核电厂一回路卸压阀组及核电厂一回路系统的制作方法

本发明涉及核电，具体涉及一种核电厂一回路卸压阀组及核电厂一回路系统。

背景技术：

1、在压水堆核电站中，反应堆冷却剂系统作为放射性物质包容的最重要的屏障之一，直接关系到核电厂的安全性能。

2、核电厂反应堆冷却剂系统在正常运行时压强较高，为了保证发生事故后系统不超压，并且保证在事故后堆芯得到持续的冷却，就需要在反应堆冷却剂系统上设置超压保护阀和一回路卸压阀。目前应用的超压保护阀和卸压阀主要有以下几种，这些阀门的优缺点如下：

3、(1)弹簧式安全阀，当系统压强达到安全阀整定压强时自动开启卸压，目前工艺系统超压保护应用最广泛。该类型安全阀的特点在于只能执行超压保护功能，在压强低于开启压强时阀门关闭，无法手动开启。

4、(2)先导式安全阀，与弹簧式安全阀类似，当系统压强达到安全阀整定压强时自动开启卸压，相比于弹簧式安全阀可靠性更高，目前主要应用于稳压器安全阀。该类型安全阀在开启时需要的功率较小，缺点在于当需要手动开启时，需要始终维持通电状态，并且在低压时无法维持开启状态。

5、(3)电动或气动隔离阀，当系统压强达到设计要求定值时，通过电源控制阀门开启或关闭。该类型阀门的特点在于可以在任何时刻开启，并且失去电源后仍维持原状态，缺点在于开启时需要较大的功率。

6、(4)爆破阀，开启阀门信号触发阀门内部的爆破单元，产生高压气体推动阀门内的活塞运动，在冲击运动中，可以切断阀门通径的剪切盖，从而接通阀门进出口，实现了系统卸压的安全功能。该类型阀门特点在于一旦开启，始终保持开启状态，无法恢复。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是针对现有技术存在的上述不足，提供一种核电厂一回路卸压阀组及核电厂一回路系统，该系统既能够实现主阀在一回路满足条件下的自动开启以及始终维持开启状态，并且也能实现手动开启主阀和保证正常运行及停堆换料时主阀的有效隔离。

2、第一方面，本发明实施例提供一种核电厂一回路卸压阀组，核电厂一回路卸压阀组包括主阀、第一两位三通阀和第二两位三通阀。所述主阀包括主阀体和阀芯，所述主阀体具有密封腔和阀腔，阀腔用于连通一回路冷却剂和大气，所述阀芯的动力端位于密封腔内，封堵端位于阀腔内，所述阀芯能够在密封腔内介质的压强作用下在主阀体内滑动，以打开或关闭所述阀腔的开口处。所述第一两位三通阀具有第一输入口、第二输入口、第一输出口，所述第一输入口与一回路冷却剂连通，所述第二输入口与恒压源连通。所述第一两位三通阀具有第一状态和第二状态；在所述第一状态，所述第一输入口与所述第一输出口连通；在所述第二状态，所述第二输入口与所述第一输出口连通。所述第二两位三通阀具有第三输入口、第四输入口、第二输出口，所述第三输入口与大气压强源连通，所述第四输入口与所述第一输出口连通，所述第二输出口与所述密封腔连通；所述第二两位三通阀具有第三状态和第四状态；在所述第三状态，所述第三输入口与所述第二输出口连通；在所述第四状态，所述第四输入口与所述第二输出口连通。所述第一两位三通阀能够在第一状态和第二状态之间切换，所述第二两位三通阀能够在所述第三状态和所述第四状态之间切换，以改变进入所述密封腔内的介质及压强，进入所述密封腔内的介质打开所述阀腔的压强整定值p0main满足：p﹤p0main﹤pacc，其中，p为大气压强，pacc为恒压源的压强。

3、在一些实施例中，所述第一两位三通阀包括第一阀体、第一控制活塞组件、第一驱动组件；所述第一阀体具有第一内腔，所述第一输入口、所述第二输入口、所述第一输出口均设置在所述第一阀体的侧壁上，且均与所述第一内腔连通；所述第一控制活塞组件位于所述第一内腔内，且与所述第一阀体的侧壁围成第一连通腔，所述第一驱动组件能够驱动所述第一控制活塞组件移动以改变第一连通腔的位置，以使所述第一两位三通阀在第一状态和第二状态之间切换；在所述第一状态，所述第一输入口和所述第一输出口均与所述第一连通腔连通；在所述第二状态，所述第二输入口和所述第一输出口均与所述第一连通腔连通。所述第二两位三通阀包括第二阀体、第二控制活塞组件、第二驱动组件；所述第二阀体具有第二内腔，所述第三输入口、所述第四输入口、所述第二输出口均设置在所述第二阀体的侧壁上，且均与所述第二内腔连通；所述第二控制活塞组件位于所述第二内腔内，且与所述第二阀体的侧壁围成第二连通腔，所述第二驱动组件能够驱动所述第二控制活塞组件移动以改变第二连通腔的位置，以使所述第二两位三通阀在第三状态和第四状态之间切换，在所述第三状态，所述第三输入口和所述第二输出口均与所述第二连通腔连通；在所述第四状态，所述第四输入口和所述第二输出口均与所述第二连通腔连通。

4、在一些实施例中，所述第一控制活塞组件包括第一控制活塞杆和固定于所述第一控制活塞杆上的多个第一控制活塞，多个第一控制活塞沿所述第一控制活塞杆轴向依次密封滑设于所述第一内腔内，以将第一内腔分隔为第一连通腔及位于所述第一连通腔两侧的第一隔离腔。所述第一驱动组件包括第一线圈、第二线圈和第一驱动块，所述第一线圈和所述第二线圈沿所述第一控制活塞杆的轴向依次设置，所述第一驱动块与所述第一控制活塞杆固定连接；在所述第一线圈通电、所述第二线圈失电时，所述第一线圈驱动所述第一驱动块沿第一方向移动，并带动第一控制活塞杆沿第一方向移动，以使所述第一两位三通阀切换为第一状态，所述第二输入口与所述第一隔离腔连通；在所述第二线圈通电、所述第一线圈失电时，所述第二线圈驱动所述第一驱动块沿第二方向移动，并带动第一控制活塞杆沿第二方向移动，以使所述第一两位三通阀切换为第二状态，所述第一输入口与所述第一隔离腔连通。所述第二控制活塞组件包括第二控制活塞杆和固定于所述第二控制活塞杆上的多个第二控制活塞，多个第二控制活塞沿所述第二控制活塞杆轴向依次密封滑设于所述第二内腔内，以将第二内腔分隔为第二连通腔及位于所述第二连通腔两侧的第二隔离腔。所述第二驱动组件包括第三线圈、第四线圈和第二驱动块，所述第三线圈和所述第四线圈沿所述第二控制活塞杆的轴向依次设置，所述第二驱动块与所述第二控制活塞杆固定连接；在所述第三线圈通电、所述第四线圈失电时，所述第三线圈驱动第二驱动块沿第三方向移动，并带动所述第二控制活塞杆沿第三方向移动，以使所述第二两位三通阀切换为第三状态，所述第四输入口与所述第二隔离腔连通；在所述第四线圈通电、所述第三线圈失电时，所述第四线圈驱动第二驱动块沿第四方向移动，并带动所述第二控制活塞杆沿第四方向移动，以使所述第二两位三通阀切换为第四状态，所述第三输入口与所述第一隔离腔连通。其中，所述第一方向和所述第二方向为所述第一控制活塞杆轴线上的相反的两个方向，所述第三方向和所述第四方向为所述第二控制活塞杆轴线上的相反的两个方向。

5、在一些实施例中，所述第一两位三通阀和所述第二两位三通阀并列设置，第一控制活塞杆的轴线与第二控制活塞杆的轴线重合，且所述第一控制活塞杆的第二端与所述第二控制活塞杆的第一端相对设置。所述第一线圈、所述第二线圈和所述第一驱动块均靠近所述第一控制活塞杆的第一端设置，所述第三线圈、所述第四线圈和所述第二驱动块均靠近所述第二控制活塞杆的第二端设置。在所述第一两位三通阀为第一状态，且所述第二两位三通阀为第三状态时，所述第一控制活塞杆的第二端与所述第二控制活塞杆的第一端抵。在所述第一两位三通阀为第二状态，且所述第二两位三通阀为第四状态时，所述第一控制活塞杆的第二端与所述第二控制活塞杆的第一端抵接。

6、在一些实施例中，所述第一两位三通阀和所述第二两位三通阀设置于不同的高度，或者，所述第一两位三通阀和所述第二两位三通阀设于同一高度但相互分离。所述第一线圈和所述第二线圈分别位于所述第一控制活塞杆的两端；所述第一驱动块的数量为两个，一个所述第一驱动块与所述第一控制活塞杆的第一端固定连接，另一个所述第一驱动块与所述第一控制活塞杆的第二端固定连接。所述第三线圈和第四线圈分别位于所述第一控制活塞杆的两端；所述第二驱动块的数量为两个，一个所述第二驱动块与所述第二控制活塞杆的第一端连接，另一个所述第二驱动块与所述第二控制活塞杆的第二端固定连接。

7、在一些实施例中，核电厂一回路卸压阀组还包括旋钮开关，所述旋钮开关包括动触点和多个静触点。所述动触点与电源电连接，所述动触点还能够与多个所述静触点中的一个电连接；多个所述静触点依次分别与所述第二线圈、所述第一线圈、所述第四线圈和所述第三线圈电连接。

8、在一些实施例中，相邻两个所述静触点之间还设置有空触点。

9、在一些实施例中，核电厂一回路卸压阀组还包括控制组件，所述控制组件包括压力传感器和控制器。所述压力传感器设置在所述阀腔的入口处，用于监测进入所述阀腔的冷却介质的压力prcs，并输出包含压力prcs信息的压力信号。所述控制器在接收到所述压力信号后，将prcs与p0main、pacc进行比较得到比较结果，并根据所述比较结果给出阀门状态调整建议；操作员根据所述阀门状态调整建议来控制所述第一两位三通阀、所述第二两位三通阀。在所述比较结果为p0main﹤prcs的情况下，如不需要开启所述主阀，所述控制器给出第一阀门状态调整建议，操作员根据所述第一阀门状态调整建议将所述第一两位三通阀切换为所述第一状态，并将所述第二两位三通阀切换为所述第四状态，以使所述核电厂一回路卸压阀组处于第一隔离状态；或者，在所述比较结果为prcs﹤pacc的情况下，如不需要开启所述主阀，所述控制器给出第二阀门状态调整建议，操作员根据所述第二阀门状态调整建议将所述第一两位三通阀切换为所述第二状态，并将所述第二两位三通阀切换为所述第四状态，以使所述核电厂一回路卸压阀组处于第二隔离状态；或者，在所述比较结果为p0main>prcs的情况下，如需要开启所述主阀，所述控制器给出第三阀门状态调整建议，操作员根据所述第三阀门状态调整建议将所述第一两位三通阀切换为所述第一状态，并将第二两位三通阀切换为所述第四状态，以使所述核电厂一回路卸压阀组处于第一开启状态；或者，在prcs处于任意范围情况下，如需要开启所述主阀，所述控制器给出第四阀门状态调整建议，操作员根据所述第四阀门状态调整建议将所述第二两位三通阀切换为所述第三状态，以使所述核电厂一回路卸压阀组处于第二开启状态。

10、在一些实施例中，pacc的取值范围为1mpa-5mpa。

11、在一些实施例中，所述阀芯包括主活塞组件和主弹簧，所述主活塞组件包括主活塞杆、主活塞和阀盘，所述主活塞杆滑设于所述主阀体内，所述主活塞固定于主活塞杆上且位于所述密封腔内，所述阀盘固定于所述主活塞杆上且位于所述阀腔内，所述主弹簧位于所述密封腔内且压缩于所述主活塞和所述密封腔的底壁之间。进入密封腔内的介质打开所述阀腔的压强整定值p0main还满足：p0main×(a1-a2)+g＝f，其中，a1为所述主活塞的横截面积，a2为所述阀盘的横截面积，g为所述主活塞组件的重力，f为阀腔关闭时所述主弹簧的弹力。

12、由此，本发明实施例提供的核电厂一回路卸压阀组，通过使第一两位三通阀可以在第一状态和第二状态之间切换，使第二两位三通阀可以在第三状态和第四状态之间切换，可以调整进入密封腔内介质的压强；通过在主阀中设置密闭腔和阀腔，并使阀芯能够在进入密封腔内介质的压强作用下在主阀体内滑动，可以通过控制输送至密封腔内介质的压强，以控制主阀的开启和关闭，从而实现主阀在一回路满足条件下的自动开启并始终维持开启状态，且能实现手动开启主阀和保证正常运行及停堆换料时主阀的有效隔离。

13、第二方面，本发明实施例还提供一种核电厂一回路系统，核电厂一回路系统包括一回路系统主体、卸压管道和如第一方面所述的核电厂一回路卸压阀组。一回路系统主体位于安全壳内。卸压管道与所述一回路系统主体连通。核电厂一回路卸压阀组，设置在所述卸压管道上。

14、第三方面，本发明实施例还提供一种核电厂一回路系统的隔离方法，所述核电厂一回路系统为第二方面中的核电厂一回路系统，方法包括：监测核电厂一回路卸压阀组的阀腔的入口处的压力prcs；将prcs与p0main、pacc进行比较得到比较结果，并根据比较结果给出对应的阀门状态调整建议，操作员根据阀门状态调整建议将所述核电厂一回路卸压阀组切换为第一隔离状态或第二隔离状态。

15、在一些实施例中，所述根据比较结果将所述核电厂一回路卸压阀组切换为第一隔离状态或第二隔离状态包括：在比较结果为p0main﹤prcs的情况下，给出第一阀门状态调整建议，操作员根据所述第一阀门状态调整建议控制所述第一两位三通阀切换为所述第一状态，以及，控制所述第二两位三通阀切换为所述第四状态，以使所述核电厂一回路卸压阀组处于第一隔离状态；或者，在比较结果为prcs﹤pacc的情况下，给出第二阀门状态调整建议，操作员根据所述第二阀门状态调整建议控制所述第一两位三通阀切换为所述第二状态，以及，控制所述第二两位三通阀切换为所述第四状态，以使所述核电厂一回路卸压阀组处于第二隔离状态。

16、第四方面，本发明实施例还提供一种核电厂一回路系统的卸压方法，所述核电厂一回路系统为第二方面中的核电厂一回路系统，方法包括：监测核电厂一回路卸压阀组的阀腔的入口处的压力prcs；将prcs与p0main、pacc进行比较得到比较结果，并根据比较结果给出对应的阀门状态调整建议，操作员根据阀门状态调整建议将所述核电厂一回路卸压阀组切换为第一开启状态或第二开启状态。

17、在一些实施例中，所述根据比较结果将所述核电厂一回路卸压阀组切换为第一开启状态或第二开启状态包括：在比较结果为p0main>prcs的情况下，给出第三阀门状态调整建议，操作员根据所述第三阀门状态调整建议控制所述第一两位三通阀切换为所述第一状态，以及，控制所述第二两位三通阀切换为所述第四状态，以使所述核电厂一回路卸压阀组处于第一开启状态；或者，在prcs处于任意范围情况下，给出第四阀门状态调整建议，操作员根据所述第四阀门状态调整建议控制所述第二两位三通阀切换为所述第三状态，以使所述核电厂一回路卸压阀组处于第二开启状态。

18、本发明实施例提供的核电厂一回路系统、核电厂一回路系统的隔离方法、核电厂一回路系统的卸压方法具有和上述核电厂一回路卸压阀组相同的有益效果，在此不再赘述。