CN110805733B - 一种核电用阀门的驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核电用阀门的驱动装置，包括柜体外壳，柜体外壳的内部安装有12套阀门控制器，6套阀门控制器呈三排两列安装有柜体外壳的正面内腔，3套阀门控制器呈一列等间距安装在柜体外壳的左侧内腔，3套阀门控制器呈一列等间距安装在柜体外壳的右侧内腔；所述柜体外壳正面内腔安装有线槽、接线端子、手持点火器和柜体加强筋。本发明的提出的核电用阀门的驱动装置集成度高，占用空间小，便于检修和维护，充电性能稳定，故障率低，便于接入手持式点火器，操作方便快捷。

Description

一种核电用阀门的驱动装置

技术领域

本发明涉及到核电用阀门技术领域，特别涉及一种核电用阀门的驱动装置。

背景技术

AP1000是美国西屋公司开发的第三代非能动先进压水堆核电站，而DAS(多样化驱动***)阀门驱动装置正是实现非能动***触发的关键设备之一，随着我国三代核电设备自主研发大力发展，国产化非能动***驱动装置的开发成为迫切需求，基于此，提出一种核电用阀门的驱动装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种核电用阀门的驱动装置，具有集成度高，占用空间小，便于检修和维护，充电性能稳定，故障率低，便于接入手持式点火器，操作方便快捷的优点，以满足上述背景技术中提出的需求。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种核电用阀门的驱动装置，包括柜体外壳，柜体外壳的内部安装有12套阀门控制器，6套阀门控制器呈三排两列安装有柜体外壳的正面内腔，3套阀门控制器呈一列等间距安装在柜体外壳的左侧内腔，3套阀门控制器呈一列等间距安装在柜体外壳的右侧内腔；所述柜体外壳正面内腔安装有线槽、接线端子、手持点火器和柜体加强筋，柜体加强筋固定加装在柜体外壳的底端，手持点火器固定安装在柜体加强筋上，线槽开设在阀门控制器上端的柜体外壳上，接线端子加装在线槽上端的柜体外壳上；所述柜体外壳右侧内腔安装有接线铜排和避雷针，接线铜排加装在阀门控制器上端的柜体外壳上，避雷针加装在接线铜铜排上端的柜体外壳上；所述阀门控制器包括阀门外壳，阀门外壳四周采用固定螺栓紧固在柜体外壳上，阀门外壳上加装有旋转按钮，阀门外壳内置有PCB板，所述PCB板上集成有主钽电容组、热敏电阻R4、充电调节电阻R1、自放电调节电阻R2、备用钽电容组A、继电器K1、备用钽电容组B、端子JP1、三极管Q1、二极管D1、备用钽电容组C、继电器K2、备用钽电容组D、备用钽电容组E和端子JP2，主钽电容组加装在PCB板的上侧，自放电调节电阻R2、充电调节电阻R1、热敏电阻R4、三极管Q1及二极管D1并排加装在主钽电容组内侧的PCB板上，自放电调节电阻R2、备用钽电容组A及备用钽电容组B并排加装在PCB板的左侧，备用钽电容组C、备用钽电容组D及备用钽电容组E并排加装在PCB板的右侧，端子JP1和端子JP2并排加装在PCB板的下侧，继电器K1和继电器K2并排加装在PCB板的中央；所述继电器K1的输入端接24V直流电输出端，并接在二极管D1的输入端，二极管D1的输出端连接在充电继电器K3的输入端，充电继电器K3的输出端接24V直流电输入端；所述继电器K1的输出端接在三极管Q1的发射极，三极管Q1的基极接到充电调节电阻R1的输入端，充电调节电阻R1的输出端接到热敏电阻R4的输入端，热敏电阻R4的输出端接到24V直流电输入端；所述三极管Q1的集电极接到二极管D3的输入端，二极管D3的输出端接到电容组Cn的输入端，并连接到继电器K2的输入端以及自放电调节电阻R2的输入端，电容组Cn的输出端和自放电调节电阻R2的输出端接到24V直流电输入端，继电器K2的输出端连接到绕线电阻R3的输入端，绕线电阻R3的输出端连接到点火器电阻R0的输入端，点火器电阻R0的输出端连接到24V直流电输入端；所述电容组Cn的输出端接到二极管D2的输入端，二极管D2的输出端接到点火器继电器K4的输入端，点火器继电器K4的输出端接到点火器电阻R0的输入端。

优选地，所述柜体外壳的外形尺寸为800*600*2000mm，采用3mm厚冷轧钢板制成。

优选地，所述阀门控制器的阀门外壳尺寸为300*350*200mm。

优选地，所述手持点火器采用直流18.5V锂电池供电。

优选地，所述备用钽电容组A、备用钽电容组B、备用钽电容组D以及备用钽电容组E为单层钽电容组，主钽电容组为双层钽电容组，备用钽电容组A、备用钽电容组B、备用钽电容组D、备用钽电容组E以及主钽电容组均采用AVX固体钽电容，容量为100UF/35V。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本核电用阀门的驱动装置，将众多元件巧妙的组合在一起，结构紧凑，集成度高，占用空间小，充放电回路采用继电器K1、继电器K2实现功能互锁，且各个元器件布局合理，六台阀门控制器呈三排两列安装有柜体外壳的正面内腔，三台阀门控制器呈一列等间距安装在柜体外壳的左侧内腔，三台阀门控制器呈一列等间距安装在柜体外壳的右侧内腔，分三层排布，每层间距为150mm，方便检修和维护使用；备用钽电容组A、备用钽电容组B、备用钽电容组D、备用钽电容组E以及主钽电容组均采用AVX固体钽电容，充放电性能稳定，故障率低；12台阀门控制器加装在一个柜体外壳内，将整个***紧密的安装组合在一起，具有良好的抗震能力；接线端子采用快速插接式的接线端子，便于手持式点火器接入，操作快捷方便；整体集成度高，占用空间小，便于检修和维护，充电性能稳定，故障率低，便于接入手持式点火器，操作方便快捷。

附图说明

图1为本发明的主向剖视图；

图2为本发明的左侧剖视图；

图3为本发明的右侧剖视图；

图4为本发明的阀门控制器俯视图；

图5为本发明的PCB板结构示意图；

图6为本发明的阀门控制器电路图；

图7为本发明的阀门控制器时序图。

图中：1、柜体外壳；2、阀门控制器；3、线槽；4、接线端子；5、手持点火器；6、柜体加强筋；7、接线铜排；8、避雷针；9、阀门外壳；10、固定螺栓；11、旋转按钮；12、PCB板；13、主钽电容组；14、热敏电阻R4；15、充电调节电阻R1；16、自放电调节电阻R2；17、备用钽电容组A；18、继电器K1；19、备用钽电容组B；20、端子JP1；21、三极管Q1；22、二极管D1；23、备用钽电容组C；24、继电器K2；25、备用钽电容组D；26、备用钽电容组E；27、端子JP2。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7，一种核电用阀门的驱动装置，包括柜体外壳1，柜体外壳1的外形尺寸为800*600*2000mm，采用3mm厚冷轧钢板制成，强度高，抗震能力强，柜体外壳1的内部安装有12套阀门控制器2，阀门控制器2的阀门外壳9尺寸为300*350*200mm，六台阀门控制器2呈三排两列安装有柜体外壳1的正面内腔，三台阀门控制器2呈一列等间距安装在柜体外壳1的左侧内腔，三台阀门控制器2呈一列等间距安装在柜体外壳1的右侧内腔；柜体外壳1正面内腔安装有线槽3、接线端子4、手持点火器5和柜体加强筋6，柜体加强筋6固定加装在柜体外壳1的底端，手持点火器5固定安装在柜体加强筋6上，且手持点火器5采用直流18.5V锂电池供电，线槽3开设在阀门控制器2上端的柜体外壳1上，接线端子4加装在线槽3上端的柜体外壳1上；柜体外壳1右侧内腔安装有接线铜排7和避雷针8，接线铜排7加装在阀门控制器2上端的柜体外壳1上，避雷针8加装在接线铜排7上端的柜体外壳1上；阀门控制器2包括阀门外壳9，阀门外壳9四周采用固定螺栓10紧固在柜体外壳1上，阀门外壳9上加装有旋转按钮11，阀门外壳9内置有PCB板12，PCB板12上集成有主钽电容组13、热敏电阻R4-14、充电调节电阻R1-15、自放电调节电阻R2-16、备用钽电容组A17、继电器K1-18、备用钽电容组B19、端子JP1-20、三极管Q1-21、二极管D1-22、备用钽电容组C23、继电器K2-24、备用钽电容组D25、备用钽电容组E26和端子JP2-27，其中备用钽电容组A17、备用钽电容组B19、备用钽电容组D25以及备用钽电容组E26为单层钽电容组，主钽电容组13为双层钽电容组，备用钽电容组A17、备用钽电容组B19、备用钽电容组D25、备用钽电容组E26以及主钽电容组13均采用AVX固体钽电容，容量为100UF/35V。电容组Cn(主钽电容组13、备用钽电容组A17、备用钽电容组B19、备用钽电容组C23、备用钽电容组D25、备用钽电容组E26统称为电容组Cn)的作用是储存电能，为后端手持点火器5提供电能；主钽电容组13加装在PCB板12的上侧，自放电调节电阻R2-16、充电调节电阻R1-15、热敏电阻R4-14、三极管Q1-21及二极管D1-22并排加装在主钽电容组13内侧的PCB板12上，自放电调节电阻R2-16、备用钽电容组A17及备用钽电容组B19并排加装在PCB板12的左侧，备用钽电容组C23、备用钽电容组D25及备用钽电容组E26并排加装在PCB板12的右侧，端子JP1-20和端子JP2-27并排加装在PCB板12的下侧，继电器K1-18和继电器K2-24并排加装在PCB板12的中央；继电器K1-18的输入端接24V直流电输出端，并接在二极管D1-22的输入端，二极管D1-22的输出端连接在充电继电器K3的输入端，充电继电器K3的输出端接24V直流电输入端；继电器K1-18的输出端接在三极管Q1-21的发射极，三极管Q1-21的基极接到充电调节电阻R1-15的输入端，充电调节电阻R1-15的输出端接到热敏电阻R4-14的输入端，热敏电阻R4-14的输出端接到24V直流电输入端；三极管Q1-21的集电极接到二极管D3的输入端，二极管D3的输出端接到电容组Cn的输入端，并连接到继电器K2-24的输入端以及自放电调节电阻R2-16的输入端，电容组Cn的输出端和自放电调节电阻R2-16的输出端接到24V直流电输入端，继电器K2-24的输出端连接到绕线电阻R3的输入端，绕线电阻R3的输出端连接到点火器电阻R0的输入端，点火器电阻R0的输出端连接到24V直流电输入端；电容组Cn的输出端接到二极管D2的输入端，二极管D2的输出端接到点火器继电器K4的输入端，点火器继电器K4的输出端接到点火器电阻R0的输入端。

阀门控制器2的时序图：阀门控制器2接收ARM和ACTUATE两个信号，为了驱动一个阀门，首先要接收到ARM信号并持续至少1s，这个动作使阀门控制器2内部继电器K1-18得电，K1a触点闭合，K1b触点断开，备用钽电容组A17、备用钽电容组B19、备用钽电容组D25、备用钽电容组E26以及主钽电容组13与手持点火器5隔离开，允许电容组Cn充电，ARM信号断开后，使继电器K1-18失电，K1a触点断开，K1b触点闭合，电容组Cn充电完毕，ARM信号断开后的30.05s(考虑继电器K1-18因触点抖动老化引起迟滞50ms)内阀门控制器2接收到ACTUATE信号，这个动作使阀门控制器2内部继电器K2-24得电，K2a触点断开，K2b触点闭合，充好电的电容组Cn与阀门控制器2电路接通，电容组Cn放电，提供大于等于3.7A，持续时间大于等于10ms的电流，为手持点火器5工作供电。

其中手持点火器5工作原理如下：手持点火器5采用直流18.5V锂电池作为电源，面板设置起停按钮和报警灯，电源、按钮、报警灯与点火器电阻R0组成一条回路，当阀门控制器2失效时，可以通过手持点火器5驱动阀门，手持点火器5为可移动式，带有充电接头与点火接头，使用时通过快速接头与阀门驱动装置内接线端子4快速连接。

阀门控制器2工作原理：ARM信号与二极管D1-22、充电继电器K3组成串联回路，ARM信号的正极串接继电器K1-18常开触点K1a，然后连接继电器K2-24常闭触点K2a，最后连接到三极管Q1-21发射极，三极管Q1-21基极与充电调节电阻R1-15及热敏电阻R4-14组成温控调节回路，三极管Q1-21与热敏电阻R4-14组成充电温度补偿电路，满足阀门控制器2在10-46设置度工况下输出稳点电流给手持点火器5，三极管Q1-21集电极连接二极管D3，与电容组Cn组成充电回路。自放电调节电阻R2-16与继电器K1-18的常闭触点K1b连接，然后连接继电器K2-24常开触点K2b、线路电阻R3以及点火器电阻R0，串联组成放电回路。

充电过程：ARM有信号，此时继电器K1-18通电，继电器K2-24不通电，ARM信号通过常开触点K1a、常闭触点K2a、三极管Q1-21以及二极管D3对电容组Cn充电，同时常闭触点K1b断开，电容组Cn与负载断开，不会对负载放电，ARM信号(持续时间不小于1S)，断开后，充电过程结束。

点火过程：ARM信号断开后，30S内，接收到ACTUATE信号，继电器K2-24通电，继电器K1-18不通电，此时电容组Cn通过常开触点K2b、常闭触点K1b对阀门点火，同时由于常闭触点K2a断开，充电回路与电容组Cn断开，放电过程中不会对电容组Cn进行充电，充电与点火过程通过继电器K1-18及继电器K2-24的触点实现互锁。

综上所述，本发明提出的核电用阀门的驱动装置，将众多***巧妙的组合在一起，结构紧凑，集成度高，占用空间小，充放电回路采用继电器K1-18、继电器K2-24实现功能互锁，且各个元器件布局合理，六台阀门控制器2呈三排两列安装有柜体外壳1的正面内腔，三台阀门控制器2呈一列等间距安装在柜体外壳1的左侧内腔，三台阀门控制器2呈一列等间距安装在柜体外壳1的右侧内腔，分三层排布，每层间距为150mm，方便检修和维护使用；备用钽电容组A17、备用钽电容组B19、备用钽电容组D25、备用钽电容组E26以及主钽电容组13均采用AVX固体钽电容，充放电性能稳定，故障率低；12台阀门控制器2加装在一个柜体外壳1内，将整个***紧密的安装组合在一起，柜体外壳1采用3mm厚冷轧钢板制成，强度高,具有良好的抗震能力；接线端子4采用快速插接式的接线端子，便于手持式点火器5接入，操作快捷方便；整体集成度高，占用空间小，便于检修和维护，充电性能稳定，故障率低，便于接入手持式点火器5，操作方便快捷。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种核电用阀门的驱动装置，其特征在于：包括柜体外壳(1)，柜体外壳(1)的内部安装有12套阀门控制器(2)，六台阀门控制器(2)呈三排两列安装有柜体外壳(1)的正面内腔，三台阀门控制器(2)呈一列等间距安装在柜体外壳(1)的左侧内腔，三台阀门控制器(2)呈一列等间距安装在柜体外壳(1)的右侧内腔；所述柜体外壳(1)正面内腔安装有线槽(3)、接线端子(4)、手持点火器(5)和柜体加强筋(6)，柜体加强筋(6)固定加装在柜体外壳(1)的底端，手持点火器(5)固定安装在柜体加强筋(6)上，线槽(3)开设在阀门控制器(2)上端的柜体外壳(1)上，接线端子(4)加装在线槽(3)上端的柜体外壳(1)上；所述柜体外壳(1)右侧内腔安装有接线铜排(7)和避雷针(8)，接线铜排(7)加装在阀门控制器(2)上端的柜体外壳(1)上，避雷针(8)加装在接线铜排(7)上端的柜体外壳(1)上；所述阀门控制器(2)包括阀门外壳(9)，阀门外壳(9)四周采用固定螺栓(10)紧固在柜体外壳(1)上，阀门外壳(9)上加装有旋转按钮(11)，阀门外壳(9)内置有PCB板(12)，所述PCB板(12)上集成有主钽电容组(13)、热敏电阻R4(14)、充电调节电阻R1(15)、自放电调节电阻R2(16)、备用钽电容组A(17)、继电器K1(18)、备用钽电容组B(19)、端子JP1(20)、三极管Q1(21)、二极管D1(22)、备用钽电容组C(23)、继电器K2(24)、备用钽电容组D(25)、备用钽电容组E(26)和端子JP2(27)，主钽电容组(13)加装在PCB板(12)的上侧，自放电调节电阻R2(16)、充电调节电阻R1(15)、热敏电阻R4(14)、三极管Q1(21)及二极管D1(22)并排加装在主钽电容组(13)内侧的PCB板(12)上，自放电调节电阻R2(16)、备用钽电容组A(17)及备用钽电容组B(19)并排加装在PCB板(12)的左侧，备用钽电容组C(23)、备用钽电容组D(25)及备用钽电容组E(26)并排加装在PCB板(12)的右侧，端子JP1(20)和端子JP2(27)并排加装在PCB板(12)的下侧，继电器K1(18)和继电器K2(24)并排加装在PCB板(12)的中央；所述继电器K1(18)的输入端接24V直流电输出端，并接在二极管D1(22)的输入端，二极管D1(22)的输出端连接在充电继电器K3的输入端，充电继电器K3的输出端接24V直流电输入端；所述继电器K1(18)的输出端接在三极管Q1(21)的发射极，三极管Q1(21)的基极接到充电调节电阻R1(15)的输入端，充电调节电阻R1(15)的输出端接到热敏电阻R4(14)的输入端，热敏电阻R4(14)的输出端接到24V直流电输入端；所述三极管Q1(21)的集电极接到二极管D3的输入端，二极管D3的输出端接到电容组Cn的输入端，并连接到继电器K2(24)的输入端以及自放电调节电阻R2(16)的输入端，电容组Cn的输出端和自放电调节电阻R2(16)的输出端接到24V直流电输入端，继电器K2(24)的输出端连接到绕线电阻R3的输入端，绕线电阻R3的输出端连接到点火器电阻R0的输入端，点火器电阻R0的输出端连接到24V直流电输入端；所述电容组Cn的输出端接到二极管D2的输入端，二极管D2的输出端接到点火器继电器K4的输入端，点火器继电器K4的输出端接到点火器电阻R0的输入端。

2.如权利要求1所述的一种核电用阀门的驱动装置，其特征在于：所述柜体外壳(1)的外形尺寸为800*600*2000mm，采用3mm厚冷轧钢板制成。

3.如权利要求1所述的一种核电用阀门的驱动装置，其特征在于：所述阀门控制器(2)的阀门外壳(9)尺寸为300*350*200mm。

4.如权利要求1所述的一种核电用阀门的驱动装置，其特征在于：所述手持点火器(5)采用直流18.5V锂电池供电。

5.如权利要求1所述的一种核电用阀门的驱动装置，其特征在于：所述备用钽电容组A(17)、备用钽电容组B(19)、备用钽电容组D(25)以及备用钽电容组E(26)为单层钽电容组，主钽电容组(13)为双层钽电容组，备用钽电容组A(17)、备用钽电容组B(19)、备用钽电容组D(25)、备用钽电容组E(26)以及主钽电容组(13)均采用AVX固体钽电容，容量为100UF/35V。

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