БЛОК УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМОЙ ПАССИВНОЙ ЗАЩИТЫ ТРУБОПРОВОДОВ
CONTROL UNIT OF PASSIVE PIPELINE PROTECTION SYSTEM

Изобретение относится к машиностроению, а именно к арматуростроению, конкретно к арматурным средствам безопасности, и может быть применено в защитах различных технологических трубопроводов, в том числе атомных станций, нефтегазопроводах, тепло- и водоснабжения.
Известен блок управления системой пассивной защиты трубопроводов (см. журнал ТПА №3-2016 г., с. 62-63 «Снова о разливах и гейзерах», автор В.П. Эйсмонт), содержащий трубопроводную арматуру, управляемую гидроцилиндром, связанным с настраиваемым на определенный перепад давления мембранным механизмом управления с пружинным задатчиком.
К недостаткам известной конструкции относится низкая надежность из-за наличия возможных отказов при работе на «грязных» средах, имеющих механические примеси.
Известен также клапанный блок управления защиты трубопроводов (см. Пхоун Лин Чайн «Пассивные исполнительные элементы аварийного воздействия на реактивность и охлаждение активных зон ядерных энергетических установок». Диссертация на соискание ученой степени к.т.н. с. 103-105, научный руководитель д.т.н. профессор Р.Р. Ионайтис, Москва, 2009; а также журнал ТПА №4-2014 г., с. 19-20), прототип, содержащий емкость (ресивер), соединенную с защищаемым трубопроводом с установленным на нем электромагнитными распределителями подачи среды в привод и сброса ее в атмосферу и обратных клапанов, установленных на линии подачи в емкость управляющей среды из контура либо из соответствующего источника.
К недостаткам известной конструкции относится низкая надежность, обусловленная невозможностью срабатывания системы при отсутствии электроэнергии из-за наличия в блоке электромагнитных распределителей, а также наличие сброса среды в атмосферу, что допустимо не для каждого вида управляющей среды.
Технической задачей, решаемой настоящим изобретением, является повышение надежности работы блока управления системой пассивной защиты трубопроводов.
Поставленная задача решается тем, что блок управления системой пассивной защиты трубопроводов, содержащий емкость, соединенную с защищаемым трубопроводом, и обратный клапан, при этом емкость, соединенная с защищаемым трубопроводом, разделена подвижно герметично на две полости, одна соединена с защищаемым трубопроводом, а другая двумя линиями с емкостью гидроаккумулятора с изменяемым объемом, выполняющей роль дренажа, одна линия соединена напрямую через обратный клапан, а вторая линия через механизм управления, гидропривод трубопроводной арматуры и через гидроцилиндр гидроаккумулятора, образуя при этом замкнутый контур, заполненный рабочей жидкостью, при этом гидроаккумулятор содержит гидроцилиндр, через рычажный механизм кинематически связанный с управляемым задатчиком весового типа.
На фиг. 1 изображена схема блока управления системой пассивной защиты трубопроводов, находящихся под технологическим давлением (управляемый затвор трубопроводной арматуры (ТПА) открыт);
На фиг. 2 изображена схема блока управления системой пассивной защиты трубопроводов с пониженным технологическим давлением (управляемый затвор ТПА закрыт);
На фиг. 3 изображена схема блока управления системой пассивной защиты трубопроводов с отсутствием в трубопроводе технологического давления (управляемый затвор ТПА закрыт).
Блок управления системой пассивной защиты трубопроводов состоит из емкости 1, разделенной герметично подвижно диском 2 на две полости, нижняя полость 3 соединена с защищаемым трубопроводом 4, в котором установлен исполнительный механизм 5 (отсечная либо запорная ТПА, управляемая гидроприводом с механизмом настройки), и верхней полости 6, соединенной двумя параллельными линиями с емкостью 7 гидроаккумулятора 8, при этом одна линия 9 соединена напрямую и снабжена обратным клапаном 10, а другая линия 11 через механизм настройки исполнительного механизма 5, гидроцилиндр 12, кинематически связанный рычажным механизмом 13 с управляющим весового типа задатчиком 14, находящимся внутри емкости 7 и взаимодействующим с герметично подвижным диском 15, образующим полость 16, выполняющую роль дренажа.
Исходное положение блока управления системой пассивной защиты трубопроводов (без использования какой-либо энергии кроме энергии проводимой среды).
Трубопровод 4, полость 3 емкости 1 находятся под технологическим давлением. При этом весь контур, состоящий из полости 6, емкости 1, линии 9 до обратного клапана 10, линии 11, исполнительного механизма 5, гидроцилиндра 12 и полости 16 емкости 7, заполнен рабочей жидкостью, находящейся в уравновешенном с технологическим давлением состоянии.
При снижении технологического давления в трубопроводе 4 до расчетного, настроенного механизмом настройки в исполнительном механизме 5, производится срабатывание последнего и затвор ТПА перекрывает трубопровод 4 и рабочая жидкость (это может быть вода с ингредиентами, индустриальное масло, незамерзающая жидкость и т.п.) поступает по линии 11 в полость 16 емкости 7, поднимая диск 15 до задатчика 14.
Для устранения возникших неполадок, повлекших за собой понижение давления в защищаемом технологическом трубопроводе 4, снижают давление до атмосферного, при этом расчетный вес задатчика 14 рычажного механизма 13 под собственным весом воздействует на диск 15, через обратный клапан 10, линию 9 и линию 11 от гидроцилиндра 12 перемещает рабочую жидкость в полость 6 емкости 1, при этом затвор ТПА исполнительного механизма 5 остается закрытым.
При последующем повышении давления в технологическом трубопроводе 4 диск 2 перемещает из полости 6 рабочую жидкость по линиям 11 через настраиваемый механизм исполнительного механизма 5 в гидропривод ТПА и гидроцилиндр 12 гидроаккумулятора 8, тем самым открывая затвор ТПА исполнительного механизма 5 и поднимая задатчик 14. Блок управления системой пассивной защиты трубопроводов готов к работе.
Таким образом, благодаря тому, что гидропривод ТПА с механизмом настройки замкнуты в заполненной рабочей жидкостью в единый контур с емкостью взаимодействующий через подвижно-герметичный диск с проводимой средой и емкостью гидроаккумулятора, выполняющего роль дренажа, повышает не только надежность блока, но и повышает степень экологической безопасности.