[發(fā)明專(zhuān)利]包括排氣閥和止回閥的組合閥裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080008986.7
• 申請(qǐng)日: 2010-02-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102369384A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-03-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: L·絡(luò)伊絲
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: L·絡(luò)伊絲
• 主分類(lèi)號(hào): F16T1/45
• 分類(lèi)號(hào): F16T1/45
• 代理公司: 永新專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 張文達(dá)

本申請(qǐng)要求2009年2月3日申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)61/202,172和2009年10月1日申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)61/247,621的優(yōu)先權(quán)，這兩個(gè)申請(qǐng)都整體地通過(guò)參考結(jié)合于此。

背景技術(shù)

核電站是裝備有被設(shè)計(jì)來(lái)將冷卻水噴射入反應(yīng)堆芯以去除衰變熱的備用應(yīng)急系統(tǒng)。然而，在這種水可能會(huì)長(zhǎng)時(shí)間停滯的備用系統(tǒng)中，空氣、不可冷凝氣體、蒸汽或它們的組合(這里統(tǒng)稱(chēng)為“氣體”)會(huì)聚集于管道、泵殼體、閥或其他結(jié)構(gòu)件中。在這種系統(tǒng)中的大量聚集氣體氣泡被證明對(duì)系統(tǒng)以及核電站本身會(huì)是毀壞性的。

氣體通過(guò)以下方式中的一種或多種被引入核電站的應(yīng)急冷卻水中：(a)環(huán)境空氣的成分溶解于水中；(b)氣體以氣泡、氣穴的形式或通過(guò)渦流的形式被捕獲于進(jìn)氣中；(c)空氣在較高壓力下從發(fā)生故障的鄰接系統(tǒng)吸入；或者(d)在系統(tǒng)表面與高溫部件相接觸從而將水溫升高至與系統(tǒng)壓力相應(yīng)的沸點(diǎn)之上時(shí)，蒸汽可能在系統(tǒng)自身中產(chǎn)生。在新填充管中的停滯水中的、呈溶解空氣或氣泡或蒸汽形式的氣體將聚合為更大氣泡，并在系統(tǒng)的最高的高程(或局部的較高高程)處形成空隙。氣體的發(fā)散受益于溫度和壓力變化。

在備用應(yīng)急注水系統(tǒng)中，申請(qǐng)人將該系統(tǒng)的下上游部分與被設(shè)計(jì)成將水噴入堆芯的泵相區(qū)分。泵一般為單級(jí)或多級(jí)離心式設(shè)計(jì)。如果泵在泵上游的系統(tǒng)(a)中在存在氣泡的情況下被致動(dòng)，氣泡將達(dá)到泵，并且或者泵會(huì)由于失衡的操作而受損(或毀壞)，或者僅能實(shí)現(xiàn)部分的流量和壓力；或者在下游的系統(tǒng)(b)中，加速的水沖擊會(huì)到達(dá)管彎頭、閥或其他結(jié)構(gòu)堵塞部，同時(shí)就存在著由于沖量轉(zhuǎn)移而損壞管、管支架或其他系統(tǒng)部件的可能性。這種情況會(huì)有損于電站，這不僅由于泵和/或其管道的損耗，而且主要因?yàn)楸脤⒉荒軐?shí)施其安全功能。在存在蒸汽(或空氣蒸汽混合物)的情況下，加速的水沖擊由于蒸汽冷凝的緣故會(huì)聚集更多的動(dòng)能，并且變得甚至更加具有破壞性。

如同在所有當(dāng)前發(fā)電裝置中一樣，在核電站中，系統(tǒng)和部件性能的可靠性是最重要的。系統(tǒng)和/或部件的故障可能會(huì)具有大大超過(guò)部件價(jià)值、并且可能超過(guò)核電站價(jià)值的后果。

在核電站應(yīng)急反應(yīng)系統(tǒng)中的當(dāng)前排氣實(shí)踐使用常規(guī)手動(dòng)操作閥，其類(lèi)似于在液壓系統(tǒng)中用于控制流體流量的那些裝置。這種閥安裝于構(gòu)成流路一部分的管道中，與本發(fā)明的排氣閥-止回閥相比尺寸較大、手動(dòng)操作、昂貴、并且需要維護(hù)。在目前的實(shí)踐中，成本阻止了排氣閥的冗余，手動(dòng)操作增加了操作成本，并且允許了在系統(tǒng)中可能形成氣泡的時(shí)間間隔。

當(dāng)前的排氣實(shí)踐不是令人滿(mǎn)意的，因?yàn)樵谂艢忾g隔之間，在應(yīng)急反應(yīng)系統(tǒng)中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了氣泡，這會(huì)給系統(tǒng)和/或電站帶來(lái)?yè)p害。因此，當(dāng)前的實(shí)踐沒(méi)有滿(mǎn)足提供在所有時(shí)間一直沒(méi)有氣泡的備用注水系統(tǒng)的需求。經(jīng)常，電站操作者使用超聲設(shè)備來(lái)檢測(cè)(“觀察”)是否系統(tǒng)的某些部分(也就是在還沒(méi)有安裝排氣閥的區(qū)域中)藏有氣體產(chǎn)物。超聲設(shè)備獲取和操作昂貴，因?yàn)樾枰炀毴藛T。這個(gè)問(wèn)題部分地與當(dāng)前類(lèi)型排氣閥的安裝成本、排氣人工成本以及排氣閥維護(hù)成本相關(guān)。

這個(gè)問(wèn)題的狀況在網(wǎng)址nrc.gov中的公眾可用的美國(guó)核管制委員會(huì)(NRC)普通信函(GL)2008-01中得到總結(jié)。很多相關(guān)文獻(xiàn)在這個(gè)GL中引用。這個(gè)文檔關(guān)于核電站備用安全系統(tǒng)的細(xì)節(jié)通過(guò)參考結(jié)合于此。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種有利于使在液體管線(xiàn)中的氣體排出的排出閥/止回閥的組合閥裝置，其包括排出閥、止回閥以及氣體能穿過(guò)其中的毛細(xì)端口，所述毛細(xì)端口具有兩個(gè)開(kāi)口，每個(gè)所述閥分別控制所述開(kāi)口之一的打開(kāi)和閉合。

在優(yōu)選方面中，毛細(xì)端口包括其軸線(xiàn)位于重力方向上的氣體通道；排出閥適于被定位在液體管線(xiàn)和所述端口的一個(gè)開(kāi)口之間，并且所述止回閥定位于所述端口的另一端處；所述排出閥包括形狀互補(bǔ)的閥座和密封元件，以使得當(dāng)密封元件壓靠著所述閥座時(shí)，所述排出閥閉合；所述密封元件具有的體積和重量使得其在管線(xiàn)中的正常和預(yù)期溫度和壓力條件(包括但不限于70至250℃之間和高達(dá)2200psi)下漂浮于管線(xiàn)中的液體中，并且在所述管線(xiàn)中有效地閉合所述排出閥且沒(méi)有顯著變形；所述止回閥包括形狀互補(bǔ)的閥座和密封元件，以使得當(dāng)密封元件壓靠著所述閥座時(shí)，所述止回閥閉合；所述密封元件具有這樣的體積和重量，以使得在重力作用和所述管線(xiàn)中的溫度和壓力的預(yù)計(jì)狀況下，所述止回閥閉合；和/或在連接至所述管線(xiàn)時(shí)，組合閥裝置適于使得所述漂浮的密封元件漂浮，以密封所述排出閥。

在另一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種液體管線(xiàn)，其具有連接于此的一個(gè)或多個(gè)上述組合閥裝置，其中優(yōu)選地液體是水；液體管線(xiàn)是核電站的備用安全系統(tǒng)的一部分；所述一個(gè)或多個(gè)閥通過(guò)螺栓狀殼體安裝至所述管線(xiàn)；和/或組合閥裝置安裝于管線(xiàn)的最高高程上。