构，包括主气源与备用气源，所述主气源与所述备用气源均连接手动球阀后同时连接至一气动三联件进行调压、过滤和清洁，所述气动三联件的一出气口依次通过手动球阀、调速阀、二位五通电磁阀连接至闸门旋转驱动缸控制气动缸的运行方向；所述气动三联件的出气口依次通过手动球阀、调速阀、二位五通电磁阀连接至闸门锁紧驱动缸；所述气动三联件的出气口通过调速阀后分为两路，每路均依次包括手动球阀、调压阀以及二位三通电磁换向阀实现独立的充气和排气，控制两条充气密封圈保证闸门与门框之间的密封性。
[0007]进一步地，闸门旋转驱动缸的控制支路上连接有单向阀，阻止气体不会回流。
[0008]进一步地，闸门旋转驱动缸选用双铰接结构，驱动缸的活塞杆与闸门进行铰接，活塞杆与闸门的旋转轴形成一个曲柄连杆结构。
[0009]进一步地，闸门锁紧驱动缸的气缸活塞杆上连接有上部曲柄，上部曲柄通过连杆连接下部曲柄，在上部曲柄与下部曲柄上分别连接有上部顶块与下部顶块，上部曲柄带动连杆上下运行及上部顶块左右运动，连杆的上下带动下部曲柄运动，下部曲柄运行带动下部顶块左右运行。
[0010]进一步地，所述二位三通电磁换向阀上连接压力继电器将密封气路压力信号进行传递。
[0011]本实用新型与现有技术相比，有益效果在于:使用压缩控制来驱动闸门的启闭、闭锁及密封。通过调节驱动压力可驱动1m以下各种水头的闸门及满足相关的闸门密封性，并且系统控制灵活可靠。
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型实施例提供的设备结构示意图；
[0013]图2是本实用新型实施例提供的闸门旋转驱动结构示意图；
[0014]图3是本实用新型实施例提供的闸门闭门锁紧驱动结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]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。
[0016]如图1所示，一种核岛乏燃料池闸门气动执行结构，包括主气源I与备用气源3，主气源与备用气源均连接手动球阀后同时连接至一气动三联件2进行调压、过滤和清洁，气动三联件2的一出气口依次通过手动球阀A15、调速阀A14、二位五通电磁阀A13连接至闸门旋转驱动缸10控制气动缸的运行方向；气动三联件2的出气口依次通过手动球阀B16、调速阀B17、二位五通电磁阀B18连接至闸门锁紧驱动缸11 ;气动三联件2的出气口通过调速阀C25后分为两路，每路均依次包括手动球阀19、20、调压阀21、22以及二位三通电磁换向阀4、7实现独立的充气和排气，控制两条充气密封圈5、6保证闸门与门框之间的密封性，满足乏燃料的泄漏标准。有电厂公用压力主气源为闸门气动回路提供压力气体，如果电厂公用气源缺失时，可有备用气源的氮气压缩罐体提供动力。经过气动三联件将压缩气体进行过滤稳压，以保护整个回路。
[0017]系统压缩空气正常工况下选用核岛内主气源，压力约为0.SMPa ;备用气源3选用压缩氮气罐；主气源I与备用气源3均分别连接接手动球阀23、24，正常情况下接通主气源，关闭压缩氮气源手动球阀，如主气源出现故障，关闭主气源手动球阀接通通过进过气动三联件3后调压范围约为0.4?0.6MPa，通过两个三通接头将压缩空气分成闸门旋转驱动缸、闸门锁紧驱动缸及密封圈充气支路。所有气动元件均集中安装在仪控箱中，气动管路从仪控箱中引入到气缸及充气密封圈中。
[0018]参见图1结合图2所示，闸门旋转驱动缸10的控制支路上，首先通过一个手动球阀A15控制支路的通断气，调速阀A14用来调整开闭门的速度，二位五通电磁阀A13控制气动缸的运行方向，实现闸门的开闭；在进气路上装有单向阀12，当闸门在开启的位置时，停止进气后，阻止气体不会回流，保证门不在随负载运动。旋转气缸选用双铰接结构，旋转气缸的活塞杆101与闸门102进行铰接，闸门102处于门框103之间，旋转气缸的活塞杆101与闸门102的旋转轴形成一个曲柄连杆机构，将气缸的直线运动转成闸门的旋转运行，气缸直线行程约为220?280mm，闸门实现90°的旋转。
[0019]参见图1结合图3所示，闸门锁紧驱动缸11的气缸活塞杆上连接有上部曲柄111，上部曲柄111通过连杆连接下部曲柄112，在上部曲柄111与下部曲柄112上分别连接有上部顶块113与下部顶块114，上部曲柄111带动连杆上下运行及上部顶块113左右运动，连杆的上下带动下部曲柄112运动，下部曲柄112运行带动下部顶块114左右运行。
[0020]在闸门闭锁支路上，同样选用手动球阀B16、调速阀B17及二位五通电磁阀B11，闭锁气缸行程较短约为4?8mm，气缸活塞杆带动上部曲柄运动，上部曲柄带动连杆上下运行及上部顶块左右运动，连杆的上下带动下部曲柄运动，下部曲柄运行带动下部顶块左右运行；气缸行程较短，可快速实现闸门的闭锁及开锁；选用两个联动的闭锁顶块可大大降低卡塞现象。
[0021]参见图1，为保证密封性能，闸门门体采用两道密封圈5、6，每道密封圈均有一套气路控制装置。在门框9与闸门8之间设置两道密封圈5、6，充气密封圈支路上，先连接一个调速阀，调速阀后接手动球阀，手动球阀后接调压阀和二位三通电磁换向阀，二位三通换向阀管路上连接压力继电器将密封气路压力信号传送到仪控柜上。由于密封圈的为橡胶制品，故充气膨胀率会有差异，故对不同的密封圈充入不同压力等级的气体，从而保证密封圈相同的膨胀率，保证密封性。通过两个二位三通电磁换向阀实现对两个密封圈的自动充气，当排气时，切换电磁换向阀的位置，使密封圈的气体在密封圈自身弹性的作用下排出，设定排气时间约为20s。
[0022]在上述的方案中将每个闸门各配一套气动控制系统；为保证系统的安全和可靠性，控制系统相互独立，不共用任何气动和电气元件；为方便操作，两套控制系统集中在一个柜上。电气柜上有开、关门按钮及开关门到位指示灯；每个密封圈均有单独的充气和排气手动按钮，配有低压指示灯，当密封圈压力降低时提示报警；可采用继电器控制及PLC控制，并可通过DCS将控制信号传送至总线，可实现远程操作。
[0023]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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。
【主权项】
1.一种核岛乏燃料池闸门气动执行结构，其特征在于，包括主气源与备用气源，所述主气源与所述备用气源均连接手动球阀后同时连接至一气动三联件进行调压、过滤和清洁，所述气动三联件的一出气口依次通过手动球阀、调速阀、二位五通电磁阀连接至闸门旋转驱动缸控制气动缸的运行方向；所述气动三联件的出气口依次通过手动球阀、调速阀、二位五通电磁阀连接至闸门锁紧驱动缸；所述气动三联件的出气口通过调速阀后分为两路，每路均依次包括手动球阀、调压阀以及二位三通电磁换向阀实现独立的充气和排气，控制两条充气密封圈保证闸门与门框之间的密封性。
2.如权利要求1所述的核岛乏燃料池闸门气动执行结构，其特征在于，闸门旋转驱动缸的控制支路上连接有单向阀，阻止气体不会回流。
3.如权利要求1所述的核岛乏燃料池闸门气动执行结构，其特征在于，闸门旋转驱动缸选用双铰接结构，旋转驱动缸的活塞杆与闸门进行铰接，旋转驱动缸的活塞杆与闸门的旋转轴形成一个曲柄连杆结构。
4.如权利要求1所述的核岛乏燃料池闸门气动执行结构，其特征在于，闸门锁紧驱动缸的气缸活塞杆上连接有上部曲柄，上部曲柄通过连杆连接下部曲柄，在上部曲柄与下部曲柄上分别连接有上部顶块与下部顶块，上部曲柄带动连杆上下运行及上部顶块左右运动，连杆的上下带动下部曲柄运动，下部曲柄运行带动下部顶块左右运行。
5.如权利要求1所述的核岛乏燃料池闸门气动执行结构，其特征在于，所述二位三通电磁换向阀上连接压力继电器将密封气路压力信号进行传递。
【专利摘要】本实用新型涉及一种核岛乏燃料池闸门气动执行结构，包括主气源与备用气源，主气源与备用气源均连接手动球阀后同时连接至一气动三联件进行调压、过滤和清洁，气动三联件的一出气口依次通过手动球阀、调速阀、二位五通电磁阀连接至闸门旋转驱动缸控制气动缸的运行方向；所述气动三联件的出气口依次通过手动球阀、调速阀、二位五通电磁阀连接至闸门锁紧驱动缸；所述气动三联件的出气口通过调速阀后分为两路，每路均依次包括手动球阀、调压阀以及二位三通电磁换向阀实现独立的充气和排气，控制两条充气密封圈保证闸门与门框之间的密封性，在气动执行过程中，满足动作的安全性及可靠性，闸门的密封性能，在开门位置时保证闸门不受负载的作用动作。
【IPC分类】F16K31-12
【公开号】CN204345039
【申请号】CN201420765949
【发明人】李灿灿, 陈景良, 粱春宴, 刘锐, 崔学迪, 潘健
【申请人】中国能源建设集团沈阳电力机械总厂有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2014年12月8日