JNA安全阀工作原理图文.docx
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JNA安全阀工作原理图文
目录
一.余热导出安全阀的功能概述
二.JNA安全阀的组成,功能介绍
三.弹簧先导阀（DMC50的工作原理（不考虑电磁三通阀的情况下
四.电磁三通阀的功能
五.现场实验装置的结构、功能
参考资料
一.余热导出安全阀的功能概述
余热导出安全阀是由法国SEBIM公司生产的,安装在田湾核电站unit1和
unit2机组的余热导出（JNA系统上的,用于防止余热导出系统超压的安全装置。
余热导出系统是安全系统,该系统主要用于在停堆冷却阶段,当一回路压力
小于2.0MPa,温度小于150℃时导出堆芯的热量。
余热导出系统由四个独立的系
列组成,每个系列都能单独实现系统功能,在每个系列上有两组余热导出安全阀,
每组阀门的排量为104t/h。
法国SEBIM公司供给田湾核电站的JNA系统安全阀组的有关参数见表1。
表1、田核电站中SEBIM公司供货的JNA安全阀组参数表序号参数物理量
参数值及单位说明0每机组八个阀组,KKS码为:
1-2JNA（10,20,30,40AA410
1-2JNA（10,20,30,40AA420
每系列两个安全阀组,四个
系列共八个安全阀组。
1
阀门在系统中的运行压力Padjust2.1MPa2
设计压力Pd17.6MPa该压力是主阀壳体的设计压力,即壳体在此压力下不至于发生裂纹和损坏。
3
运行温度T200℃4
设计温度Td350℃5
通流量Q（即水介质的通流能力104t/h6
TXS仪控信号控制下电磁先导的保护阀开启压力（设定值
2.32MPa误差取决于JNA系统管线
上的测压元件。
7
TXS仪控信号控制下电磁先导的
保护阀关闭压力（设定值
1.87MPa误差取决于JNA系统管线上的测压元件。
8
弹簧先导的保护阀开启压力（设
定值
2.42MPa现场设定时的误差为:
±0.08MPa9
弹簧先导的保护阀关闭压力（设
定值
2.27MPa现场设定时的误差为:
±0.08MPa10
弹簧先导时的隔离阀开启压力
（设定值1.90MPa现场设定时的误差为:
±0.06MPa
11
弹簧先导时的隔离阀关闭压力
（设定值1.75MPa
现场设定时的误差为:
±0.06MPa
12壳体材料Z2CND18.12不锈钢。
13主阀进口通径DN
80
与管道采用焊接连接方式。
14主阀出口通径DN
150
15在运行压力下先导装置引漏汇集
管处允许泄漏量（保护阀先导+
隔离阀先导
≤2×10ml/h
注意:
这个值要在运行压力
2.1MPa下测量。
压力低时,
泄漏量反而要大些。
16
在运行压力下主阀出口处允许泄
漏量≤2.88ml/h
注意:
这个值要在运行压力
2.1MPa下测量。
压力低时,
泄漏量反而要大些。
二.JNA安全阀的组成,功能介绍
1安全阀的组成（如图1
余热导出安全阀是一种先导式的安全阀,一台余热导出安全阀的级联包括了一台保护阀、一台隔离阀、两台先导阀（DCM50、两台电磁驱动的三通阀、两个用于在线试验的现场试验装置及连接管线。
我们之所以称之为级联是由于所有的阀门都在一个阀体上或连接在这个阀体上,在级联本体上安装了保护阀和隔离阀,弹簧先导阀（DCM50通过管线连接在主阀上,三通电磁阀则通过管线连接在弹簧先导阀（DCM50上,现场试验装置被安装在脉冲管线（impulseline上,以实现在线试验功能。
JNA安全阀学习资料
接试验管线先导阀（DCM50先导阀（DCM50接试验管线
电磁三通阀电磁三通阀
保护阀
隔离阀
出口入口
4/15
2.安全阀的工作原理概述:
安全阀的安全功能通过整个级联来实现,这里可以分为两种情况:
一种是电磁三通阀参与级联工作,一种是电磁三通阀失效的情况。
在电磁三通阀参与级联工作的情况下,阀门处于三级保护状态,第一级保护是电磁三通阀,第二级保护是DCM50弹簧先导阀,第三级保护是保护阀后的隔离阀保护（保护阀关闭失效的情况下起作用,在下文中具体描述。
在电磁三通阀失效的情况下,阀门处于二级保护状态,即第一级保护是DCM50弹簧先导阀,第二级保护是保护阀后的隔离阀保护。
对于保护阀和隔离阀而言,保护阀起主要作用,即第一级保护,要使保护阀能正常的打开,必须通过电磁三通阀和先导阀（DCM50来控制,电磁三通先导阀通过仪控信号实现功能,当系统压力达到电磁三通先导阀的动作压力（2.32MPa时,仪控模块给出开启信号,电磁阀带电将三通阀切换到阀门的排放管线,当系统压力回落到电磁三通阀的关闭值（1.87MPa时,仪控模块给出关闭信号,电磁阀失电,三通阀在弹簧的作用下回到原来位置;DCM50先导阀属于弹簧式安全阀,当电磁三通阀失效的情况下,系统压力达到DCM50弹簧先导阀的设定值时,自动切换到DCM50的排放管线,将保护阀上腔压力释放,保护阀打开使系统泄压,当系统压力下降到DCM50的关闭压力时,DCM50将排放管线关闭,系统压力通过供应管线（supplyline和控制管线（controlline进入保护阀上腔,由于保护阀上腔的受压面积比密封面的面积大,当上腔有压力时,向下的力大于向上的力,阀门关闭。
隔离阀作为二级保护在正常运行状况下处于开启状态,此时保护阀处于关闭状态,当系统压力升高保护阀打开,系统泄压时,隔离阀仍处于开启状态,随着系统压力降低,保护阀回坐;若保护阀的电磁三通阀和DCM50弹簧先导阀同时失效或保护阀主阀卡涩不能回坐,系统压力进一步下降,当压力下降到隔离阀的电磁三通阀和DCM50弹簧先导阀的关闭压力时,系统压力通过supplyline和controlline进入隔离阀的上腔,使隔离阀关闭,保证系统的压力保持在系统要求的最低范围内,保证一回路的安全（若只有一级保护,当保护阀失效时,系统压力将一直降低到零,这将导致一回路大LOCA,严重影响堆芯的安全。
任何一个主阀的动作都必须由三通电磁阀或DCM50弹簧式先导阀引发,主
阀的结构简单的说是由一个阀瓣和一个活塞缸组成的,阀瓣的一端成活塞状可以在活塞缸内自由的活动,阀瓣的另一端是阀门的密封面,其与主阀的阀座接触,由于活塞的面积比阀瓣的面积要大,在两端的压力相同的情况下,很容易的知道,阀门处于关闭的位置同时有很好的密封。
安全阀主阀由一个保护阀和一个隔离阀组成,保护阀在前,实现阀组的正常功能,隔离阀在后,在保护阀不能回座时实现阀组的功能,适时的关闭,使一回路压力保持在系统要求的范围内,防止冷却剂流失。
压力P.P打开
P.P关闭
R.P打开
R.P关闭
保护先导隔离先导
时间
保护阀
隔离阀
图2主阀动作及系统压力变化示意图
图2中描述保护阀和隔离阀开启以及在保护阀关闭失效的情况下隔离阀关闭的过程。
当系统压力上升到○1（1.9PMa时,隔离阀开启,系统压力上升到○2（2.32PMa时,保护阀开启。
在系统压力降低到○3（1.87MPa时,保护阀关闭。
系统压力再次升高,开启保护阀,在压力降低过程中由于DMC50或电磁三通阀
故障导致保护阀关闭失败。
系统压力继续下降,在压力降低到○4（1.75MPa时关闭隔离阀。
三.弹簧先导阀（DMC50的工作原理（不考虑电磁三通阀的情况下
1.弹簧先导阀（DMC50的组成
○9○12
○13
○14
○10
○11
图3弹簧先导阀（DMC50和主阀的连接管线示意图○1ball小球○2needle阀针○3seat（上阀座○4piston（DMC50下部活塞○5disc盘（阀瓣○6seat（下阀座○7pistonvolume活塞下腔○8vavleheadvolume主阀上腔○9piston（DMC50上部活塞○10、○11drain疏水○12pulseline脉13supplyline供应管线○14controlline控制管线
冲管线○
如图3所示弹簧式先导阀由阀体、活塞、活塞导向槽、弹簧、疏水通道,小球、针、盘等部件构成。
2.弹簧先导阀的工作原理
在一个阀组上有两台DCM50弹簧式先导安全阀,两台DCM50的设定值是不同的,保护阀的DCM50的设定值要比隔离阀的DCM50的设定值高,以实现整个级联的功能。
弹簧式先导阀作用下保护阀动作值:
2.42MPa开启,2.27MPa
关闭;弹簧式先导阀作用下隔离阀动作值:
1.9MPa开启,1.75MPa关闭DCM50弹簧式先导阀主要由阀体、上下波纹管组件、球、阀针、弹簧垫片等组成。
通过上下两个“三通阀”来实现介质流道的切换,正常运行时（如图4,球和阀针接触,并且小球和上阀座脱开,系统介质沿supplyline进入下波纹管组件的活塞下腔（○7pistonvolume;在系统压力的作用下,下波纹管组件的活塞（○4piston向上移动,活塞阀瓣（○5disc和活塞（○4piston接触,系统介质沿controlline进入主阀的上腔（○8vavlehead,在系统介质的作用下（S1>S2,主阀处于关闭状态。
图4主阀关闭情况下DMC50的状态
系统压力沿pulseline作用在上波纹管组件（○9piston上,当系统压力升高时（如图5,上波纹管组件（○9piston在系统压力的作用下被压缩抬高（克服了一部分弹簧垫片作用在上波纹管组件上的力,阀针（○2needle和小球（○1ball在弹簧的作用下向上运动,小球（○1ball和上阀座（○3seat接触,给DCM50下腔供汽的通路被隔断。
图5系统压力上升,上部波纹管组件动作示意图
（如图6,7阀针和小球分离,DCM50下腔（○7pistonvolume的压力通过阀针中间的小孔和阀针后的排放管泄压,使下波纹管组件的活塞（○4piston回落,在弹簧的作用下阀瓣（○5disc下移和下阀座（○6seat接触,使的supplyline与controlline隔离。
同时,下波纹管组件的活塞（○4piston和阀瓣（○5disc分离,主阀上腔压力通过控制管线（controlline和波纹管组件中间的泄压通道泄压,主阀开启,系统压力下降。
图6系统压力上升,上部波纹管组件动作示意图
图7系统压力上升,上部波纹管组件动作示意图
当系统压力下降到DCM50的关闭压力时,弹簧垫片作用在上波纹管组件上的压力大于系统作用在上波纹管组件上的压力,上波纹管组件在弹簧垫片和自身弹性的作用下回落并压迫阀针向下运动,阀针回落重新和球接触,继续向下运动使球和上阀座脱离,系统压力通过供应管线（supplyline进入DCM50的下腔,使下波纹管组件上升,活塞和阀瓣接触,下波纹管组件继续上升使阀瓣和下阀座脱离,系统压力通过控制管线（controlline进入主阀上腔,主阀关闭,回到正常运行状态。
如图8所示,在系统的压力升高过程,DMC50动作示意图。
图8
四.电磁三通阀的功能
电磁驱动的三通隔离阀的作用对应于保护阀和隔离阀稍有区别,但主要功能是相同的:
在正常工况下当压力升高到三通阀电磁的设定值时,由仪控模块给出阀门开启的信号,电磁阀通电,使电磁三通阀向上运动关闭DCM50下腔的供应管线（supplyline,切换到DCM50下腔的排放管线使DCM50下腔泄压,下活塞向下运动,活塞和阀瓣脱离,主阀上腔的压力被释放,主阀打开。
图9
五.现场实验装置的结构、功能
现场试验装置也是一个三通阀,在正常运行状态下,脉冲管线（impulseline处于和系统压力相同的状态,三通阀起到与外界隔离的作用。
如现在要进行DCM50弹簧式先导阀的设定值检查。
方法一（图10:
在系统带压的情况下,在现场试验装置上接外部气源,打开气瓶的减压阀,通过现场试验箱上的调压阀来调节压力,当外部气源的压力大于系统压力时,三通阀切断系统压力,通过外部气源向DCM50上腔加压,通过调节调压阀的开度调节外部气源的压力缓慢升高外部气源的压力,使DCM50打开,从电子压力表上读出数据（通过观察电子压力表的读数突变来确定DCM50的设定值;
图10
方法一（系统带压不建议在我电站实施,TNPP余热导出系统安全阀的排放口是敞开式的,没有专门的收集管线,一回路高放介质直接排放到反应堆厂房的地面。
系统带压时一旦DCM50弹簧式先导阀动作后将直接引起主阀的动作。
如果试验时系统带压,进行试验时势必会有大量的一回路介质通过安全阀排放到反应堆厂房的地面,造成厂房的污染。
故在我电站进行DCM50弹簧式先导安全阀设定值检查时,我们采取系统部分隔离后排空系统介质,用压缩空气或氮气模拟系统压力变化达到检查先导阀设定值目的。
方法二（如图11:
在没有系统压力的情况下实现DCM50设定值的在线检查。
从气瓶再接一根管子到DCM50的供应管线（supplyline来模拟系统压力,进行试验时,先将外接气源接到现场试验箱上,然后从现场试验箱分别将两根管接到DCM50的供应管线（supplyline和脉冲管线（impulse
line上,打开供应管线上的调压阀将压力调节到系统正常运行的压力值,然后打开脉冲管线的调压阀,通过调节调压阀的开度调节外部气源的压力缓慢升高外部气源的压力,使DCM50打开,从电子压力表上读出数据（通过观察电子压力表的读数突变来确定DCM50的设定值并记录在表格上,每个DCM50的设定值检查要进行三遍,将每次的值填在表格里取平均值和要求的设定值进行比较,确定是否需要对设定值进行调整。
图11
JNA安全阀学习资料参考资料：
《Operationandmaintenancemanual》（Pilotoperatedsafetyreliefvalve（PIS142MO4815/15
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