压水堆核电站先导式安全阀起跳监测装置及方法

摘要

本发明公开了一种压水堆核电站先导式安全阀起跳监测装置及方法。所述先导式安全阀起跳监测装置包括一第一温度变送器、一压力变送器和一第二温度变送器；第一温度变送器设置于先导式安全阀主阀的进口端处；压力变送器设置于先导式安全阀上游隔离阀与先导式安全阀下游隔离阀之间，用于监测先导式安全阀主阀进口端处的压力参数；第二温度变送器设置于先导式安全阀主阀的引压管端与先导式安全阀控制柜之间，用于实时监测先导式安全阀控制柜处流体的温度参数。所述方法为使用上述先导式安全阀起跳监测装置对先导式安全阀进行起跳监测的方法。本发明压水堆核电站先导式安全阀起跳监测装置及方法能实时监控先导式安全阀的压力及温度变化。

说明书

技术领域

本发明涉及压水堆核电站调试及运行领域，更具体地，本发明涉及一种压 水堆核电站先导式安全阀起跳监测装置及方法。

背景技术

先导式安全阀相比普通的弹簧式安全阀，在高压力、大口径的系统中更为 稳定、可靠，可有效避免弹簧式安全阀起跳不回座的问题。在压水堆核电站一 回路等重要场合，广泛应用先导式安全阀，并在机组联调和启动期间需对先导 式安全阀的起跳整定值进行验证。

先导式安全阀在系统设计中的作用主要是保障在机组运行期间相关的工艺 系统和设备不超压。但是，先导式安全阀上游隔离阀的内漏问题也可能导致压 力异常，进而触发先导式安全阀的频繁起跳。正常情况下由于控制柜引压管足 够长，静态下控制柜中的流体温度接近常温，但在先导式安全阀频繁起跳之后 高温流体快速进入控制柜中，有可能造成控制柜的损伤。

上游隔离阀在初次安装完毕、后续解体检修更换等工作完成后，阀门是否 内漏常压下无法发现，只会在机组运行带压下暴露出来；同时，流体中杂质影 响、气动阀中性点设置不合理等因素也可能造成阀门关闭后的内漏问题。由于 没有有效的监视手段，上游阀门内漏导致的先导式安全阀频繁起跳问题无法被 操纵员短期内获知。当发现相关问题后，由于无法获取确切的起跳次数和控制 柜中最高的流体温度，无法评判相关事件对先导式安全阀主阀和控制柜的影响。

已知技术中提供一种监测安全阀起跳的技术方案，如图1所示，该技术方 案包括先导式安全阀主阀6、先导式安全阀上游隔离阀1、安全壳2、先导式安 全阀下游隔离阀3、安全壳泄漏率测量口隔离阀4、先导式安全阀下游调节阀5、 先导式安全阀控制柜7、先导式安全阀控制柜疏水收集箱8以及设置于先导式安 全阀主阀6的接口处的第一温度变送器9。在先导式安全阀起跳后温度升高，第 一温度变送器9监测到温度升高以确认先导式安全阀起跳。先导式安全阀的整 定值压力是通过在安全壳泄漏率测量口隔离阀4下游的安全壳贯穿件泄漏率测 量口处，现场接临时压力表和记录仪进行数据采集。

在该已知技术中，仅能在先导式安全阀起跳后通过第一温度变送器9的温 度变化进行确认，而无法实时监测先导式安全阀处的压力。同时在先导式安全 阀频繁起跳过程中，温度变化不像压力变化那边敏感，温度曲线体现不出阀门 的频繁起跳问题。在先导式安全阀频繁起跳后，具体的起跳次数无法准确获取， 因而无法分析先导式安全阀的损坏程度。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种压水堆核电站先导式安全阀起跳监测装置及 方法，能够对压水堆核电站先导式安全阀进行实时监控并能对起跳次数和温度 变化进行分析，为进一步制定合理的修复措施提供充足的依据。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种压水堆核电站先导式安全阀起 跳监测装置，用于对先导式安全阀进行起跳监测；所述先导式安全阀包括先导 式安全阀主阀、连接于先导式安全阀主阀的引压管端的一先导式安全阀控制柜， 以及串接的先导式安全阀上游隔离阀和先导式安全阀下游隔离阀，先导式安全 阀主阀的进口端连接于先导式安全阀上游隔离阀与先导式安全阀下游隔离阀之 间；所述先导式安全阀起跳监测装置包括一第一温度变送器、一压力变送器和 一第二温度变送器；第一温度变送器设置于先导式安全阀主阀的进口端处；压 力变送器设置于先导式安全阀上游隔离阀与先导式安全阀下游隔离阀之间，用 于监测先导式安全阀主阀进口端处的压力参数；第二温度变送器设置于先导式 安全阀主阀的引压管端与先导式安全阀控制柜之间，用于实时监测先导式安全 阀控制柜处流体的温度参数。

作为本发明压水堆核电站先导式安全阀起跳监测装置的一种改进，所述压 力变送器的上游设置有压力变送器一次隔离阀，用于随时隔离压力变送器。

作为本发明压水堆核电站先导式安全阀起跳监测装置的一种改进，所述第 二温度变送器的上游设置有温度变送器隔离阀，用于随时隔离第二温度变送器。

作为本发明压水堆核电站先导式安全阀起跳监测装置的一种改进，所述压 力变送器及第二温度变送器分别连接于一数据采集系统机柜并由数据采集系统 机柜供电。

作为本发明压水堆核电站先导式安全阀起跳监测装置的一种改进，所述数 据采集系统机柜内设有信号分配模块及信号输入模块，压力变送器的压力信号 传送给数据采集系统机柜内的信号分配模块，信号分配模块将压力信号通过信 号输入模块传送至电站计算机信息和控制系统显示器，当压力接近先导式安全 阀整定值时，电站计算机信息和控制系统显示器会收到报警信号。

作为本发明压水堆核电站先导式安全阀起跳监测装置的一种改进，所述信 号分配模块将压力信号传送给试验数据采集系统机柜，试验数据采集系统机柜 对采集到的压力信号进行分析并将压力信号输出到试验数据采集系统显示器。

作为本发明压水堆核电站先导式安全阀起跳监测装置的一种改进，所述第 二温度变送器将温度信号送至电站计算机信息和控制系统显示器，当温度信号 显示温度高于温度限值时，在电站计算机信息和控制系统显示器上将发出超温 报警。

作为本发明压水堆核电站先导式安全阀起跳监测装置的一种改进，所述先 导式安全阀控制柜连接有一先导式安全阀控制柜疏水收集箱。

作为本发明压水堆核电站先导式安全阀起跳监测装置的一种改进，所述先 导式安全阀进一步包括一先导式安全阀下游调节阀及一安全壳泄漏率测量口隔 离阀；先导式安全阀下游调节阀串接于先导式安全阀下游隔离阀的下游，安全 壳泄漏率测量口隔离阀作为支路连接于先导式安全阀下游隔离阀与先导式安全 阀下游调节阀之间。

为了实现上述发明目的，本发明还提供了一种压水堆核电站先导式安全阀 起跳监测方法，用于对先导式安全阀进行起跳监测；所述先导式安全阀包括先 导式安全阀主阀、连接于先导式安全阀主阀的引压管端的一先导式安全阀控制 柜，以及串接的先导式安全阀上游隔离阀和先导式安全阀下游隔离阀，先导式 安全阀主阀的进口端连接于先导式安全阀上游隔离阀与先导式安全阀下游隔离 阀之间；所述方法包括：

于先导式安全阀主阀的进口端附近设置一第一温度变送器，在先导式安全 阀起跳后温度升高，第一温度变送器监测到温度升高以确认先导式安全阀起跳；

于先导式安全阀上游隔离阀与先导式安全阀下游隔离阀之间设置一压力变 送器，用于监测先导式安全阀主阀进口端处的压力参数，压力变送器的压力信 号传送给数据采集系统机柜内的信号分配模块，信号分配模块将压力信号分别 传送至电站计算机信息和控制系统显示器以及试验数据采集系统机柜，当压力 接近先导式安全阀整定值时，电站计算机信息和控制系统显示器会收到报警信 号，试验数据采集系统机柜对采集到的压力信号进行分析并将压力信号输出到 试验数据采集系统显示器；以及

于先导式安全阀主阀的引压管端与先导式安全阀控制柜之间设置一第二温 度变送器，用于实时监测先导式安全阀控制柜处流体的温度参数，第二温度变 送器将温度信号送至电站计算机信息和控制系统显示器，当温度信号显示温度 高于温度限值时，在电站计算机信息和控制系统显示器上将发出超温报警。

与现有技术相比，本发明压水堆核电站先导式安全阀起跳监测装置及方法， 通过压力变送器采集压力信息，电站计算机信息和控制系统显示器和试验数据 采集系统显示器均能正确显示压力信号的变化，电站计算机信息和控制系统显 示器的读数方便操纵员直接获取相关趋势信息，在压力到达整定压力之前，在 电站计算机信息和控制系统显示器上将发出超压报警，提醒操纵员关注并制定 相应的对策，试验数据采集系统机柜采集试验数据，能够获取更精确地整定压 力值，当操纵员干预不及时或者干预失效，可以通过压力变送器的压力曲线进 行分析起跳次数，为先导式安全阀主阀的损伤评判及修复方案的制定提供依据； 温度变送器的温度数值送往电站计算机信息和控制系统显示器进行实时监控， 在先导式安全阀发生反复起跳后，其读数用于分析先导式安全阀控制柜是否受 高温流体损伤，相关的起跳次数和温度影响将对进一步制定合理的修复措施提 供充足的依据。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明压水堆核电站先导式安全阀起跳 监测装置及其有益效果进行详细说明。

图1为已知压水堆核电站先导式安全阀起跳监测装置的安装结构示意图。

图2为本发明压水堆核电站先导式安全阀起跳监测装置的安装结构示意图。

图3为本发明压水堆核电站先导式安全阀起跳监测装置中温度变送器与压 力变送器的连接框图。

图4为先导式安全阀整定值试验数据分析示意图。

图5为先导式安全阀频繁起跳时的压力曲线图。

图6为先导式安全阀频繁起跳时的温度曲线图。

图7为本发明压水堆核电站先导式安全阀起跳监测方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附 图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书 中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。

请参阅图2，本发明的压水堆核电站先导式安全阀起跳监测装置用于对先导 式安全阀进行起跳监测。所述先导式安全阀包括先导式安全阀主阀6、先导式安 全阀上游隔离阀1、先导式安全阀下游隔离阀3、安全壳泄漏率测量口隔离阀4、 先导式安全阀下游调节阀5、先导式安全阀控制柜7以及先导式安全阀控制柜疏 水收集箱8。先导式安全阀上游隔离阀1、先导式安全阀下游隔离阀3以及先导 式安全阀下游调节阀5依次串接，先导式安全阀上游隔离阀1、先导式安全阀下 游隔离阀3之间的管线穿过安全壳2。安全壳泄漏率测量口隔离阀4作为支路连 接于先导式安全阀下游隔离阀3与先导式安全阀下游调节阀5之间。先导式安 全阀主阀6的进口端连接于先导式安全阀上游隔离阀1与先导式安全阀下游隔 离阀3之间。先导式安全阀主阀6的引压管端连接于先导式安全阀控制柜7。先 导式安全阀控制柜7连接于先导式安全阀控制柜疏水收集箱8。

本发明压水堆核电站先导式安全阀起跳监测装置包括第一温度变送器9、压 力变送器11和第二温度变送器13。

第一温度变送器9设置于先导式安全阀主阀6的进口端处。先导式安全阀 主阀6起跳后，先导式安全阀主阀6的进口端附近温度会升高，第一温度变送 器9用于感测先导式安全阀主阀6的进口端附近温度变化，依此判断先导式安 全阀主阀6是否起跳。

压力变送器11设置于先导式安全阀上游隔离阀1与先导式安全阀下游隔离 阀3之间，用于实时监测先导式安全阀主阀6进口端处的压力参数。在本实施 例中，压力变送器11的上游设置有压力变送器一次隔离阀10，用于随时隔离压 力变送器11。

第二温度变送器13设置于先导式安全阀主阀6的引压管端与先导式安全阀 控制柜7之间，用于实时监测先导式安全阀控制柜7处流体的温度参数。在本 实施例中，第二温度变送器13的上游设置有温度变送器隔离阀12，用于随时隔 离第二温度变送器13。

请一并参阅图3，压力变送器11及第二温度变送器13分别连接于数据采集 系统机柜20并由数据采集系统机柜20供电，数据采集系统机柜20内设有信号 分配模块22及信号输入模块24。

压力变送器11将压力信号传送给数据采集系统机柜20内的信号分配模块 22。信号分配模块22一路将压力信号通过信号输入模块24传送至主控室的电 站计算机信息和控制系统显示器30，当压力接近先导式安全阀整定值时，主控 室内的电站计算机信息和控制系统显示器30会先收到报警信号，提示操纵员进 行干预。

信号分配模块22另一路将压力信号传送给试验数据采集系统机柜40，试验 数据采集系统机柜40用于对采集到的压力信号进行分析并将压力信号输出到试 验数据采集系统显示器50。

图4为先导式安全阀整定值试验数据分析示意图，试验数据采集系统机柜 40进行整定值试验时，可在试验数据采集系统中读取起跳压力和回座压力值， 操纵员可监视到先导式安全阀的压力数值和变化趋势。

图5所示为先导式安全阀频繁起跳时的压力曲线图。当压力接近先导式安 全阀整定值时，主控室内的电站计算机信息和控制系统显示器30会先收到报警 信号，提示操纵员进行干预。如果干预不及时或者干预失效，可以通过压力变 送器11的压力曲线和第二温度变送器13的温度曲线进行分析。图5所示的压 力曲线中，高于P2的波峰个数即代表先导式安全阀的起跳次数(P1为压力高报 警值，P2为安全阀起跳压力整定值减去相应的负偏差得出的压力参考值)。通过 分析起跳次数，为先导式安全阀主阀6的损伤评判及修复方案的制定提供依据。

第二温度变送器13将温度信号送至电站计算机信息和控制系统显示器30。 当温度信号显示温度高于温度限值时，在电站计算机信息和控制系统显示器30 上将发出超温报警。

图6所示为先导式安全阀频繁起跳时的温度曲线图，第二温度变送器13的 数值仅送往电站计算机信息和控制系统显示器30，在先导式安全阀发生反复起 跳后，其读数用于分析先导式安全阀控制柜7是否受高温流体损伤。图6的温 度曲线中，可以获取最高流体温度以及超温时间(t2-t1)。相关的起跳次数和温 度影响将对进一步制定合理的修复措施提供充足的依据。

图7所示为本发明压水堆核电站先导式安全阀起跳监测方法的流程图，在 本实施例中，所述方法包括：

步骤S101，于先导式安全阀主阀6的进口端附近设置一第一温度变送器9， 在先导式安全阀起跳后温度升高，第一温度变送器9监测到温度升高以确认先 导式安全阀起跳；

步骤S102，于所述先导式安全阀上游隔离阀1与所述先导式安全阀下游隔 离阀3之间设置一压力变送器11，用于监测所述先导式安全阀主阀6进口端处 的压力参数，压力变送器11的压力信号传送给数据采集系统机柜20内的信号 分配模块22，信号分配模块22将压力信号分别传送至电站计算机信息和控制系 统显示器30以及试验数据采集系统机柜40，当压力接近先导式安全阀整定值时， 所述电站计算机信息和控制系统显示器30会收到报警信号，试验数据采集系统 机柜40对采集到的压力信号进行分析并将压力信号输出到试验数据采集系统显 示器50；

步骤S103，于所述先导式安全阀主阀6的引压管端与所述先导式安全阀控 制柜7之间设置一第二温度变送器13，用于实时监测所述先导式安全阀控制柜 7处流体的温度参数，所述第二温度变送器13将温度信号送至电站计算机信息 和控制系统显示器30，当温度信号显示温度高于温度限值时，在电站计算机信 息和控制系统显示器30上将发出超温报警。

在本实施例中，上述步骤S101、S102、S103仅仅是为了说明书撰写的需要， 并没有时间上的先后顺序。

本发明压水堆核电站先导式安全阀起跳监测装置及方法中，通过压力变送 器11采集压力信息，电站计算机信息和控制系统显示器30和试验数据采集系 统显示器50均能正确显示压力信号的变化。电站计算机信息和控制系统显示器 30的读数更方便操纵员直接获取相关趋势信息。在压力到达整定压力之前，在 电站计算机信息和控制系统显示器30上将发出超压报警，提醒操纵员关注并制 定相应的对策。试验数据采集系统机柜40采集试验数据，能够获取更精确地整 定压力值，当操纵员干预不及时或者干预失效，可以通过压力变送器11的压力 曲线进行分析起跳次数，为先导式安全阀主阀6的损伤评判及修复方案的制定 提供依据。第二温度变送器13的温度数值送往电站计算机信息和控制系统显示 器30进行实时监控，在先导式安全阀发生反复起跳后，其读数用于分析先导式 安全阀控制柜7是否受高温流体损伤，相关的起跳次数和温度影响将对进一步 制定合理的修复措施提供充足的依据。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述 实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的 具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保 护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为 了方便说明，并不对本发明构成任何限制。