[實用新型]核電站爆炸環境中控制設備的防爆系統

有效

• 申請號: 201120396866.0
• 申請日: 2011-10-18
• 公開（公告）號: CN202258389U
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: 肖洲;汪偉;田亞杰;董孝勝
• 申請（專利權）人: 中廣核工程有限公司;中國廣東核電集團有限公司
• 主分類號: G21D1/00
• 分類號: G21D1/00;G21D1/02;G21D3/06
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 王基才

技術領域

本實用新型屬于核電技術領域，更具體地說，本實用新型涉及一種核電站處于爆炸性氣體的爆炸環境中控制設備的防爆系統。

背景技術

核電站正常運行過程中，氫氣是必然的產物，根據《GB?3836.1-爆炸性氣體環境用電器設備第1部分：通用要求》，氫氣屬于II?C級爆炸性氣體，對于處理氫氣這類廢氣的處理系統來說，這些處理系統的管線、儀表、執行器等所處的環境滿足了爆炸的三個條件：1)爆炸物質：具有氫氣；2)氧氣：空氣中含有氧氣；3)點火源：現場儀表、執行器等電氣設備各種磨擦產生的電火花，機械磨損產生的火花，靜電火花，高溫產生的火花等。因此，必須注意上述現場爆炸環境中的儀表及執行器等控制設備的防爆。

目前，可以從以下兩個方面解決防爆問題。

第一，對于現場儀表及執行器，可以通過選用防爆的設備來解決防爆問題：可以根據儀表、執行器等控制設備實際所處使用環境的危險性等級，選擇不同防爆型式的儀表和執行器，表1為危險場所危險性劃分表，表2為防爆對危險場所的適用表。

表1?危險場所危險性劃分

表2?防爆對危險場所的適用表

參照表2可知，本安型以外防爆型的設備均采用隔離點火源的方式，只有本安型設備是采用限制點火源能量的方式，從源頭上避免發生爆炸，處于Zone0區域的設備防爆方式僅為本安型(ia)。

第二，控制回路設計為具備防爆的功能：對于本安型儀表、執行器，具有限制點火源的能力，因此儀表、執行器等設備本身在設計時已經考慮了正常工作時或在規定的故障狀態下，其所產生的電火花和熱效應均不能點燃規定的爆炸性氣體或蒸汽電路。但是，僅僅選用防爆的設備還不能保證電源線、信號線等外部引線不會產生危險的火花，因此在整個控制回路的設計中，還可以通過限制能量來解決防爆的問題。

根據表1“危險場所危險性劃分”，核電站中常出現的環境多為Zone1和Zone2區域，因此根據表2在核電站中采用滿足Zone1、Zone2區域的防爆型設備即可滿足要求。在核電站設計中，目前一般選用表2中防爆型儀表及隔爆型執行器等設備來解決防爆的問題。如圖1所示為現有防爆系統的示意圖，防爆型儀表2、隔爆型執行器3等設備暴露在危險環境中，根據表2?選用的防爆型儀表、隔爆型執行器經鎧裝屏蔽電纜直接連接至控制器1的輸入卡件11和輸出卡件13。在危險環境下，現場的防爆型儀表、隔爆型執行器等設備考慮隔離點火源，以確保儀表、執行器等設備電氣部分外殼能承受內部爆炸性氣體混合物的爆炸壓力，并能阻止內部的爆炸向外殼周圍爆炸性傳播，引起爆炸環境下氣體大規模爆炸。

但是，前述現有防爆系統至少存在以下缺陷：

1)?雖然現場儀表、執行器采用隔爆型設備，但仍然存在設備內部爆炸的可能，會造成儀表的失效；

2)?現場儀表、執行器采用隔爆型設備，僅考慮內部防爆，雖然多采用鎧裝屏蔽電纜，但是不能完全避免外部的引線(如電源線、信號線等)破損或者斷裂所產生的點火源；

3)?隔爆型儀表在調校或者維修時，不能在爆炸性危險環境中進行操作，需要將儀表拆卸移至安全場所進行操作，避免調校過程中出現點火源；

4)?隔爆型儀表、執行器不能用于“在正常情況下，爆炸性氣體混合物連續或長時間存在的場所”即Zone0區域的危險環境中，不能完全滿足核電站中所有廠房情況。

由于現場設備一般安裝在放射性區域，除采用本安型設備外的其他防爆設備不能從本質上控制線路的能量，還會產生威脅現場設備安全的火花，造成現場設備的爆炸損壞，因此，需要解決儀表本身的威脅，從本質上解決點火源。此外，在危險環境下，僅考慮采用防爆的現場設備，只能保證現場設備隔離爆炸，而不能避免因設備以外的電源線或者信號線等引線破損、斷裂所引發的點火源，因此除現場設備防爆外，還需要解決線路上的防爆問題。

鑒于此，確有必要提供一種核電站爆炸環境中具有良好防爆效果的控制設備的防爆系統。

發明內容

本實用新型的目的在于：提供一種核電站爆炸環境中具有良好防爆效果的控制設備的防爆系統。

為了實現上述目的，本實用新型提供了一種核電站爆炸環境中控制設備的防爆系統，其包括安裝于安全場所的控制器和安裝于危險環境中的儀表和執行器，控制器包括控制裝置、輸入卡件和輸出卡件，控制裝置分別與輸入卡件、輸出卡件連接，儀表與控制裝置的輸入卡件連接，執行器與控制裝置的輸出卡件連接，儀表與輸入卡件之間設有限能裝置，輸出卡件與執行器之間設有限能裝置。