一種基于外部干預(yù)設(shè)計(jì)的磁感應(yīng)爆破閥系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于核電【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于“外部干預(yù)”設(shè)計(jì)的磁感應(yīng)爆破閥系統(tǒng)，在爆破閥起爆組件中設(shè)置磁感應(yīng)雷管，在安全殼內(nèi)部或外部環(huán)繞設(shè)置線圈，所述線圈與外部電源接頭相連接；在事故情況下爆破閥失去所有電源時(shí)，通過外部電源接頭連接線圈和外部電源使安全殼內(nèi)產(chǎn)生感生電磁場(chǎng)，激發(fā)磁感應(yīng)雷管中產(chǎn)生起爆電流，通過磁感應(yīng)雷管爆炸打開爆破閥。本發(fā)明為爆破閥提供了備用的打開手段，進(jìn)一步提高了核電站在事故情況下的安全性。
【專利說明】一種基于外部干預(yù)設(shè)計(jì)的磁感應(yīng)爆破閥系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于核電【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于“外部干預(yù)”設(shè)計(jì)的磁感應(yīng)爆破閥系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]爆破閥在核電廠非能動(dòng)安全系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，其優(yōu)勢(shì)在于，在核電廠正常運(yùn)行工況下零泄漏，事故工況下相較于傳統(tǒng)閥門能夠更加可靠地開啟，且不會(huì)出現(xiàn)無法關(guān)閉，而且，爆破閥的使用還能夠減少設(shè)備維修和相關(guān)工作人員的輻照劑量。
[0003]爆破閥最典型的應(yīng)用是在AP1000安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，其非能動(dòng)堆芯冷卻系統(tǒng)(PXS)的管線上布置有爆破閥，主要用途包括:a.組成自動(dòng)卸壓系統(tǒng)(ADS)第四級(jí)自動(dòng)卸壓子系統(tǒng)；b.安全殼內(nèi)置換料水箱的水靠重力通過兩路并聯(lián)爆破閥和止回閥向反應(yīng)堆堆芯注水；c.再循環(huán)水一路通過爆破閥和止回閥，另一路通過爆破閥和常開直流電動(dòng)閥實(shí)現(xiàn)安全殼再循環(huán)從而實(shí)現(xiàn)對(duì)堆芯的長期冷卻。
[0004]爆破閥的工作原理見圖1所示，起爆組件I接到信號(hào)產(chǎn)生爆炸，爆炸產(chǎn)生的膨脹氣體推動(dòng)活塞2向下運(yùn)動(dòng)將預(yù)緊螺栓3細(xì)段拉斷，活塞向下頂開接管剪切帽4，打開閥門。閥門的信號(hào)電源和驅(qū)動(dòng)電源來自IE級(jí)直流和不間斷電源系統(tǒng)(IDS)。
[0005]安全殼能否卸壓以及長期冷卻能否最終建立取決于爆破閥的可靠性以及事故狀態(tài)下的可用性，而在核電廠環(huán)境下此類涉電設(shè)備的可靠性很難保證，而且在超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故下，這些實(shí)現(xiàn)堆芯冷卻功能的設(shè)備可能由于共模故障無法有效開啟。對(duì)于直流電源，無論是水淹還是火災(zāi)都將使爆破閥無法成功打開。由于爆破閥對(duì)于堆芯冷卻的關(guān)鍵性，需要對(duì)其進(jìn)行基于“外部干預(yù)”的改進(jìn)。
[0006]“外部干預(yù)”是指能夠利用核電廠人力物力之外的各種資源對(duì)核電廠進(jìn)行干預(yù)從而緩解事故后果的能力?；凇巴獠扛深A(yù)”思想的核電廠設(shè)計(jì)就是要在核電站設(shè)計(jì)之初就預(yù)先建立起更充分的核電廠與外部資源的聯(lián)系渠道，通過這些渠道在事故發(fā)生時(shí)實(shí)現(xiàn)更加有效的“外部干預(yù)”。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種基于“外部干預(yù)”設(shè)計(jì)的磁感應(yīng)爆破閥系統(tǒng)，在保持爆破閥原有設(shè)計(jì)的如提下，進(jìn)一步提聞爆破閥在事故工況下的可靠性。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種基于“外部干預(yù)”設(shè)計(jì)的磁感應(yīng)爆破閥系統(tǒng)，在爆破閥起爆組件中設(shè)置磁感應(yīng)雷管，在安全殼內(nèi)部或外部環(huán)繞設(shè)置線圈，所述線圈與外部電源接頭相連接；在事故情況下爆破閥失去所有電源時(shí)，通過外部電源接頭連接線圈和外部電源使安全殼內(nèi)產(chǎn)生感生電磁場(chǎng)，激發(fā)磁感應(yīng)雷管中產(chǎn)生起爆電流，通過磁感應(yīng)雷管爆炸打開爆破閥。
[0009]進(jìn)一步，如上所述的基于“外部干預(yù)”設(shè)計(jì)的磁感應(yīng)爆破閥系統(tǒng)，其中，所述的磁感應(yīng)雷管整體封裝在封裝套內(nèi)，在封裝套內(nèi)設(shè)有置于絕緣樹脂中的電感線圈，電感線圈連接電阻絲，所述電阻絲由起爆藥包裹，起爆藥一側(cè)填裝導(dǎo)爆藥。
[0010]進(jìn)一步，如上所述的基于“外部干預(yù)”設(shè)計(jì)的磁感應(yīng)爆破閥系統(tǒng)，其中，在所述線圈外部設(shè)置保護(hù)套。
[0011 ] 進(jìn)一步，如上所述的基于“外部干預(yù)”設(shè)計(jì)的磁感應(yīng)爆破閥系統(tǒng)，其中，所述的外部電源接頭接入交流電。
[0012]本發(fā)明的有益效果如下:本發(fā)明基于“外部干預(yù)”設(shè)計(jì)理念，考慮到爆破閥能否成功打開的關(guān)鍵在于爆破閥觸發(fā)裝置的可靠性，利用最簡單的電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)對(duì)其打開的控制，其優(yōu)點(diǎn)在于兩個(gè)方面:首先，感應(yīng)線圈作為信號(hào)發(fā)射裝置可以布置在安全的地方；其次，電磁感應(yīng)如同重力、自然循環(huán)一樣屬于自然物理現(xiàn)象具有天然的可靠性。本發(fā)明為爆破閥提供了備用的打開手段，進(jìn)一步提高了核電站在事故情況下的安全性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為AP1000爆破閥的工作原理示意圖；
[0014]圖2為本發(fā)明具有“外部干預(yù)”能力的磁感應(yīng)爆破閥系統(tǒng)的布置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為本發(fā)明磁感應(yīng)雷管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4為本發(fā)明安全殼線圈的布置示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0018]本發(fā)明基于電磁感應(yīng)原理,整個(gè)系統(tǒng)由磁感應(yīng)雷管5和線圈6構(gòu)成,如圖2所不，磁感應(yīng)雷管5作為爆破閥起爆組件中的一部分與該組件中原有的電線起爆裝置安裝在一起，安全殼內(nèi)部或外部周圍環(huán)繞線圈6，線圈6與外部電源接頭7相連接。在超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故下，由直流電源供電的導(dǎo)線起爆組件無法啟動(dòng)時(shí)，通過外部電源接頭接入交流電，在磁感應(yīng)雷管中產(chǎn)生足夠大的感生電流觸發(fā)磁感應(yīng)雷管進(jìn)而打開爆破閥。
[0019]磁感應(yīng)雷管是電感線圈與傳統(tǒng)電雷管的結(jié)合，具體結(jié)構(gòu)見圖3所示，電感線圈52連接電阻絲54，電感線圈52封裝在絕緣樹脂53中，電阻絲54由起爆藥55包裹，起爆藥為ASA復(fù)合物，起爆藥55之下為填裝TNT的導(dǎo)爆藥56，整個(gè)雷管封裝在結(jié)實(shí)的封裝套51中與安全殼內(nèi)環(huán)境相隔絕，這種方式能夠保證電感線圈的可靠性，而且，水淹也不能對(duì)其造成傷害，提高其可靠性和可用性。根據(jù)設(shè)計(jì)中所使用的爆破閥級(jí)數(shù)，可確定每一級(jí)電磁閥中所設(shè)置的磁感應(yīng)雷管的起爆電流和起爆電壓的強(qiáng)度，根據(jù)該起爆電流和起爆電壓的強(qiáng)度可計(jì)算出設(shè)置該磁感應(yīng)雷管爆破閥所處空間位置所需的感生磁場(chǎng)的強(qiáng)度，根據(jù)該空間位置的感生磁場(chǎng)強(qiáng)度可計(jì)算出環(huán)繞安全殼線圈的繞組數(shù)和外接電源所需的電流強(qiáng)度。本實(shí)施例中，起爆電壓和電流的建議值分別為1.2伏特和15毫安。
[0020]安全殼周圍設(shè)置線圈的作用是在廠房制造感生電磁場(chǎng)，如圖4所示，線圈6的構(gòu)成是金屬線圈環(huán)繞安全殼，反應(yīng)堆8設(shè)置在安全殼內(nèi)，線圈的繞組數(shù)應(yīng)達(dá)到能夠在磁感應(yīng)雷管中產(chǎn)生起爆電流的感生磁場(chǎng)，本實(shí)施例中，在廠房的設(shè)置高度為135’3”，線圈外部設(shè)置保護(hù)罩，同時(shí)預(yù)留外接電源接頭。在超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故下，通過外接電源接頭接入交流電，在安全殼內(nèi)產(chǎn)生電磁場(chǎng)。[0021 ] 當(dāng)嚴(yán)重事故情況下閥門失去所有電源(包括直流電源)，通過外部電源接口將線圈連接外接電源，通過電磁感應(yīng)起爆磁感應(yīng)雷管打開爆破閥。
[0022]通過改變輸入電流強(qiáng)度，可以依次打開所需要的多組爆破閥。磁感應(yīng)線圈可以封裝在安全殼內(nèi)外側(cè)，不影響安全殼的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。而且，由于磁感應(yīng)雷管要求較高的起爆電流，所以核島內(nèi)的電磁干擾不足以觸發(fā)磁感應(yīng)雷管，繼而避免了爆破閥的誤觸發(fā)。
[0023]應(yīng)該注意到爆破閥原有的直流電觸發(fā)裝置應(yīng)予以保留，線圈的設(shè)計(jì)僅僅是提供一個(gè)外部干預(yù)的手段，其優(yōu)勢(shì)在于觸發(fā)裝置完全密閉封裝將大大提高其抵抗各類事故以及腐蝕老化的影響。
[0024]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若對(duì)本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其同等技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于“外部干預(yù)”設(shè)計(jì)的磁感應(yīng)爆破閥系統(tǒng)，其特征在于:在爆破閥起爆組件中設(shè)置磁感應(yīng)雷管(5)，在安全殼內(nèi)部或外部環(huán)繞設(shè)置線圈(6)，所述線圈(6)與外部電源接頭(7)相連接；在事故情況下爆破閥失去所有電源時(shí)，通過外部電源接頭(7)連接線圈(6)和外部電源使安全殼內(nèi)產(chǎn)生感生電磁場(chǎng)，激發(fā)磁感應(yīng)雷管(5)中產(chǎn)生起爆電流，通過磁感應(yīng)雷管爆炸打開爆破閥。
2.如權(quán)利要求1所述的基于“外部干預(yù)”設(shè)計(jì)的磁感應(yīng)爆破閥系統(tǒng)，其特征在于:所述的磁感應(yīng)雷管整體封裝在封裝套(51)內(nèi)，在封裝套(51)內(nèi)設(shè)有置于絕緣樹脂(53)中的電感線圈(52)，電感線圈(52)連接電阻絲(54)，所述電阻絲(54)由起爆藥(55)包裹，起爆藥(55) —側(cè)填裝導(dǎo)爆藥(56)。
3.如權(quán)利要求1所述的基于“外部干預(yù)”設(shè)計(jì)的磁感應(yīng)爆破閥系統(tǒng)，其特征在于:在所述線圈(6)外部設(shè)置保護(hù)套。
4.如權(quán)利要求1所述的基于“外部干預(yù)”設(shè)計(jì)的磁感應(yīng)爆破閥系統(tǒng)，其特征在于:所述的外部電源接頭(7)接入交流電。
【文檔編號(hào)】F16K17/40GK104279360SQ201410384981
【公開日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月6日
【發(fā)明者】諶登華, 白晉華, 黃偉峰, 趙樹峰, 賀克羽, 趙德鵬 申請(qǐng)人:中國核電工程有限公司