[发明专利]一种解决核级闸阀的锅炉效应的非能动压力平衡系统

说明书

技术领域

本发明涉及闸阀的结构设计，具体涉及一种解决核级闸阀的锅炉效应的非能动压力平衡系统。

背景技术

闸阀的锅炉效应会引起阀腔超压、无法正常开启等问题。所谓锅炉效应，即热源会加热处于关闭状态的闸阀上部阀腔空间内的介质，使阀腔压力升高。这一异常高压将可能使得两个闸板同时紧靠在阀座上；闸阀开启时，其电动执行机构必须同时克服闸板与阀座的摩擦力及阀腔压力。但是，在闸阀的开启力矩设计中，并未考虑阀腔的压力，最终结果将使闸阀在需要开启时无法动作。若是安全相关的闸阀，在事故后无法正常开启，对核电厂的安全将会是灾难性的后果。

在严重情况下，锅炉效应可能使阀腔内压力超出闸阀的设计压力，破坏阀体内部结构变形导致闸阀无法保证密封性。对于那些在事故后需要保证密封的阀门，这种影响将使其在事故后无法限制放射性的释放，进而对环境造成影响。

如图1所示，目前的主流解决方案是，在闸阀1的闸板上面向高压的一侧（A侧）钻孔2，如此，则形成了阀腔3到闸阀高压侧管道的一个开路。当闸阀的阀腔由于受锅炉效应影响而升压时，由于阀腔已与高压侧联通，故锅炉效应产生的压力将被卸压至闸阀的高压侧。而由于低压侧（B侧）的密封面仍然受两侧压差影响，保持紧贴于低压侧，故阀门的密封性不受影响。然而目前的解决方案，只能处理阀门所处工况较为单一的锅炉效应。而对于闸阀的高、低压侧根据工况而变化(部分工况上游压力高，部分工况下游压力高)，目前的这种方案无法解决此类问题。此外，在闸板上钻孔，会引起应力集中，进而影响阀门的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种能适应各种工况，彻底解决核电站中核级闸阀锅炉效应的非能动压力平衡系统。

本发明的技术方案如下：一种解决核级闸阀的锅炉效应的非能动压力平衡系统，包括一套分别与闸阀的阀腔、上游管道和下游管道连通的三通子管道系统，所述三通子管道系统的T型接管内设有游离阀芯，游离阀芯在上、下游管道的压差作用下移动，并与压力低的一侧管道内壁形成密封结构。

进一步，如上所述的解决核级闸阀的锅炉效应的非能动压力平衡系统，其中，在所述的三通子管道系统的T型接管两侧的管道上分别设有手动隔离阀。

本发明的有益效果如下：本发明通过连接阀腔、上游管道和下游管道的三通子管道系统的设置，将闸阀阀腔的压力卸压至管道的高压侧，通过游离阀芯实现低压侧密封，防止对闸阀造成旁通。本发明彻底解决了闸阀的锅炉效应问题，同时不会对闸阀的闸板结构造成破坏，保证了阀门的使用寿命。

附图说明

图1为现有技术中解决闸阀锅炉效应的技术方案示意图；

图2为本发明的系统结构示意图。

具体实施方式

本发明所提供的解决核级闸阀的锅炉效应的非能动压力平衡系统，包括一套分别与闸阀的阀腔、上游管道和下游管道连通的三通子管道系统，所述三通子管道系统的T型接管内设有游离阀芯，游离阀芯在上、下游管道的压差作用下移动，并与压力低的一侧管道内壁形成密封结构。在所述的三通子管道系统的T型接管两侧的管道上分别设有手动隔离阀。手动隔离阀一般保持开启状态，只在进行阀门的密封性试验时才关闭。

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图2所示，这种核级闸阀的非能动的压力平衡系统，用不锈钢管线将阀腔3与上游管道4和下游管道5连接，不锈钢管线形成一种三通子管道系统，中间是T型接管6，T型接管6的两侧管线分别连通上游管道4和下游管道5，中间管线连接闸阀的阀腔3。在T型接管6的两侧管线上分别安装有手动隔离阀8、9，形成一套双向逆止阀组。

在T型接管6的内部设有阀芯7，所述阀芯7为游离状态，与周边无连接结构。阀芯7根据阀腔3和上、下游管道4、5的压差而移动。若上游管道4的压力高，则阀芯7移动至下游管道5方向，同时与下游管道5的管路内壁形成密封结构，上下游的压差越大，密封性越好，反之亦然。如此则可以保证阀腔3的压力始终卸压至闸阀的高压侧。手动隔离阀8、9一般保持开启状态，只在进行试验和维修时使用。

该阀芯7应选用硬度较低的不锈钢等材料，有利于形成密封面并承受阀门运行压力。其形状不必是规则的形状，可以是多边形，工字型，甚至是两侧突出的哑铃型，应根据具体的流道形状、密封面截面等确定。

本发明通过上述部件的设计，既可以有效的将闸阀由于锅炉效应产生的高压卸至连接管道的高压侧，同时又不会对闸阀造成旁通。相对于现有技术来讲，本发明不会对闸阀的闸板本身造成破坏，保证了阀门的使用寿命和电厂的运行安全。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。