用于高温气冷堆主氦风机挡板试验的装置及方法

技术领域

本发明属于高温气冷堆技术领域，具体涉及一种用于高温气冷堆主氦风机挡板试验的装置与方法。

背景技术

高温气冷堆一回路冷却剂为氦气，通过主氦风机驱动氦气在反应堆和蒸汽发生器内循环流动，载出一回路热量。主氦风机设置有风机挡板，在紧急停堆时需要确保主氦风机进口挡板关闭，阻断一回路介质的自然循环，防止堆芯过热氦气与压力容器接触换热，致使一回路压力容器超温损坏。

相比于一般阀门，高温气冷堆示范工程主氦风机进口挡板的功能与结构，存在很多独特之处，且其位于一回路内部，导致无法安装机械限位开关，挡板的开关状态仅能通过电动装置的电气限位开关进行反馈。主氦风机进口挡板为安全相关设备，为确保停堆后主氦风机挡板可靠关闭，风机挡板设计有能动与非能动两种不同原理的冗余关闭手段。主氦风机调试期间必须对风机挡板的非能动关闭功能进行充分验证，但由于风机挡板安装于一回路内，目前尚无可靠的机械限位能满足在高温气冷堆一回路环境条件下长期稳定工作，导致风机挡板无法进行直观的开度监测。而非能动功能试验期间，风机挡板电动装置不动作，通过电动装置限位开关间接判断风机挡板开度的辅助判断也无法实现。

由于主氦风机挡板位于一回路内部，其电动装置的动力电缆与控制信号电缆，均需通过一回路电气贯穿件。因此，若在一回路电气贯穿件和主氦风机顶盖安装完成后，发现风机挡板安装或接线错误，则需重新打开一回路压力边界，并破坏一回路电气贯穿件端接，才能进行风机挡板故障处理，工作量十分巨大。现场为确保风机挡板电缆端接的准确性，需要在一回路电气贯穿件安装之前，对风机挡板进行试验验证。但由于一回路电气贯穿件没有安装，因此，需要研发临时装置进行筒体与一回路电气贯穿件安装前的风机挡板试验并配合试验装置设计一套试验方法。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种用于高温气冷堆主氦风机挡板试验的装置与方法。

本发明的一方面，提供一种用于高温气冷堆主氦风机挡板试验的装置，包括：就地与远程切换件、能动与非能动切换件、挡板开关件、电流指示件；其中，

所述就地与远程切换件，用于在就地位与远程位之间切换；

所述能动与非能动切换件，用于在所述就地与远程切换件处于不同切换状态时，在能动位与非能动位之间切换；

所述挡板开关件，用于在所述能动与非能动切换件处于不同切换状态时，在开启位与闭合位之间切换，以使主氦风机挡板处于不同位置；

所述电流指示件，用于指示所述主氦风机挡板处于不同位置时动作过程的电流值。

可选的，所述主氦风机挡板的位置包括全开位置、全关位置、非能动开位、非能动位中任意一者。

可选的，所述挡板开关件包括开阀按钮、阀开指示灯、关阀按钮、阀关指示灯；其中，

所述开阀按钮，用于控制所述主氦风机挡板持续开启；

所述阀开指示灯，用于在所述主氦风机挡板处于全开位置后显示第一预设颜色；

所述关阀按钮，用于控制所述主氦风机挡板持续关闭；

所述阀关指示灯，用于在所述主氦风机挡板处于全关位置后显示第二预设颜色。

可选的，所述装置还包括紧急停止件，用于在所述电流值大于预设电流值时，停止所述主氦风机挡板的动作。

可选的，所述装置还包括电源指示件，用于在试验装置电源接通时，显示第三预设颜色。

可选的，所述装置还包括电源指示件，用于在试验装置电源接通时，显示第三预设颜色。

可选的，所述就地与远程切换件、所述能动与非能动切换件、所述挡板开关件、所述紧急停止件均包括设置在所述装置控制面板上的按键，以及设置在所述装置内的控制电路；

所述电流指示件与所述电源指示件均包括设置在所述装置控制面板上的显示区域以及设置在所述装置内的控制电路。

本发明的另一方面，提出一种用于高温气冷堆主氦风机挡板试验的方法，采用前文记载的所述用于高温气冷堆主氦风机挡板试验的装置，所述方法包括：

将试验装置上的就地与远程切换件在就地位与远程位之间切换；

将能动与非能动切换件在能动位与非能动位之间切换；

将挡板开关件在开启位与闭合位之间切换，以使主氦风机挡板处于不同位置；

利用电流指示件指示所述主氦风机挡板处于不同位置时动作过程的电流值。

可选的，所述方法具体包括：

将就地与远程切换件切换至就地位或远程位，能动与非能动切换件切换至能动位，挡板开关件切换至开启位，以使主氦风机挡板全开到位；或者，

将所述就地与远程切换件切换至就地位或远程位，能动与非能动切换件切换至能动位，挡板开关件切换至关闭位，以使主氦风机挡板全关到位；或者，

将所述就地与远程切换件切换至就地位或远程位，能动与非能动切换件切换至非能动位，挡板开关件切换至开启位，延迟预设时间段后，以使主氦风机挡板停止在非能动开位；或者，

将所述就地与远程切换件切换至就地位或远程位，能动与非能动切换件切换至非能动位，挡板开关件切换至闭合位，延迟预设时间段后，以使主氦风机挡板停止在非能动位。

可选的，所述方法还包括：

在主氦风机挡板工作过程中，所述电流指示件指示的电流值大于预设电流值时，停止主氦风机挡板的动作。

本发明提出一种用于高温气冷堆主氦风机挡板试验的装置与方法，包括有就地控制模式与远程控制模式，可通过电流指示件显示的电流变化值，对挡板动作进行判断，可满足主氦风机挡板的试验需求，以满足高温气冷堆主氦风机挡板在一回路压力边界封闭前的试验需求。

附图说明

图1为本发明一实施例的高温气冷堆主氦风机挡板试验的装置的控制面板的结构示意图；

图2为本发明另一实施例的高温气冷堆主氦风机挡板试验的装置的控制电路原理图；

图3为本发明另一实施例的高温气冷堆主氦风机挡板试验的方法的流程框图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

除非另外具体说明，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“包括”或者“包含”等既不限定所提及的形状、数字、步骤、动作、操作、构件、原件和/或它们的组，也不排除出现或加入一个或多个其他不同的形状、数字、步骤、动作、操作、构件、原件和/或它们的组。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示技术特征的数量与顺序。

在发明的一些描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“相连”或者“固定”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是通过中间媒体间接连接，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的互相作用关系。以及，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

如图1和图2所示，本发明的一方面，提出一种用于高温气冷堆主氦风机挡板试验的装置100，包括：就地与远程切换件110、能动与非能动切换件120、挡板开关件、电流指示件130；其中，就地与远程切换件110，用于在就地位与远程位之间切换；能动与非能动切换件120，用于在就地与远程切换件处于不同切换状态时，在能动位与非能动位之间切换；挡板开关件，用于在能动与非能动切换件处于不同切换状态时，在开启位与闭合位之间切换，以使主氦风机挡板处于不同位置；电流指示件130，用于指示主氦风机挡板处于不同位置时动作过程的电流值。

本实施例设计的试验装置可接入主氦风机挡板进行试验，相当于对主氦风机挡板的控制装置，不仅包括就地控制模式，还包括有远程控制模式，且可通过电流指示件显示的电流变化值，对挡板动作进行判断，可满足主氦风机挡板的试验需求，以满足高温气冷堆主氦风机挡板在一回路压力边界封闭前的试验需求。

应当理解的是，主氦风机挡板由挡板、电动装置和机械传动3个部件组成，直接安装在主氦风机的进气口，主要包括简体、舌板、曲臂连杆及轴套、转轴、侧盖板等部件。主氦风机挡板采用两种互为冗余而独立的非能动与能动驱动系统。能动驱动是依靠电动装置，通过机械传动机构连接到挡板的转轴上，启闭舌板。电动装置布置在主氦风机电机腔内，通过操纵电动装置，可使舌板达到全开、全关及小开度等各种位置。电动装置是挡板的配件，是挡板能动启、闭和开度调节的动力。它通过机械传动使挡板的舌板运动，并保持在所需开度。电动装置具有三个限位：“力矩保护全关位”、“力矩保护全开位”，以及“非能动开关位”。

基于此，本发明根据风机挡板的动作方式和试验需求，设计的主氦风机挡板临时试验装置可显示风机挡板的全开，全关与非能动位。也就是说，主氦风机挡板的位置包括全开位置、全关位置、非能动开位、非能动位中任意一者。

示例性地，在就地与远程切换件切换至就地位或远程位时，将能动与非能动切换件切换在能动位，挡板开关件切换至开启位，以使主氦风机挡板全开到位，通过电流指示件显示在风机挡板动作过程中的电流值。

进一步地，在就地与远程切换件切换至就地位或远程位时，将能动与非能动切换件切换在能动位，挡板开关件切换至关闭位，以使主氦风机挡板全关到位，同样的，通过电流指示件显示在风机挡板动作过程中的电流值。

更进一步地，在就地与远程切换件切换至就地位或远程位时，将能动与非能动切换件切换在非能动位，挡板开关件切换至开启位，延迟预设时间段后，以使主氦风机挡板停止在非能动开位，通过电流指示件显示在风机挡板动作过程中的电流值。

更进一步地，在就地与远程切换件切换至就地位或远程位时，将能动与非能动切换件切换在非能动位，挡板开关件切换至闭合位，延迟预设时间段后，以使主氦风机挡板停止在非能动位，通过电流指示件显示在风机挡板动作过程中的电流值。

应当理解的是，当就地与远程切换件切换至就地位时，进行上述过程的风机挡板试验，当就地与远程切换件切换至远程位时，同样也进行上述过程的风机挡板试验，即能动与非能动位置的动作模式与就地控制模式一样。

需要说明的是，本实施例的就地与远程切换件为远程/就地切换按钮，具体可采用二位置旋钮开关，用以切换风机挡板就地/远程控制，也就是说，本实施例的装置具有就地开阀、远程开阀、就地关阀、远程关阀的功能。

进一步需要说明的是，该试验装置还包括有分布式控制系统(DCS)，当就地与远程切换件切换至远程位时，通过分布式控制系统实现主氦风机挡板的开启与关闭操作。

仍需要说明的是，本实施例的能动与非能动切换件为能动与非能动切换按钮，具体可采用二位置双通道旋钮，用以切换风机挡板的能动位和非能动位。

仍需要说明的是，本实施例的电流指示件可采用指针式电流表，用于测量并显示风机挡板在动作过程中电机的电流变化，作为风机挡板可靠动作的辅助判断手段。

进一步地，本实施例的挡板开关件包括开阀组件140与关阀组件150，其中开阀组件140包括开阀按钮与指示灯，关阀组件150包括关阀按钮与阀关指示灯；其中，开阀按钮，用于控制主氦风机挡板持续开启；阀开指示灯，用于在主氦风机挡板处于全开位置后显示第一预设颜色；关阀按钮，用于控制主氦风机挡板持续关闭；阀关指示灯，用于在主氦风机挡板处于全关位置后显示第二预设颜色。也就是说，本实施例的装置具有阀开指示与阀关指示的功能。

应当理解的是，本实施例的试验装置的控制回路中设置有第一低压电器(QAC1)与第二低压电器(QAC2)，开阀按钮开启后，控制回路通过第一低压电器自保持，主氦风机挡板持续开启，直至挡板全开启，另外，风机挡板在非能动位动作开始7秒后停止在非能动开位，阀开指示灯显示第一预设颜色，控制回路QAC1失电去自保持。关阀按钮开启后，控制回路通过第二低压电器自保持，主氦风机挡板持续关闭，直至挡板全关闭后，在关阀动作开始7秒后挡板停止在非能动位，阀关指示灯显示第二预设颜色，控制回路QAC2失电去自保持。也就是说，本实施例的控制电路还包括有第一时间继电器与第二时间继电器，以分别对风机挡板进行延时控制。

需要说明的是，本实施例对于第一预设颜色和第二预设颜色不作具体限定，例如，第一预设颜色设置为绿色，第二预设颜色设置为红色。另外，本实施例的开阀按钮与关阀按钮均可采用常开按钮，阀开指示灯与阀关指示灯均可采用发光二极管。也就是说，本实施例的开阀按钮与发光二极管可集成为一个整体设备，以及关阀按钮与发光二极管也可集成为一个整体设备。

更进一步地，如图1和图2所示，本实施例的装置100还包括紧急停止件160，用于在电流值大于预设电流值时，停止主氦风机挡板的动作。也就是说，在风机挡板动作过程中，若电流值异常增大时，则按下紧急停止件，紧急停止风机挡板的动作，进行问题排查处理。

需要说明的是，本实施例的紧急停止件为中停按钮，该中停按钮可采用常开按钮，点击按钮后，开阀与关阀控制回路断开，阀门动作停止。

更进一步地，如图1和图2所示，装置100还包括电源指示件170，用于在试验装置电源接通时，显示第三预设颜色。

需要说明的是，本实施例的电源指示件可采用发光二极管，当试验装置电源接通时，发光二极管显示白色，即第三预设颜色设置为白色，当然，还可以设置其他颜色，用于显示试验装置通电情况。

更进一步地，控制装置上设置有与主氦风机挡板电连接的连接接口。也就是说，可通过连接接口将实验装置接入主氦风机挡板上，用于对挡板的动作进行试验，能实现对主氦风机挡板的有效控制，且能满足主氦风机挡板试验的多功能需求。

应当理解的是，本实施例的装置包括有控制面板与控制电路，就地与远程切换件、能动与非能动切换件、开阀按钮、关阀按钮以及紧急停止件均包括设置在控制面板上的按键与位于装置内部执行对应按键功能的控制电路。电流指示件、电源指示件、阀开指示灯、阀关指示灯均包括设置在装置控制面板上的显示区域以及设置在装置内执行对应显示区域的控制电路。本实施例对上述按键的结构、显示区域的结构不作具体限定。

示例性地，如图1所示，就地与远程切换件110、能动与非能动切换件120可采用旋钮结构，开阀组件140中的开阀按钮、关阀组件150中的关阀按钮以及紧急停止件160均可采用按钮结构，电流指示件130可采用指针显示结构，以显示不同电流值的大小，电源指示件170、阀开指示灯、阀关指示灯可采用屏幕显示结构，以显示不同颜色。也就是说，在控制面板上形成有上述各元器件对应的按钮，即包括有就地与远程切换按钮、能动与非能动切换按钮、电流指示件、开阀按钮与阀开指示灯、关阀按钮与阀关指示灯以及紧急停止按钮、电源指示件，如图1所示，在装置内布置有各元器件对应的电路，如图2所示。

进一步地，在试验装置的控制电缆末端配备与主氦风机电缆适配的航空插头，将试验装置与主氦风机挡板控制电缆连接，进行主氦风机入口挡板的试验，其中，试验装置的内部电路结构请参考图2所示，主氦风机挡板试验装置的控制回路包括就地开关阀、远程开关阀、阀门开关指示回路，具备电源指示、电流指示、远程与就地切换、能动与非能动切换、风机挡板开启、风机挡板中停、风机挡板关闭、风机挡板运行至非能动位功能，并依据以上控制回路设置形成如图1的控制面板。

基于本发明装置的结构，其工作原理如下：

主氦风机挡板临时试验装置与挡板电动装置、现场供电端接完成后，临时试验装置从挡板电动装置供电的某一相取电。当试验装置置于就地控制模式时，可通过试验装置上的开阀按钮、紧急停止件(中停按钮)与关阀按钮，实现主氦风机挡板的开启、停止与关闭操作；若能动与非能动切换件置于“能动位置”，则直至挡板电动装置的开阀限位开关或关阀限位开关动作，主氦风机挡板开阀或关阀过程方才停止；若非能动和能动件置于“非能动位置”，则挡板的开阀或关阀过程启动后延时7秒停止。当临时试验装置置于远方控制模式时，可通过DCS实现主氦风机挡板的开启与关闭操作，能动与非能动位置的动作模式与就地控制模式一样。主氦风机挡板开启或关闭过程中，可以通过临时装置上的电流指示变化，进行挡板动作的辅助判断。

本发明的装置具有与主氦风机挡板相匹配的连接接口，就地与远控切换功能，以及，还可显示电动装置动力电源的电流，以及，还可实现对风机挡板的全开、全关、非能动位与中停控制，显示风机挡板的全开、全关与非能动位。

如图3所示，本发明的另一方面，提出一种用于高温气冷堆主氦风机挡板试验的方法，采用前文记载的用于高温气冷堆主氦风机挡板试验的装置的试验方法S200包括步骤S210～S240：

S210、将试验装置上的就地与远程切换件在就地位与远程位之间切换，即可切换至就地位或远程位。

S220、将能动与非能动切换件在能动位与非能动位之间切换，即当切换至远程位时，可将能动与非能动切换件切换至能动位或非能动位，同样的，当切换至就地位时，可将能动与非能动切换件切换至能动位或非能动位。

S230、将挡板开关件在开启位与闭合位之间切换，以使主氦风机挡板处于不同位置，即当切换至能动位或非能动位时，可将挡板开关件切换至开启位或者闭合位。

S240、利用电流指示件指示所述主氦风机挡板处于不同位置时动作过程的电流值，基于上述不同切换过程，风机挡板会处于不同的位置，在到达不同位置过程中，风机挡板会发生相应动作，对应产生电流值，通过电流指示件显示电流值可对风机挡板的动作进行判断。

具体地，请一并参考图1和图2，试验方法具体包括以下几种情况：

第一、将就地与远程切换件110切换至就地位或远程位，能动与非能动切换件120切换至能动位，挡板开关件切换至开启位，以使主氦风机挡板全开到位。

第二、将就地与远程切换件110切换至就地位或远程位，能动与非能动切换件120切换至能动位，挡板开关件切换至关闭位，以使主氦风机挡板全关到位。

第三、将就地与远程切换件110切换至就地位或远程位时，能动与非能动切换件120切换至非能动位，挡板开关件切换至开启位，延迟预设时间段后，以使主氦风机挡板停止在非能动开位。

第四、将就地与远程切换件110切换至就地位或远程位时，能动与非能动切换件120切换至非能动位，挡板开关件切换至闭合位，延迟预设时间段后，以使主氦风机挡板停止在非能动位。

需要说明的是，能动与非能动位置的动作模式在远程位与就地控制模式相同，即就地与远程切换件处于就地位或远程位时，能动与非能动切换件与挡板开关件执行相同的操作。

进一步地，试验方法还包括：在主氦风机挡板工作过程中，电流指示件指示的电流值大于预设电流值时，停止主氦风机挡板的动作。也就是说，在风机挡板动作过程中，若电流值异常增大时，则按下紧急停止件，紧急停止风机挡板的动作，进行问题排查处理。

本发明在主氦风机筒体、贯穿件安装前，利用风机挡板试验装置驱动风机挡板动作进行试验，能实现对主氦风机挡板的有效控制，且能满足主氦风机挡板试验的多功能需求。

下面将结合具体实施例进一步说明用于高温气冷堆主氦风机挡板试验的装置及方法：

实施例1

利用本实施例的风机挡板试验装置进行主氦风机挡板试验的方法具体包括：

在主氦风机筒体、贯穿件安装前，利用风机挡板试验装置驱动风机挡板动作进行试验，请参考图1至图3所示，具体过程如下：

S1、将试验装置上的就地与远程切换件110置于“就地”位，将能动与非能动切换件120置于“能动”位，操作开阀组件140中的开阀按钮，使风机挡板全开到位，动作过程中观察电流指示件130的电流显示并记录。

S2、将试验装置上的就地与远程切换件110置于“就地”位，将能动与非能动切换件120置于“能动”位，操作关阀组件150中的关阀按钮，使风机挡板全关到位，动作过程中观察电流指示件130的电流显示并记录。

S3、将试验装置上的就地与远程切换件110置于“就地”位，将能动与非能动切换件120置于“非能动”位，操作开阀组件140中的开阀”按钮，使风机挡板开到非能动位，设计上在非能动位动作开始7秒后即停止在非能动开位，动作过程中观察电流指示件130的电流显示并记录。

S4、将试验装置上的就地与远程切换件110置于“就地”位，将能动与非能动切换件120置于“非能动”位，操作关阀组件150中的关阀按钮，使风机挡板关到非能动位，设计上在关阀动作开始7秒后挡板即停止在非能动位，动作过程中观察电流指示盘2的电流显示并记录。

S5、将试验装置上的就地与远程切换件110置于“远程”位，即可通过DCS远程对风机挡板进行控制。

S6、在风机挡板动作过程中，若电机电流异常增大，则按下紧急停止件160，紧急停止风机挡板的动作，进行问题排查处理。

本发明提出一种用于高温气冷堆主氦风机挡板试验的装置与方法，具有以下有益效果：本发明的装置与方法具有就地与远程双重操控功能，可显示电动装置动力电源的电流，可在开阀与关阀状态下，对挡板的具体动作显示不同颜色的信号灯，可实现风机挡板全开、全关、非能动位与中停控制，该装置控制电路简单可靠，投资小，能实现对主氦风机挡板的有效控制，且能满足主氦风机挡板试验的多功能需求。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。