[发明专利]一种基于外部干预设计的磁感应爆破阀系统

说明书

技术领域

本发明属于核电技术领域，具体涉及一种基于“外部干预”设计的磁感应爆破阀系统。

背景技术

爆破阀在核电厂非能动安全系统中得到广泛应用，其优势在于，在核电厂正常运行工况下零泄漏，事故工况下相较于传统阀门能够更加可靠地开启，且不会出现无法关闭，而且，爆破阀的使用还能够减少设备维修和相关工作人员的辐照剂量。

爆破阀最典型的应用是在AP1000安全系统设计中，其非能动堆芯冷却系统(PXS)的管线上布置有爆破阀，主要用途包括：a.组成自动卸压系统(ADS)第四级自动卸压子系统；b.安全壳内置换料水箱的水靠重力通过两路并联爆破阀和止回阀向反应堆堆芯注水；c.再循环水一路通过爆破阀和止回阀，另一路通过爆破阀和常开直流电动阀实现安全壳再循环从而实现对堆芯的长期冷却。

爆破阀的工作原理见图1所示，起爆组件1接到信号产生爆炸，爆炸产生的膨胀气体推动活塞2向下运动将预紧螺栓3细段拉断，活塞向下顶开接管剪切帽4，打开阀门。阀门的信号电源和驱动电源来自1E级直流和不间断电源系统(IDS)。

安全壳能否卸压以及长期冷却能否最终建立取决于爆破阀的可靠性以及事故状态下的可用性，而在核电厂环境下此类涉电设备的可靠性很难保证，而且在超设计基准事故下，这些实现堆芯冷却功能的设备可能由于共模故障无法有 效开启。对于直流电源，无论是水淹还是火灾都将使爆破阀无法成功打开。由于爆破阀对于堆芯冷却的关键性，需要对其进行基于“外部干预”的改进。

“外部干预”是指能够利用核电厂人力物力之外的各种资源对核电厂进行干预从而缓解事故后果的能力。基于“外部干预”思想的核电厂设计就是要在核电站设计之初就预先建立起更充分的核电厂与外部资源的联系渠道，通过这些渠道在事故发生时实现更加有效的“外部干预”。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的问题，提供一种基于“外部干预”设计的磁感应爆破阀系统，在保持爆破阀原有设计的前提下，进一步提高爆破阀在事故工况下的可靠性。

本发明的技术方案如下：一种基于“外部干预”设计的磁感应爆破阀系统，在爆破阀起爆组件中设置磁感应雷管，在安全壳内部或外部环绕设置线圈，所述线圈与外部电源接头相连接；在事故情况下爆破阀失去所有电源时，通过外部电源接头连接线圈和外部电源使安全壳内产生感生电磁场，激发磁感应雷管中产生起爆电流，通过磁感应雷管爆炸打开爆破阀。

进一步，如上所述的基于“外部干预”设计的磁感应爆破阀系统，其中，所述的磁感应雷管整体封装在封装套内，在封装套内设有置于绝缘树脂中的电感线圈，电感线圈连接电阻丝，所述电阻丝由起爆药包裹，起爆药一侧填装导爆药。

进一步，如上所述的基于“外部干预”设计的磁感应爆破阀系统，其中，在所述线圈外部设置保护套。

进一步，如上所述的基于“外部干预”设计的磁感应爆破阀系统，其中，所述的外部电源接头接入交流电。

本发明的有益效果如下：本发明基于“外部干预”设计理念，考虑到爆破阀能否成功打开的关键在于爆破阀触发装置的可靠性，利用最简单的电磁感应原理实现对其打开的控制，其优点在于两个方面：首先，感应线圈作为信号发射装置可以布置在安全的地方；其次，电磁感应如同重力、自然循环一样属于自然物理现象具有天然的可靠性。本发明为爆破阀提供了备用的打开手段，进一步提高了核电站在事故情况下的安全性。

附图说明

图1为AP1000爆破阀的工作原理示意图；

图2为本发明具有“外部干预”能力的磁感应爆破阀系统的布置结构示意图；

图3为本发明磁感应雷管的结构示意图；

图4为本发明安全壳线圈的布置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

本发明基于电磁感应原理，整个系统由磁感应雷管5和线圈6构成，如图2所示，磁感应雷管5作为爆破阀起爆组件中的一部分与该组件中原有的电线起爆装置安装在一起，安全壳内部或外部周围环绕线圈6，线圈6与外部电源接头7相连接。在超设计基准事故下，由直流电源供电的导线起爆组件无法启动时，通过外部电源接头接入交流电，在磁感应雷管中产生足够大的感生电流触发磁 感应雷管进而打开爆破阀。