一种核电厂智能水下气密封系统的制作方法

本发明涉及核电厂检修领域，具体涉及一种核电厂智能水下密封系统。

背景技术：

核电厂在大修期间，需要对一回路的各种检查设备进行无损检查，如有问题还需要用水下机器人进行维修处理工作。由于一回路的设备有较强的放射性和污染风险，因此这些检查和维修机器人需要在水环境中完成，以屏蔽辐照的影响。

水下检查装置和水下机器人在水下工作时，需要采取措施对设备的各种电气元件进行密封处理，保证水不会进入电气元件。常用的方法是通过机械零件把电气元件罩起来，由于零件的接触面容易进水，需要在零件的接触面加工密封结构，并放置相应的密封零件。密封零件包括静密封和动密封。静密封用于两个相互接触零件不相对运动的情况，一般情况密封比较可靠。动密封用于两个相互接触零件有相对运动的情况，这种情况下对密封零件，以及相互接触零件的加工配合精度、安装精度、表面粗糙度都提出了较高的要求。

在核电领域，对设备的可靠性提出了非常高的要求，特别是水下设备，如果出现电气元件漏水情况，而整个设备可能会出现损坏，伴随而来的可能会是设备落到水池底部，进而破坏容器底部，如果在主管道内故障，还必须采取措施将设备从管道里取出，这些都会严重影响着我国的核工业安全运行。

为提高水下设备密封的可靠性，目前较常用的方法就是对密封腔体通一定压力的密封气体，同时保证密封腔体内的气压比设备外部的水压大，这样就算密封条件被破坏，水也不会进入到设备内部。设备的工作水深越深，要求的密封气气压越高。密封腔体一定意义上可以理解为是一种压力容器，内部的压力越大，对密封腔体的零件的壁厚、结构，紧固件的分布及大小要求越高，同时密封腔体的安全风险也越大。因此，如果设备的工作水深比较深的话，设备的密封腔体零件往往都比较厚重，连接紧固件数量多，分布密集，型号也大，这样会影响整个设备的便捷性和美观。常规方法还有一个缺点就是误操作风险大，如果密封腔体的设计压力不大，但因误操作在密封腔材通入了较大的压力的密封气体，密封腔体就会有爆炸风险，对人员和核电厂一回路主设备造成较大的安全隐患。

本发明/实用新型专利提出一种核电厂智能水下气密封系统，能为核电厂一回路各种水下检查装置和水下机器人提供可靠的气密封，保证水下工作时水不会进入电气元件密封腔体内，提高设备的可靠性。设备的密封腔体的密封气体压力可以随着设备的工作水深进行自动调节，使密封腔体的内外压力差始终保持在一个安全可靠的值。这样就可以减小密封腔体的受压强度，进而可以减小密封腔体的结构要求，同时可以提高安全可靠性。

技术实现要素：

1.目的：

本发明/实用新型专利提出一种核电厂智能水下气密封系统，能为核电厂一回路各种水下检查装置和水下机器人提供可靠的气密封，保证水下工作时水不会进入电气元件密封腔体内，提高设备的可靠性。设备的密封腔体的密封气体压力可以随着设备的工作水深进行自动调节，使密封腔体的内外压力差始终保持在一个安全可靠的值。这样就可以减小密封腔体的受压强度，进而可以减小密封腔体的结构要求，同时可以提高安全可靠性。

2.技术方案：

一种核电厂智能水下气密封系统，包括：水上部分、水下部分。水上部分包括：水上部分包括比例调压阀、控制箱、气源；水下部分包括水下密封舱、安全阀、压力传感器以及执行元件N；比例调压阀和控制箱通过电缆进行电气连接；比例调压阀和水下密封舱通过主气管相连；控制箱与水下密封舱通过主电缆相连；水下密封舱和每个执行元件N之间通过气管和电缆相连；水下密封舱和安全阀通过气管相连；压力传感器和水下密封舱通过电缆相连。气源和比例调压阀通过气管进行气动连接。

所述的执行元件N,N大于1，且为整数。

所述的水下密封舱中集成了水下检查装置和水下机器人控制系统的水下元件部分。

所述的安全阀在水下密封舱的内部压力与舱外水压的压差大于设定值时开启。

所述的气源提供气体为干燥的密封气。

所述的控制箱通过主电缆、水下密封舱和子电缆将电信号传给执行元件N,并向比例调压阀发出压力控制指令。

3.效果

3.1一种压力自动调节气密封方法

一种核电厂智能水下气密封系统可以通过水下密封舱上的压力传感器检测到当前的深度的水压，可以自动调节供给的密封气的压力，水下密封舱内部的气压始终大于舱外的水压，同时压差控制在一个固定的值。

3.2一种电缆转接舱气压安全保障方法

一种核电厂智能水下气密封系统，在水下密封舱安装了一个安全阀，实验时在水下密封舱接通了一种测试用的密封气，然后在不同的水深做实验，当水下密封舱的内部气压与安全阀所在水深的水压之差大于安全阀的设定值时，密封气从安全阀溢出，保证了系统的安全性。

附图说明

图1一种核电厂智能水下气密封系统总图

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本专利进行详细描述：

如图1所示，一种核电厂智能水下气密封系统能为核电厂一回路各种水下检查装置和水下机器人提供可靠的气密封，保证水下工作时水不会进入电气元件内。气密封系统包括水上和水下两部分构成。水上部分包括气源、比例调压阀和控制箱；水下部分包括水下密封舱、安全阀、压力传感器以及各种执行元件，两者通过主气管和主电缆相连接。

其中，气源为整个气密封系统提供经过干噪处理的密封气。比例调压阀通过气管与气源进行气动连接，比例调压阀和控制箱通过电缆进行电气连接，调压指令由控制箱发出，比例调压阀的作用是对密封气进行压力调节。调压后的密封气通过主气管传送到水下密封舱内，水下密封舱是水下检查装置或水下机器人控制系统的水下部分主要元器件集成单元。水下密封舱通过气管1和气管n等，把密封气传送到执行元件1和执行元件n等终端。安全阀与水下密封舱通过气管连接，安全阀起安全作用，当水下密封舱的内部压力与舱外水压的压差大于设定值时，密封气就可以通过安全阀排出。压力传感器与水下密封舱通过电缆连接，压力传感器用于检测水下密封舱外的水的压力。

控制箱是水下检查装置或水下机器人控制系统的水上部分，其通过主电缆与水下密封舱内控制系统部分相连接。执行元件1、执行元件n和压力传感器通过电缆连接到水下密封舱的控制系统部分。

实施方式如下：

设备先在岸上启动，智能水下气密封系统同步启动，压力传感器此时检测到的压力值是大气压，气源开始通过比例调压阀向水下密封舱通密封气，控制系统通过计算向比例调压阀发出相应的压力控制指令。把设备放置到水中工作，此时压力传感器此时检测到当前的水深的水压，控制系统实时自动地调节比例调压阀的控制压力，然后自动调节供给的密封气的压力，使水下密封舱内部的气压与压力传感器检测到的水压的压差控制在一个合理的值。这样，可以保证整个水下气密封的安全可靠运行。

本发明/实用新型专利主要包括以下几项技术：

主要工作原理：一种核电厂智能水下气密封系统工作时，水下密封舱工作在水下不同的深度，压力传感器用于检测当前的深度的水压。岸上控制箱通过主电缆、水下密封舱和子电缆将电信号传给不同的执行元件。气源通过比例调压阀、主气管、水下密封舱和子气管将密封气传给不同的执行单元，起气密封作用。比例调压阀的作用是进行密封气的压力调节，设定的压力值比压力传感器的当前值稍高，保证水下密封舱内部的气压始终大于舱外的水压，同时压差控制在一个合理的值，比例调压阀的控制指令由控制箱提供。安全阀起安全作用，当水下密封舱内的气压与安全阀所在水深的水压之差大于安全阀的设定值时，密封气从安全阀溢出，当压差小于设定值时，安全阀停止溢出。

1.一种压力自动调节气密封方法

一种核电厂智能水下气密封系统可以通过水下密封舱上的压力传感器检测到当前的深度的水压，然后自动调节供给的密封气的压力，保证水下密封舱内部的气压始终大于舱外的水压，同时压差控制在一个合理的值。这样电缆转接舱在结构设计时，需要考虑的耐压值就比较低，可以优化结构，减轻总体重量。

2.一种电缆转接舱气压安全保障方法

一种核电厂智能水下气密封系统虽然可以保证水下密封舱内部的气压始终大于舱外的水压，同时压差控制在一个合理的值。但万一控制系统出现问题，则通给水下密封的密封气压力就可能不受控，有可能会出现因压力过大的爆舱现象，会严重威胁人员和设备。本发明/实用新型，在水下密封舱增加了一个机械式的安全阀，当水下密封舱内的气压与安全阀所在水深的水压之差大于安全阀的设定值时，密封气从安全阀溢出，当压差小于设定值时，安全阀停止溢出。这样就可以保证水下密封舱里的压力与外部压力小于设定值，保证安全运行。