(54) ВЕНТИЛЬ АВАРИЙНОГО ВЫКЛЮЧЕНИЯ гой соединен с ней на части хода вен.тиля. На фиг, 1 показана схема подключения предлагаемого вентиля к трубопроводу свежего пара; на фиг, 2-3 - варианты включения предлагаемого вентиля; на фиг. 4 - вентиль, разрез; на фиг.-5 - работа вентиля в нормальных УСЛОВИЯХ; на фиг. 6 - вентиль в закры том положении в случае аварийной ситуации; на фиг. 7,8- вентиль открыт до 15 и 30% номинального прохода сечения, соответственно. Устройство включает в себя источник 1 пара, питающий трубопровод 2 свежего пара. Источник .пара размещен в защитной оболочке 3, в которой расположены все компоненты первого контура .. ; Трубопровод 2 свежего пара проходит с помощью изолятора 4 через защитную оболочку З.За пределами защитной оболочки установлен йапорный вентиль 5,. от которого внешняя часть б . трубопровода 2 идет к паровой турбине (на чертеже не показана). Внутри защитной оболочки 3 в трубопроводе 2 свежего пара устэ-новлен вентиль 7 ава рийного выключения с приводом 8. Вентиль может работать в качестве предохранительного клапана, что условно показано пружиной 9. Ответвление 10 трубопровода 2 перед вентилем 7 аварийного выключения ведет к внутренне му предохранительнсму клапану 11. Пре дохранительный клапан 11 может иметь давление срабатывания на несколько бар больше, чем вентиль 7. Выпускной трубопровод 12 идет к резервуару сбр са пара, . . Вне защитной оболочки 3 перед запорным вентилем 5 к трубопроводу 2 свежего пара подсоединен трубопровод 13, который выходит.к выпускному тру бопроводу 14 че|:1вз предохранительный клапан 15 или через регулируемые кла паны 16, На фиг, 2 схематически показано выполнениевентиля 7 аварийного выключения с приводом 8 на основе сжатой среды, может иметь место также сервоуправдение в за;висимости от дав ления,пара. Для этого давление, в тру бопроводе 2 свежего пара между источником 1 пара и вентилем 7 аваржсйного выключения замеряют барометрсмл 17, Судя по уровню этого давления ме ханизм открывания вентиля аварийного выключения, работающего как предохра нительный клапан,/может быть отрегулирован черезвыпускной трубопровод 18 таким обраэсм,что МОЖНоосУщеетви достаточный сброс пара без слишком большой скорости истечения. Параллельно вентилю аварийного вы кШчёнйя труботфов6д1У избы точного давления, который имеет вентиль 20, закрываемый с помощью мотоpia. Последовательно с вентилем 20 ст ит дроссель 21 для ограничения истечения, который служит для того, чтобы при полностью открытом вентиле 20 норма выхода источника пара не могла превысить максимально допустимую. Трубопровод 19 избыточного давления нужен только для повышения надежности в случае, если вентиль 7 аварийного выключения при повышении давления открывается не так, как это должно быть. Трубопровод 1з с предохранительным клапаном 15 и регулируемыми клапанами сброса 16 за предеяами защитной оболочки шунтирован в варианте, показанном на фиг, 3, другим предохранительным клапаном 21, который установлен из соображений резервирования. В варианте исполнения на фиг. 4, в котором вентиль 7 аварийного выключения также обеспечен трубопроводом 19 избыточного давления, вентиль 20,.принадлежащий последнему, управляется в зависимости от давления. Барометр 17 воздействует, таким образ.ом, не только на механизм открывания вентиля 7 аварийного выключения, но и также на показанный пружиной 22 двигатель привода вентиля 20. Привод 8 вентиля аварийного выключения 7 в варианте исполнения согласно фиг. 4 работает, как показано линией 23, в зависимости от давления и установлен в приборной коробке 24, которая смонтирована за пределами защитной оболочки 3 в качестве пристройки к вторичнсму экрану, выполненному из бетона и охватывающему защитную оболочку. Так как приборная коробка 24 имеет запорный вентиль 5 выпускногго трубопровода свежего пара,- то с помощью барометра 25 можно контролировать часть трубопровода 2 свежет Ъ пара, не перекрываемую вентилем 5., меж-, ду проходным изолятором 4 защитной оболочки 3 и запорным вентилем 5, которая частично охвачена двойной трубой 26. Таким образом, можно осуществлять закрывание вентиля аварийного выключения 7 при повышении давления в приборной коробке 24 в случае, когда вследствие появления трещины возникает поведценное давление, которое фиксируется барометром 25, В приборной коробке 24 находятся предохранительный клапан 15 и регулируемые клапаны 16 сброса пара. Поэтому все должно быть сделано так, чтобы выпускной трубопровод 18 был тесно связан со свободной атмосферой, чтобы открывание предохранительного клапана 15 или регулируемого клапана 16 сброса пара .не, вызывало повыгчения давления на барометре 25, вызывающего закрывание вентиля 7 аварийного выключения. В варианте исполнения показан только источник пара (парогенератор) с трубопроводом свежего пара, У систе№J ядерного реактора с двумя-четырьм парогенераторами, применяемой в случае больших мощЕЮСтей, каждый трубопровод 2 свежего пара имеет вентиль 7 аварийного выключения. Вентиль 7 аварийного внключен. показан в разрезе на фиг. 4. Его кла панная тарелка 27 соответствует сече нию трубопровода свежего пара. Напри мер, при диаметре трубопровода 2 в 700 мм диаметр клапанной тарелки име ет такой же размер. Клапанная тарелка 27 по внешней кромке 28 может быт бронирована для создания особо высокой прочности. То же самое относится к седлу клапана 29. При на клона кромки 28 клапанной тарелки, выполненный на конус,и седла клапана 29выбирают 60 или 90 так,чтобы пр сечении,составляющем около 15% сечения трубопровода, получить в зазоре 30сопло Вентури. Клапанная тарелка 27 имеет стержень 31, который с помощью уплотнительного кольца 32 проходит через крышку 33 вентиля 7. Стержень 31 ведет к приводу 8 со сжатым рабочим те лом. Этот„привод включает в себя пор шень 24 и цилиндр 35, в котором использовано, например, в качестве рабочего тела гидравлическое масло. На стержне 31 есть упор, который имеет два ограничителя хода. Первый ограничитель 36 предназначен для огр ничения хода в направлении открыва ния вентиля-, Он имеет собачку 37,, жестко связанную с кареткой 38, которая, в свою очередь, может перемещать ся с помощью винта 39. Винт 39 может с помощью мотора 40 приводиться в движение так, что упор 36 перемещается в диапазоне между 15 и 30% наиболь шего проходного сечения вентиля, Другой ограничитель хода 41, кото рый действует в направлении эакрава ния вентиля, таким же образом перемещается с помощью каретки 38. Он ограничивает движение закрывания вентиля в диапазоне от О до 15% от наиб.ольшего значения площади сечения вентиля. Следовательно, ограничители за1срывания 36 и открывания 41 зависят один от другого. Однако при освобождении собачки 37 полное открывание вентиля для цормадъной работы, когда освобожденное сечение вентиля одинаково по величине с проходным сечением трубопровода свежего пара, не зависит от положения каретки 38. Предлагааное устройство работает следующим образом. В нормальных условиях работы вентиль 7 аварийного выключения открлт, его проходное сечение полностью с,рртветствует сечению трубопровода, поэтому ПОТ.ОК свехсехо пара практически не испытывает возмущений. Если в трубопроводе 2 свежего пара появляется поломка или другое повреждение, представляющее собой тре11ину в-трубопроводе, вентиль 7 при появлении сигнала, который вырабатывает приемник давления при возникновении трещины (не показан на чертеже) закрывается от привода со сжатым рабочим телом. Лпя этой цели цилиндр 35 по команде нагружается от дополнительно установленного источника, например, от маслонапорного резервуара 42, через веч-, тиль 43. Время закрывания мало и составляет, например, 2 с. Если перекрытие вентиля 7 аварийного выключения, которому соответствует одновременное перекрытие вентилей, соответствУющих остальным парогенераторам системы, приводит к повышению давления, потому что аварийное выключение реактора пр оисходит не столь быстро, то при Давлении, например, в 1,2 раза большем номинального давления системы, клапанная тарелка приходит в движение. Усилие на закрывание при этом может вызываться давлением на поршень 34, которое регулируется соответствующим образом. Однако возможно также в закрытом положении действие других сил в качестве удерживающих, например, сила пружины, которая создает определенное усилие закрывания. При возникновении обратного движения на открывание под действием давления пара в трубопроводе 2 длина хода на открывание клапанной тарелки 27 ограничивается собачкой 37 и кареткой 38. Ограничение хода на открывание обеспечивается для того, чтобы по большей мере освобождалась половина проходного сечения вентиля. Длина хода на открывание клапанной тарелки 27, преимущественно такая, что для сброса излишнего давления в трубопроводе 2 используется 30% проходного сечения :или еще меньше. Тем самым предупреждаются возможности повреждения в источнике 1 пара, в частности поломки секции труб теплообменника, который представляет собой перегородку между первичным и вторичным контурами системы ядерного реактора, охлаждаемого водой под давлением. В описанном варианте вентиль 7 аварийного выключения при поступлении команды на закрывание перекрывает трубопровод 2 свежего пара полностью. Однако с помощью ограничителя закрывания На основе, ограничителя хода 41 ожно обеспечить следующее. Вентиль 7 аварийного выключения при аварийом закрывании, не характерном для усовий нормального функционирования, о время генерации пара согла1сно усовиям работы с мощностью большей, ем приблизительно 30% номинальной ощности, может быть поставл-ен в таое положение, чтобы оставалась щель олько около 10% в течение короткого ромежутка времени, например 20с. Поэтсму избыток давления не может возникнуть сразу, а изменение проходного сечения в течение этих 20 с часто настсхпько сильно уменьшает процесс создания пара, что после полного закрыва ния вент15ля нельзя ожидать последующего поднятия клапанной тарелки 27, Во всяком случае благодаря этому йрёДупрёЛдаётся возникновецие так называемого флаттера клапанной тарелки 27, Величина зазора 30, который задан Маперёд ограничителем, .может быть . прййедена в соответствие с условиями работь парогенераторау так как при закрывании вентиля производство снижается тем быстрей, чем меньше была Начальная мсяцность. Однако есть возможность обеспечить подход к ограничителю 41 исходя из максимального значения в зависимости от времени и пропорционально в земени, например, с часового механизма. Другая возмсвкность состоит в управлении в завйсимсЗ|.сти от давления пара, целью при этом всегда яйляется з-акрываниё вентиля 7 аварийного выключения без недопустимого повышения давления, настолько быстрае и полное, чтобы вместе с паром не были вынесены за пределы защитной оболочки радирактийные частицы, Лругчэй Призер йЫпблнёНйя вентиля и его привода изображен на фиг. 5-8. Вентиль имеет корпус 44 с клапанной тарелкой 45, шток 46 которой плотно входит в сальник 47. Сальник 47 имеет отсасывающий канал 48, чтой можно было контролировать плотность, Клапанной тарелке 45 соответствует седло клапана 49, диаметр которого (например, 600 мм) настолько точно собтветЬтвует сечению трубопровода 2, перекрываемого вентилем, что вентиль 7 не выбывает сколько-нибудь зн чйтельных потерь потока. Это важно, поскольку трубопровод 2, выходящий и паркового котла,своей частью 50, рас положенной за вентилем 7, идет к тур toHQ за пределы непоказанной защитной оболочки. ; Шток 46 клапанной тарелки 45 связан через шток поршня 51 с поршнем 52, который может скользить в цилинд ре. В конце штока поршня 51 со сторо ны поршня 52 выполнено утолщение 53, служащее в качестве ограничителя ход Концентрически штоку 52 ус тановлен пустотелый шток поршня 54, который связан с поршневым диском 55 Поршневой диск образу1ет кольцевой по шень, сквозь который проходит шТОк порлня 51. Его ход внутри цилиндра 5 ограничен буртиком 57 примерно до 1/ длины цилиндра. Со стороны йёнтиля, ближайшей К п рогенератору, к трубопроводу 2 свеже го пара присоединен управляющий трубопровод 58. От него идет управляемый в зависимости от давления 2-3 -к нгшьный клёпан 59 на нижней части ци линдра 56 так, что через впускной канал 60 пар может действовать на нижнюю поверхность кольцевого поршня 55. Это происходит при давлении пара, например, больше чем80 бар, в то время как в диапазоне давлений от О до 80 бар клапан 59 соединяет впускной канал 60 с трубопроводом сброса пара 6Г. Управляющий трубопровод 58 связан далее через такой же или подобный 2-3-канаЛьный клапан 62 с верхней частью цилиндра 56. Поэтому при дав- лении пара 6 О до 88 бар через впускной канал 63 пар действует на верхннжз поверхность поршня 52, тогда как при давлений свышз 88 бар Осуществляется сброс пара трубопровод сброса 64. ПросТ|)анстёо цилиндра 56 между тгоршйяМи 52 и 55 Вентилируется через трубопровод 65. На верхней части цилиндра 56 имеетс Э, как показано штриховой линией, другой пускнойкaftал 66, которьй связан через П1 1води№ай в действие с йОмОщью мотора запорный клапан 67 в управляющем трубопроводе 68 с непоказанным источником давления воздуха. Воздух Источника давления может быть сжатым, например, до 6 бар, поскольку наличие источника воздушного давления необходимо лшяь в случае, когда давление в трубопроводе 2 отсутствует .. Шток 46 клапайной тарелки 45 на переходе в шток noipauHfl 51 имеет конус , 69, которому соответствуют првдва|да тельнр поджатые пружиной 70 собачки 71. Таким образом, возможен следующий способ действия вентиля. В нормальных условиях вентиль 7 открыт так, как показано на фиг. 5. Его проходное сечение соответствует проходнау1у. сечению трубопровсада 2. Клапаны 59 и 62 закрыты, В трубопроводе 2 пар имеет нормальное рабочее давление, например, 70 бар. При поареждении в паросистетле, в частности при появлении трещины в части 50 трубопровода, клапаны 59 и 62 испытывают управляющее воздействие таким образом, что они могут работать в зависимости от давления. Так как давление в этот момент вследствие трещины становится меньшим 70 бар, нагружается поЕяиень 52. Он закрывает вентиль 7, как это показано на фиг. 6, Закрытое положение отмечается на шкале 72 стрелкой-указателем, укрепленной на штоке поряаня 51. В случае, если внутреннее давление в трубопроводе 2 после закрывания вентиля повышаетс я, то при давлении 80 бар кольцевой поршень 55 нагружается через впускйой канёш 60. Он движется от буртика 57, ПОТОМУ что сила, действующая в направлении открывания на него и лток 46, больше, чем усилие на закрывание, создаваемое поранем 52. Благодаря этому вентиль 7 открывается, как показано на фиг, 7, до величины проходного сечения, составляющей 15% от номинальной площади проходного сечения. Если давление в трубопроводе 2 несмотря на открывание продолжает повышаться, так как. Например, сопротивление потоку все еще слишком высоко, то при давлении 88 бар клапан 62 переключается и благодаря этому поршень 52 полностью разгружается. Вслед ствие этого сипа, действующая на шток 46;может открыть вентиль. При этом собачки 71 препятствуют открыванию больше, чем 30% нс шиальвого проходного сечения. Положение вентиля при проходном сечении 30% от HCNMHнального показано на фиг, 8. Состояние полностью закрытого вентиля, показанное на фиг, 5, может быть также надежно достигнуто с помощью сжатого воздуха, поступающего по. трубопровоfty 68, в случае, когда давление пара снижается практически до нуля. С помсадью сжатого воздуха можно закрыть вентиль 7, не пгдабегая к использованию особах механических частей, требуемых в даннсж случае. Дпя открывания на полное проходное сечение, которое необходимо,в случае нормальной работы собачки 71 разводятся. Вентиль может вновь возвратить ся в положение, показанное на фиг. 5 Такое выполнение вентиля аварийного выключения позволяет сниэить отрицательные последствия возможной аварии трубопре вода. изобретения 1, Вентиль а варийног6 выключения для трубопровода свежего пара парогев 9
.
Ф Ф- нератора ядерной установки, имеющей , предохранительную оболочку и трубопровод свежего пара с клапанной тарелкой, отличающийся тем, что, с целью уменьшения последствий аварии в случае возникновения течи в трубопроводе, клапанная тарелка соединена с приводнй Механизмом, выполненным в виде цилиндра и расположенного в нем поршия, йагружаёмбго nasленйем в трубопроводе свежего пара. 2.Вентиль по п.1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что в приводном механизме выполнен стопор в виде переставной каретки, размещённой на ходовом винте, предотвращагаций открывание проходн ого сечени я трубопровода более чем на 30% и устанавливающий остаточное проходное сечение ДО 20%. 3.Вентиль по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем/ что yton конуса на кромке тарелки меньше угла конуса седла клапана в трубопроводе. 4.Вентиль по , отличающийся тем, что приводной механизм содержит два поршня , сообщающиеся с расположенным перед вентилем участком трубопровода .свежего пара.. , 5.Вентиль по п. 4, о т л н ч а ющ и и с я тем, что один поршень подключен к источнику сжатого воздувса, 6.Венткль/по пп. 4, 5,о т л и чающийся тем, что одан поршень жестко.связан с тарелкой клапана, а другой соединен с ней на части хода вентиля, : : . . Источники информации, принятые во внимание прк экспертизе 1.Патент ФРГ 20€3€74, 5 21 С 15/18, 1972. 2.Журнал Atpmwirtechoitt «, ноябрь 1971, с. 580.
«
tx}-«-h-r г
4f
Z
tS iT3-:Jr:lrfe.A
