减压阀制造技术

用于冷却系统的减压阀，包括：具有主阀的主腔室，具有次级阀的先导管线以及泄放管线；主阀被定位成密封核反应堆的冷却剂系统的路径。主腔室经由先导管线连接至冷却回路，以允许冷却剂进入主腔室，并且泄放管线允许冷却剂从主腔室逸出，先导管线具有比泄放管线更低的流体阻力。主腔室中的冷却剂的压力将主阀维持在关闭位置，并且在升高的温度和/或压力条件下，借助于先导管线上的次级阀的关闭，流体被防止进入主腔室，并且减小阀的压力，将其移动到其打开位置。

Pressure relief valve

【技术实现步骤摘要】
减压阀
本公开涉及一种用于核反应堆的被动减压阀。
技术介绍
由于核反应堆呈现为理想的基本负载站，核反应堆是对电网的期望的添加。这是因为它们被认为是低碳的电来源，并且不依赖于可变的天气条件（其是其它低碳来源的限制因素）。这些特征允许它们被用作完整的电网的支柱。在全世界使用的最常见类型的核反应堆中的一种是加压水反应堆（PWR），在其中主回路的加压水用作冷却剂、缓和剂以及到蒸汽发生器的热传输流体。系统的相对简单性为它们提供了这些系统可以改变规模的优点。因此，它们适用于大规模发电厂以及小规模模块化反应堆两者。然而，与所有核电站一样，它们需要稳定的安全系统来防止事故。用于核反应堆的现代安全系统的目标是成为主动的和被动的两者。主动系统在操作者和/或运行系统（诸如泵和发电机）的控制下操作，所述泵和发电机在正常操作中与紧急控制相关联。被动安全系统不需要任何外部操作者输入或主动系统运行以便操作。此后者的系统是有益的，因为其允许对不需要外部电力或用户输入的系统的自动自控制。在紧急情况下，这是期望的，因为在某些情况下，到反应堆的电力可能被中断，或者操作者可能不能手动地控制系统，在这种情况下，被动控制系统允许系统保持安全。在加压水反应堆的情况下，主要的安全顾虑之一是冷却剂损失事故（LOCA）的情况，在其中进入到反应堆中的冷却水损失并且如未被改正则将导致核反应堆的故障。这是因为在没有冷却剂的情况下，由反应堆的燃料棒内的放射性衰变产生的热量将增加到反应堆被损坏的点。这可能导致严重的核事件。这可发生的方式之一是如果冷却剂沸腾，其能够导致燃料包壳的熔化和裂变产物的释放。因此，为了防止发生这种情况，核反应堆配备有紧急冷却系统，如果存在故障，该紧急冷却系统可以替换冷却水。在PWR中，防止这种情况的系统被称为紧急堆芯冷却系统（ECCS）。这些系统典型地涉及打开管道以排放本反应堆冷却剂。用于此的排放工程管工业设计成提供足够的容量以去除加热的冷却剂，同时维持低的反应堆回路压力。为了替换此排放的冷却剂，新鲜的冷却剂在重力下被注入到系统中。这些排放管道通常使用隔离阀与反应堆隔离，所述隔离阀可在检测到LOCA时打开。典型地，这涉及用来监控厂的参数的仪器、用来在到达设定点时生成启动信号的控制系统以及用来改变阀位置的阀致动器。在LOCA的情况下实现冷却剂与冷却流体的紧急供应的这种隔离的系统在本领域中是已知的。在正常操作期间，当反应堆回路中存在压力减小时，使用累积器隔离被动阀（AIPV）来隔离处于55巴的加压累积器和处于70巴的堆芯，该阀与位于上游的累积器和下游的反应堆回路和堆芯之间的压力差成比例地打开。对于AIPV，由于阀位置与压力差成比例，所以一旦压力均衡，由于反应堆回路压力的恢复或累积器压力的排放，则阀闭合，再次隔离管线。因此，阀不会保持锁定打开以允许完全的系统减压。备选地，用于累积器减压的自动安全阀（ASVAD）的阀可以被使用。当由系统中的压力施加的力下降到低于由作用在阀柱塞上的弹簧施加的力设定的水平时，这些被用于通过打开阀来从累积器的气体空间排出气体。ASVAD阀不是通常意义上的隔离阀，而是专门设计用于气体的排出。因此，其不适合于高压、高温水的隔离。由于阀既不基于温度操作，也不能在其中系统压力和温度升高的完整回路故障瞬变的情况下打开，因此需要改进。Westinghouse的AP1000反应堆设计的特征是用于排放加热的冷却剂的阀——被称为爆管（squib）阀。爆管阀配备有用于打开阀的爆炸性填料；然而，爆管阀的谬误操作可能导致较大的放射危害。因此，厂的设计的安全调整依赖于高度可靠的控制和仪器（C&I）系统以防止谬误操作，并且因此为厂的设计添加了显著成本。因此，期望开发简化的被动阀，以允许冷却剂回路的减压。
技术实现思路
根据第一方面，提供了一种用于冷却回路的减压阀，其包括：具有活塞和阀杆的主阀，其定位在主腔室中，主腔室经由具有次级阀的先导管线连接至流体供应，以及泄放管线，其中流体经由先导管线进入主腔室，所述先导管线具有比泄放管线更低的流体阻力；并且其中在使用中主腔室中的流体的压力将主阀维持在关闭位置，并且在极端条件下借助于先导管线上的次级阀的关闭，流体被防止进入主腔室，并且减小阀的压力，将其移动到其打开位置。打开的阀作为被动阀的使用允许堆芯回路的完全减压。此外，阀可应用于在其中能够定位阀的多种配置中。因此，该阀用作相对于现有技术的改进，并且不需要爆管所需的爆炸性填料。先导管线上的次级阀可以是马格诺阀(magnovalve)。先导管线上的次级阀可以是高压锁定隔离阀。提升阀可用于进一步将主腔室从先导管线密封。减压阀可以定位在自动隔离阀的上游。泄放管线可以提供在主腔室外部。泄放管线可以提供在主腔室内部。根据第二方面，提供了一种核反应堆，其包括如以上讨论的减压阀。技术人员将领会的是，除了相互排斥的情况之外，关于以上方面中的任何一个描述的特征可以在必要的修正后应用于任何其它方面。此外，除了在相互排斥的情况下，本文中描述的任何特征可以应用于任何方面和/或与本文中描述的任何其它特征组合。附图说明现在将仅作为示例参考附图来描述实施例，在所述附图中：图1是本公开的自动减压阀的第一实施例的示意图；图2是本公开的自动减压阀的第二实施例的示意图；以及图3是本公开的自动减压阀的第三实施例的示意图。具体实施方式提供紧急堆芯冷却系统（ECCS）以确保当事故条件出现时核反应堆的安全停机。冷却系统被配置为在多种事故条件的情况下提供安全机构。存在多个进入形成ECCS的子系统，其各自具有冗余，使得即使子系统之一中存在故障，也可以安全地使反应堆停机。这里特别感兴趣的是被动系统，诸如自动减压系统（ADS），其由打开以使主冷却剂系统减压并且允许较低压力紧急冷却剂系统起作用的两个阀构成。因为低压力冷却剂注入系统具有比高压力系统更大的冷却能力，所以这些在使反应堆停机中的有效操作是非常重要的。被动减压（PaD）阀是通常闭合的阀，其位于从反应堆回路延伸的排放管道中。其提供与位于同一排放管线中的其它控制系统启动/致动的隔离阀隔离的第二且不同的方法。PaD阀被设计成在检测到阀上游的增加的温度和/或减小的压力时从闭合状态改变到打开状态。并入这种系统的优点在于，阀将在显著的LOCA或升高的反应堆回路温度的情况下打开，以排放反应堆冷却剂并允许新鲜的冷却剂在重力下的注入。这种操作的示意性示例在图1中示出。在此PaD阀100中，具有安装在压缩弹簧102上的主阀101，其由流体压力迫使向下以处于关闭位置。然而，当流体压力下降时，弹簧推动联接到阀杆103的阀活塞向上并打开主阀101。正是通过阀活塞和杆相对于其所连接到的冷却剂系统管道的移动，导致主阀打开和关闭。在主阀处于闭合/关闭位置的情况下，上游反应堆冷却剂回路中的流体经过旁路或先导管线104。系统中的压力也足够高以迫使打开先导提升阀105并且以迫使联接到主阀101的阀杆103的阀活塞向下进入关闭位置。当自动启动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于冷却系统的减压阀，包括：/n具有主阀的主腔室，具有次级阀的先导管线以及泄放管线；所述主阀被定位成密封所述冷却系统的路径，/n所述主腔室经由所述先导管线连接至所述冷却回路，以允许冷却剂进入所述主腔室，并且所述泄放管线允许冷却剂从所述主腔室逸出，所述先导管线具有比所述泄放管线更低的流体阻力；并且其中，所述主腔室中的冷却剂的压力将所述主阀维持在关闭位置，并且在相对于正常操作条件升高的温度和/或压力条件下，借助于所述先导管线上的所述次级阀的关闭，流体被防止进入所述主腔室，因此减小所述主阀的压力并将其移动到其打开位置。/n

【技术特征摘要】
20181213 GB 1820328.11.一种用于冷却系统的减压阀，包括：
具有主阀的主腔室，具有次级阀的先导管线以及泄放管线；所述主阀被定位成密封所述冷却系统的路径，
所述主腔室经由所述先导管线连接至所述冷却回路，以允许冷却剂进入所述主腔室，并且所述泄放管线允许冷却剂从所述主腔室逸出，所述先导管线具有比所述泄放管线更低的流体阻力；并且其中，所述主腔室中的冷却剂的压力将所述主阀维持在关闭位置，并且在相对于正常操作条件升高的温度和/或压力条件下，借助于所述先导管线上的所述次级阀的关闭，流体被防止进入所述主腔室，因此减小所述主阀的压力并将其移动到其打开位置。


2.根据权利要求1所述的减压阀，其中所述先...

【专利技术属性】
技术研发人员：BD希勒，JC帕尔默，BJ爱尔兰，
申请(专利权)人：劳斯莱斯有限公司，劳斯莱斯电力工程有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB