[發明專利]一種瓶頭閥上腔氣壓密封式消防氣瓶補氮裝置及方法

在審

• 申請號: 202011008251.6
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112113144A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 趙忠偉;陳金明;李建田;張曉峰;田冰冰;范俊逸;朱宇航;謝健寧
• 申請（專利權）人: 江蘇核電有限公司
• 主分類號: F17D1/04
• 分類號: F17D1/04;F17D3/01
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 高安娜

本發明屬于核電廠安全設計領域，具體涉及一種瓶頭閥上腔氣壓密封式消防氣瓶補氮裝置及方法，裝置包括氮氣瓶和總管線，以及出口入口壓力表和減壓閥，總管線通過并聯管路分別與瓶口閥噴放口和瓶頭閥標準啟動口連通；打開氮氣瓶后對充氮管線進行排氣，消防氣瓶處于噴放狀態后，通過操作充氮管路上的相應閥門進行密封充氮，完成之后拆除相關接口，完成充氮。本裝置及方法能夠實現在消防氣瓶安裝現場對失壓的瓶頭閥上腔氣壓密封式消防氣瓶進行充氮操作，提高了消防系統的及時可用性和可靠性。

技術領域

本發明屬于核電廠安全設計領域，具體涉及一種補氮裝置及操作方法。

背景技術

在某核電廠常規島及核島共計安裝有292瓶消防氣瓶，該氣瓶為瓶頭閥上腔氣壓密封式消防氣瓶，該類型消防氣瓶的噴放口位于瓶頭閥側面，瓶頭閥內部活塞的上表面面積大于活塞下表面面積，活塞內部有連接活塞上下腔的細小通道，消防氣瓶未啟動時，瓶頭閥上腔壓力與消防氣瓶內部壓力相等，因此活塞處于瓶頭閥活塞腔的下部，瓶頭閥噴放口通過活塞密封處于關閉狀態，瓶頭閥頂部設置有具備自密封功能的閥芯，當位于瓶頭閥頂部的電磁閥通電后，電磁閥頂針按下瓶頭閥自密封閥芯，導致瓶頭閥上腔壓力釋放，瓶頭閥活塞上移，使消防氣瓶噴放。瓶頭閥上安裝的低壓報警開關及壓力開關接線均使用螺紋連接，測量的為消防氣瓶內部壓力，低壓報警開關及壓力開關接頭均較容易出現氮氣泄露情況。當壓力低于20bar時會觸發低壓報警，需要對消防氣瓶進行稱重、補氮(在保證重量未減輕即藥劑未泄露的情況下進行充氮)，如返廠進行補氮，需要至少一周時間，由于氣體消防裝置故障報警后需要72h內恢復可用，因此需要采購大量備用氣瓶。

現有使用的消防氣瓶結構簡單，氣瓶充氮僅需要擰開壓力表，通過壓力表處的逆止閥連接氮氣管線直接向氣瓶充氮，因此使用現有消防氣瓶的補氮工具無法對上腔氣壓密封式消防氣瓶進行補氮。

根據核電廠目標需求消防氣瓶瓶頭閥的結構，壓力表為銅材質螺紋連接，且接口處沒有逆止閥，壓力表拆除后會造成消防氣瓶內氮氣及藥劑流失，且頻繁拆裝壓力表接頭，將導致銅質螺紋出現密封失效缺陷，為保證瓶頭閥各接口密封的可靠性及避免充氮過程中藥劑流失，氮氣充裝只能從消防氣瓶噴放口充裝，氮氣充裝過程中氣瓶處于噴放狀態，充氮操作實施難度較大，因此使用一般的充氮工具無法對現有消防氣瓶進行補氮操作。如消防氣瓶壓力降低，只能送至特定機構對消防氣瓶進行重新充裝。

發明內容

本發明的目的是提供一種瓶頭閥上腔氣壓密封式消防氣瓶補氮裝置及方法，能夠實現消防氣瓶噴放口補充氮氣，操作過程中安全可靠，有效避免消防氣瓶勿噴導致的工業安全風險。

本發明的技術方案如下：

一種瓶頭閥上腔氣壓密封式消防氣瓶補氮裝置，包括氮氣瓶和與氮氣瓶連通的總管線，所述的總管線上沿著氣體流動的方向依次布置出口壓力表和減壓閥，所述的減壓閥上方安裝入口壓力表，所述的總管線通過并聯管路的方式分別與瓶口閥噴放口和瓶頭閥標準啟動口連通；其中一路并聯管路為充氮管線，沿著氣體流動的方向依次設有充氮閥門一、充氮閥門二和瓶頭閥連接件、所述的充氮閥門二所在管路垂直于充氮管線；另一路并聯管路為閉鎖管線，沿著氣體流動的方向依次安裝閉鎖閥門一、閉鎖閥門二和快速接頭，所述的閉鎖閥門二所在管路垂直于閉鎖管線；所述的閉鎖管線和充氮管線在所述的總管線上的減壓閥的出口處匯集。

所述的總管線與瓶口閥噴放口通過瓶頭閥連接件連接；總管線與瓶頭閥標準啟動口通過快速接頭連接。

所述的出口壓力表量程為20～35MPa。

所述的入口壓力表量程為氮氣瓶內部標準壓力值的2-3倍數值。

一種瓶頭閥上腔氣壓密封式消防氣瓶補氮方法，基于所述的瓶頭閥上腔氣壓密封式消防氣瓶補氮裝置，包括具體步驟：

步驟1.將減壓閥、充氮閥門二、充氮閥門一、閉鎖閥門二和閉鎖閥門一全部關閉；