先导式安全阀的制作方法

本实用新型属于阀门技术领域，具体涉及一种先导式安全阀。

背景技术：

压水堆核电站在设计中，设置了安全阀为系统或设备提供超压保护。自美国三哩岛事故后，m310核电站对稳压器超压保护装置进行改进，采用了2只串联先导式安全阀进行一回路超压保护，并在余热排出系统(rra)和化学容积控制系统(rcv)设置了先导式安全阀，分别为余热排出系统和化学容积控制系统系统提供超压保护。

目前在国内二代加核电站和华龙一号核电站中，反应堆冷却剂系统(rcs)、余热排出系统(rhr)和化学容积控制系统(rcv)设置先导式安全阀，为系统提供超压保护。相比于二代加核电站，华龙一号的系统设计发生了很大变化。以余热排出系统为例，二代加核电站中，余热排出泵位于安全壳内，而华龙一号将余热排出泵设置在安全壳外，导致了余热排出系统先导式安全阀和余热排出泵之间的管线设计发生变化，余热排出系统先导式安全阀成为安全壳边界阀门。

目前的先导式安全阀，在背压的作用下，主阀内的介质流向导阀，导致先导式安全阀阀门无法实现反向密封。此外，根据对现有的先导式安全阀样机试验结果，无法满足反向密封要求。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种先导式安全阀，实现其满足反向密封工况时，先导式安全阀的反向密封功能满足系统要求。

解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是提供一种先导式安全阀，包括：主阀、用于对主阀进行泄压的导阀组件、第一引压管路、第二引压管路，主阀包括：主阀腔体、设置于主阀腔体上的主阀入口、主阀出口、主阀阀头，主阀入口与系统管道连接，主阀还包括：设置于主阀腔体内的阀杆、分别设置于阀杆两端且与阀杆固定连接的阀瓣、活塞，活塞与主阀阀头围成主阀阀头空腔，主阀阀头空腔上设置有主阀阀头入口，阀瓣在活塞带动下启闭主阀入口，系统管道还通过第一引压管路与导阀组件连接，导阀组件通过第二引压管路与主阀阀头入口连接；

先导式安全阀还包括：第一止回机构、第二止回机构，第一止回机构设置于第一引压管路上，第一止回机构的入口与系统管道连接，第一止回机构的出口与导阀组件连接；

先导式安全阀还包括：第三引压管路，第三引压管路的一端与主阀出口连接，第三引压管路的另外一端与第二引压管路的任意部分或主阀阀头入口连接，第二止回机构设置于第三引压管路上，第二止回机构的入口与主阀腔体出口连接，第二止回机构的出口与第二引压管路的任意部分或主阀阀头入口连接。

优选的是，第一止回机构为轴流式、旋启式、升降式止回机构中的任意一种。

优选的是，第二止回机构为轴流式、旋启式、升降式止回机构中的任意一种。

优选的是，导阀组件包括：过滤器、导阀，过滤器的入口与系统管道连接，过滤器的出口与导阀入口连接，导阀出口与主阀阀头入口。

优选的是，活塞的面积大于阀瓣的面积。

优选的是，主阀入口设置于主阀腔体的底部，主阀阀头入口设置于主阀腔体的顶部，主阀出口设置有主阀腔体的侧壁。

通过本实用新型中的先导式安全阀的第一止回机构、第二止回机构，实现其满足反向密封工况时，先导式安全阀的反向密封功能满足系统要求。本实用新型中的先导式安全阀用于核工业领域，背压仍存在的工况时，具备防止介质通过先导式安全阀流向安全壳外的密封功能。

附图说明

图1是现有技术中的先导式安全阀的结构示意图；

图2是本实用新型实施例2中的先导式安全阀的结构示意图；

图3是正向密封时活塞、阀杆、阀瓣整体受力示意图；

图4是正向密封时活塞、阀杆、阀瓣整体受力示意图；

图5是第二止回机构开启的原理图；

图6是第二止回机构关闭的原理图。

图中：1-活塞；2-主阀出口；3-主阀入口；4-系统管道；5-阀瓣；6-导阀组件；7-第一止回机构；8-第二止回机构；9-主阀；10-第一引压管路；11-第二引压管路；12-主阀腔体；13-主阀阀头；14-阀杆；15-主阀阀头空腔；16-主阀阀头入口；17-第三引压管路；18-过滤器；19-导阀。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。

实施例1

本实施例提供一种先导式安全阀，包括：主阀、用于对主阀进行泄压的导阀组件、第一引压管路、第二引压管路，主阀包括：主阀腔体、设置于主阀腔体上的主阀入口、主阀出口、主阀阀头，主阀入口与系统管道连接，主阀还包括：设置于主阀腔体内的阀杆、分别设置于阀杆两端且与阀杆固定连接的阀瓣、活塞，活塞与主阀阀头围成主阀阀头空腔，主阀阀头空腔上设置有主阀阀头入口，阀瓣在活塞带动下启闭主阀入口，系统管道还通过第一引压管路与导阀组件连接，导阀组件通过第二引压管路与主阀阀头入口连接；

先导式安全阀还包括：第一止回机构、第二止回机构，第一止回机构设置于第一引压管路上，第一止回机构的入口与系统管道连接，第一止回机构的出口与导阀组件连接；

先导式安全阀还包括：第三引压管路，第三引压管路的一端与主阀出口连接，第三引压管路的另外一端与第二引压管路的任意部分或主阀阀头入口连接，第二止回机构设置于第三引压管路上，第二止回机构的入口与主阀腔体出口连接，第二止回机构的出口与第二引压管路的任意部分或主阀阀头入口连接。

通过本实施例中的先导式安全阀的第一止回机构、第二止回机构，实现其满足反向密封工况时，先导式安全阀的反向密封功能满足系统要求。本实施例中的先导式安全阀用于核工业领域，背压仍存在的工况时，具备防止介质通过先导式安全阀流向安全壳外的密封功能。

实施例2

如图2所示，本实施例提供一种先导式安全阀，包括：主阀9、用于对主阀9进行泄压的导阀组件6、第一引压管路10、第二引压管路11，主阀9包括：主阀腔体12、设置于主阀腔体12上的主阀入口3、主阀出口2、主阀阀头13，主阀入口3与系统管道4连接，主阀9还包括：设置于主阀腔体12内的阀杆14、分别设置于阀杆14两端且与阀杆14固定连接的阀瓣5、活塞1，活塞1与主阀阀头13围成主阀阀头空腔15，主阀阀头空腔15上设置有主阀阀头入口16，阀瓣5在活塞1带动下启闭主阀入口3，系统管道4还通过第一引压管路10与导阀组件6连接，导阀组件6通过第二引压管路11与主阀阀头入口16连接；

先导式安全阀还包括：第一止回机构7、第二止回机构8，第一止回机构7设置于第一引压管路10上，第一止回机构7的入口与系统管道4连接，第一止回机构7的出口与导阀组件6连接；

先导式安全阀还包括：第三引压管路17，第三引压管路17的一端与主阀出口2连接，第三引压管路17的另外一端与第二引压管路11的任意部分或主阀阀头入口16连接，第二止回机构8设置于第三引压管路17上，第二止回机构8的入口与主阀腔体12出口连接，第二止回机构8的出口与第二引压管路11的任意部分或主阀阀头入口16连接。具体的，本实施例中第三引压管路17的另外一端与第二引压管路11，第二止回机构8的出口与第二引压管路11连接。

优选的是，第一止回机构7为轴流式、旋启式、升降式止回机构中的任意一种。具体的，第一止回机构7为止回阀，本实施例中的第一止回机构7为轴流式止回阀。第一止回机构7按照先导式安全阀承受的最高温度进行设计，用于保证压力边界的完整性。

优选的是，第二止回机构8为轴流式、旋启式、升降式止回机构中的任意一种。具体的，第二止回机构8为止回阀，本实施例中的第二止回机构8为轴流式止回阀。第二止回机构8按照先导式安全阀承受的最高温度进行设计，用于保证压力边界的完整性。第一止回机构7、第二止回机构8采用与主阀相同的设计规范设计，如rcc-m2007《压水堆核岛机械设备设计和建造规则》b/c/d3500。第一止回机构7、第二止回机构8的材质，选用与主阀相同的材料。第一止回机构7、第二止回机构8与管路的连接方式，选用可靠的连接方式，不会产生泄漏并易于维修；对于其他要求(如无损检验、试验等)，应根据设计规范要求进行。

第一止回机构7的功能为：当系统管道4的压力ps大于主阀阀头入口16压力p时，第一止回机构7开启，系统管道4和主阀阀头入口16连通；当系统管道4的压力ps不大于主阀阀头入口16压力p时，第一止回机构7关闭，系统管道4和主阀阀头入口16断开。

第二止回机构8的功能为：如图5所示，当主阀出口2的压力pb大于主阀阀头入口16压力p时，第二止回机构8开启，主阀出口2与主阀阀头入口16连通；如图6所示，当主阀出口2的压力pb不大于阀阀头入口压力p时，第二止回机构8关闭，主阀出口2与主阀阀头入口16断开。

优选的是，导阀组件6包括：过滤器18、导阀19，过滤器18的入口与系统管道4连接，过滤器18的出口与导阀19入口连接，导阀19出口与主阀阀头入口16。

优选的是，活塞1的面积大于阀瓣5的面积。

优选的是，主阀入口3设置于主阀腔体12的底部，主阀阀头入口16设置于主阀腔体12的顶部，主阀出口2设置有主阀腔体12的侧壁。

具体的，本实施例中的先导式安全阀用于压水堆核电站余热排出系统的反向密封。

本实用新型的先导式安全阀原理为：

如图3所示，在正向密封工况时，当系统压力ps大于背压pb时，第一止回机构7打开，第二止回机构8关闭，先导式安全阀的运行原理与电站如图1所示，现有的先导式安全阀的运行原理相同。当系统的压力低于先导式安全阀整定压力时，活塞1上部的阀头压力与系统的压力相同，由于活塞1的面积大于阀瓣5的面积，因此这部分作用力能够克服活塞1、阀瓣5、阀杆14部件的重力，使阀门保持关闭。对于活塞1、阀杆14、阀瓣5整体，受到的介质作用合力f＝(ps-pb)×(s1-s2)。由于活塞1受力面积s1大于阀瓣5受力面积s2，并且系统压力ps大于背压pb，因此阀瓣5能够保持主阀入口3关闭。活塞1、阀杆14、阀瓣5的受力图如图3所示。

当系统压力ps到达并超过先导式安全阀的整定压力p时，导阀组件6将主阀阀头入口16压力释放，主阀阀头入口16压力变为常压，这样在系统介质压力的作用下，阀瓣5被顶开，主阀9开启，通过阀门出口2释放压力。

如图4所示，在反向密封工况时，即系统压力ps小于背压pb时，第二止回机构8打开，第一止回机构7关闭，此时，先导式安全阀的主阀阀头入口16等于背压pb，大于主阀入口3处的系统压力ps，对于活塞1、阀杆14、阀瓣5整体，受到的介质作用合力f＝(pb-ps)×s2，作用力向下能够将阀瓣5压紧在主阀入口3处，从而实现反向密封。

将本实施例中的先导式安全阀用于在华龙一号余热排出系统设计中，余热排出系统先导式安全阀成为安全壳边界阀门，先导式安全阀具备反向密封功能，即先导式安全阀在上游压力为常压，而背压仍存在的工况时，具备防止介质通过先导式安全阀流向安全壳外密封功能，具体试验如下：

(1)反向水密封性试验：水试验：背压2.1mpa，入口压力0.1mpa；试验时间10分钟，泄漏率不超过每毫米公称阀孔直径0.1cm³/h；

(2)反向气密封气试验：背压0.52mpa，入口压力0.1mpa；试验时间10分钟，泄漏率不超过每毫米公称直径(ntp)15ncm³/h。

通过本实施例中的先导式安全阀的第一止回机构7、第二止回机构8，实现其满足反向密封工况时，先导式安全阀的反向密封功能满足系统要求。本实施例中的先导式安全阀用于核工业领域，背压仍存在的工况时，具备防止介质通过先导式安全阀流向安全壳外的密封功能。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。