一體化自力式背壓、減壓、差壓調(diào)節(jié)閥設(shè)計規(guī)范介紹了自力式背壓調(diào)節(jié)閥的特性，分析了國內(nèi)某核電站用輔助給水儲罐直接作用式背壓調(diào)節(jié)閥排量不足的原因，提出了將閥門更換為指揮器操作型背壓調(diào)節(jié)閥的解決措施，并通過開啟行程和流量系數(shù)試驗，證明指揮器操作型背壓調(diào)節(jié)閥滿足工況要求。一種背壓、減壓、差壓一體化自力式調(diào)節(jié)閥，包括閥體、閥芯，閥芯兩側(cè)的閥體之間通過導(dǎo)壓管連通，導(dǎo)壓管的中部設(shè)有就地壓差表，閥體上通過固定架固定有雙作用氣缸，閥芯的閥桿與所述雙作用氣缸的氣缸推桿連接，雙作用氣缸的兩個氣室均通過支管與就地壓差表兩側(cè)的導(dǎo)壓管分別連接，就地壓差表兩側(cè)的導(dǎo)壓管上和支管上分別設(shè)有手動調(diào)節(jié)閥。缸桿上設(shè)有彈簧組件，雙作用氣缸的兩個氣室分別設(shè)有氣缸通氣閥。很好的解決了多種工況靈活處理應(yīng)用的問題。節(jié)約了投資、節(jié)省了時間，操作簡便。為工廠根據(jù)不同工況調(diào)整閥門設(shè)置提供了可能，節(jié)約了采購周期和成本，更能有效保證工廠運行。
1、一體化自力式背壓、減壓、差壓調(diào)節(jié)閥設(shè)計規(guī)范概述
自力式壓力調(diào)節(jié)閥是一種無需外來能源，依靠被測介質(zhì)自身壓力，按預(yù)先設(shè)定值，進(jìn)行自動壓力調(diào)節(jié)的控制裝置，自力式壓力調(diào)節(jié)閥在石化和電力輔助給水儲罐氮封系統(tǒng)使用較為普遍。本文針對國內(nèi)某核電輔助給水儲罐氮封系統(tǒng)的自力式背壓調(diào)節(jié)閥排量不足問題進(jìn)行了分析，并提出了閥門換型的解決措施。自力式調(diào)節(jié)閥作為一種無需外來能源，依靠介質(zhì)自身的溫度、壓力、流量來進(jìn)行自動調(diào)節(jié)的儀表，具有測量、控制和調(diào)節(jié)的綜合功能，尤其適用于無電源和氣源的場合。減壓式即為閥后取壓，背壓式即為閥前取壓，傳統(tǒng)自力式閥門因為采用單作用隔膜執(zhí)行機構(gòu)，一旦選定自力式閥門的形式，到現(xiàn)場需要調(diào)整的時候則只能重新訂貨或者更換閥芯或者執(zhí)行機構(gòu)，耽誤工廠施工和生產(chǎn)的進(jìn)度。 
一體化自力式背壓、減壓、差壓調(diào)節(jié)閥設(shè)計規(guī)范技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的是提供一種靈活性、多樣性的背壓、減壓、差壓一體化自力式調(diào)節(jié)閥。本技術(shù)的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：本技術(shù)的背壓、減壓、差壓一體化自力式調(diào)節(jié)閥，包括閥體、閥芯，其特征在于，所述閥芯兩側(cè)的閥體之間通過導(dǎo)壓管連通，所述導(dǎo)壓管的中部設(shè)有就地壓差表，所述閥體上通過固定架固定有雙作用氣缸，所述閥芯的閥桿與所述雙作用氣缸的氣缸推桿連接，所述雙作用氣缸的兩個氣室均通過支管與所述就地壓差表兩側(cè)的導(dǎo)壓管分別連接，所述就地壓差表兩側(cè)的導(dǎo)壓管上和支管上分別設(shè)有手動調(diào)節(jié)閥。由上述本技術(shù)提供的技術(shù)方案可以看出，本技術(shù)實施例提供的的背壓、減壓、差壓一體化自力式調(diào)節(jié)閥，很好的解決了多種工況靈活處理應(yīng)用的問題。節(jié)約了投資、節(jié)省了時間，操作簡便。為工廠根據(jù)不同工況調(diào)整閥門設(shè)置提供了可能，節(jié)約了采購周期和成本，更能有效保證工廠運行。附圖說明圖1為本技術(shù)實施例提供的背壓、減壓、差壓一體化自力式調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本技術(shù)實施例中彈簧的結(jié)構(gòu)示意圖
2、一體化自力式背壓、減壓、差壓調(diào)節(jié)閥設(shè)計規(guī)范工作原理
核電輔助給水系統(tǒng)的給水儲罐儲存除鹽除氧水，水上部采用氮氣封閉以保護(hù)水不受空氣的污染。儲罐的氮封系統(tǒng)(圖1) 包括進(jìn)氣和排氣兩部分。進(jìn)氣部分主要裝置包括1個自力式減壓閥和1個手動隔離閥，排氣部分主要裝置包括1 個自力式背壓調(diào)節(jié)閥和1個手動隔離閥。正常運行時，進(jìn)氣和排氣管道的手動隔離閥保持開啟，氮氣從供給系統(tǒng)引入，經(jīng)減壓閥減壓后供給儲罐。儲罐氮氣壓力要求穩(wěn)定在10kPa(g) 左右。
當(dāng)儲罐充水或氮封系統(tǒng)減壓閥失效時，儲罐的壓力會異常升高。為了防止儲罐因超壓而損壞，背壓調(diào)節(jié)閥開啟排放多余的氮氣。背壓調(diào)節(jié)閥的開啟設(shè)定壓力為12kPa(g) ，要求的大排量為316Nm3/h。在核電廠試驗過程中，當(dāng)儲罐的充水速度為40t/h 時，儲罐的高壓報警裝置( 報警設(shè)定值為13kPa(g) ) 被觸發(fā)，這表明背壓調(diào)節(jié)閥的排量達(dá)不到系統(tǒng)設(shè)計要求。
3、一體化自力式背壓、減壓、差壓調(diào)節(jié)閥設(shè)計規(guī)范原因分析
3.1、功能和結(jié)構(gòu)
背壓調(diào)節(jié)閥為介質(zhì)直接作用型，氣室膜片的取壓孔設(shè)置在閥門內(nèi)部(圖2) 。系統(tǒng)正常運行時，閥門的氣室彈簧預(yù)緊力大于作用在膜片上的介質(zhì)壓力，使得閥瓣壓緊閥座，閥門保持關(guān)閉。當(dāng)介質(zhì)壓力達(dá)到或超過設(shè)定壓力時，膜片下方的介質(zhì)壓力能夠克服彈簧的預(yù)緊力，使閥門開啟。閥門的開度與閥門的超壓成正比。自式壓力調(diào)節(jié)閥無需外加能源，利用被調(diào)介質(zhì)自身能量為動力源引入執(zhí)行機構(gòu)控制閥芯位置，改彎兩端的壓差和流量，使閥前（或閥后）壓力穩(wěn)定。具有動作靈敏，密封性好，壓力設(shè)定點波動力小等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于氣體、液體及蒸汽介質(zhì)減壓穩(wěn)壓或泄壓穩(wěn)壓的自動控制。
本系列產(chǎn)品有單座（ZZYP）、套筒（ZZYM）、雙（ZZYN）、三種結(jié)構(gòu)；執(zhí)行機構(gòu)有薄膜式、活塞式二種；作用型式有減壓用閥后壓力調(diào)節(jié)(B型)和泄壓用閥前壓力調(diào)節(jié)（K型）。產(chǎn)品公稱壓力等級有PN16、40、64；閥體口徑范圍DN20～300；泄漏量等級有II級、IV級和VI級三檔；流量特性為快開；壓力分段調(diào)節(jié)從15～2500Kpa?？砂葱枰M合滿足用戶工況要求。
直接作用型背壓調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)簡單，外形尺寸小，不需要設(shè)置外部取壓口，安裝方便。但是，閥門設(shè)定壓力精度不高，且在超壓工況有頻跳的現(xiàn)象。由于閥門膜片的取壓孔位于閥腔內(nèi)，當(dāng)閥門開啟并排放流量時，儲罐至閥門入口，以及閥門入口至閥門中腔都有流動引起的壓力損失，此處所取的壓力低于儲罐的壓力，不利于閥門達(dá)到要求的開度。另外閥門采用流關(guān)型結(jié)構(gòu)，閥門開啟后介質(zhì)的流動不利于維持閥門的開啟。當(dāng)閥門開啟排放流量時，閥腔內(nèi)部流動紊亂，壓力脈動較大，膜片經(jīng)受壓力脈動會引起閥門顫振，容易引起膜片、閥桿及導(dǎo)向面損傷。閥門的閥瓣/閥座采用金屬密封(堆焊司太立合金) ，密封性能差。
3.2、一體化自力式背壓、減壓、差壓調(diào)節(jié)閥設(shè)計規(guī)范水力計算
氮封系統(tǒng)中，背壓調(diào)節(jié)閥與給水儲罐中間安裝有1個手動隔離閥、4 個彎頭(3 個90°，1 個30°) 和4.1m 長的管道。經(jīng)管路水力計算，在大工作溫度(60℃) 下排放設(shè)計要求的大流量(316 Nm3/h)時，閥門上游管道的氣體平均速度達(dá)到17.9m/s( 氣體動壓0.18kPa) ，從儲罐到背壓調(diào)節(jié)閥入口有0.73kPa 的壓損，假定儲罐內(nèi)氮氣壓力達(dá)到報警壓力13.0kPa(g) ，減去閥門上游的壓損和氣體動壓(該動壓不能利用) ，閥門入口靜壓僅為12.09kPa(g) ，閥門出口靜壓為0.72kPa(g) ( 該出口靜壓是用于克服下游排放管道的壓損) 。
由于閥門入口至閥門中腔有一定壓損，閥門中腔取壓孔處的壓力會低于閥門入口靜壓，即氣室膜片接收到的壓力會低于閥門入口靜壓12. 09kPa(g) 。按閥門設(shè)定壓力12.0kPa(g) ，此時膜片接收到的超壓小于0.09kPa (g ) ，不到設(shè)定壓力的0.75%。經(jīng)分析，閥門在如此小的超壓下無法達(dá)到要求的排量。
4、一體化自力式背壓、減壓、差壓調(diào)節(jié)閥設(shè)計規(guī)范結(jié)語
相對于直接作用型背壓調(diào)節(jié)閥，指揮器操作型背壓調(diào)節(jié)閥具有控制精度高、密封性好、可防止頻跳等優(yōu)點，其性能滿足核電廠的設(shè)計要求。一種背壓、減壓、差壓一體化自力式調(diào)節(jié)閥，包括閥體、閥芯，其特征在于，所述閥芯兩側(cè)的閥體之間通過導(dǎo)壓管連通，所述導(dǎo)壓管的中部設(shè)有就地壓差表，所述閥體上通過固定架固定有雙作用氣缸，所述閥芯的閥桿與所述雙作用氣缸的氣缸推桿連接，所述雙作用氣缸的兩個氣室均通過支管與所述就地壓差表兩側(cè)的導(dǎo)壓管分別連接，所述就地壓差表兩側(cè)的導(dǎo)壓管上和支管上分別設(shè)有手動調(diào)節(jié)閥。 一種背壓、減壓、差壓一體化自力式調(diào)節(jié)閥，包括閥體、閥芯，其特征在于，所述閥芯兩側(cè)的閥體之間通過導(dǎo)壓管連通，所述導(dǎo)壓管的中部設(shè)有就地壓差表，所述閥體上通過固定架固定有雙作用氣缸，所述閥芯的閥桿與所述雙作用氣缸的氣缸推桿連接，所述雙作用氣缸的兩個氣室均通過支管與所述就地壓差表兩側(cè)的導(dǎo)壓管分別連接，所述就地壓差表兩側(cè)的導(dǎo)壓管上和支管上分別設(shè)有手動調(diào)節(jié)閥。
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