صمامات البوابة المستخدمة في المحطة النووية

يشير الصمام النووي إلى الصمامات المستخدمة في الجزيرة النووية (NI)، والجزيرة التقليدية (CI) والمرافق المساعدة، وتوازن نظام الجزيرة النووية (BOP) لمحطة الطاقة. يمكن تقسيم هذه الصمامات إلى فئات Ⅰ، Ⅱ، Ⅲ، غير نووية حسب متطلباتها الأمنية بالتسلسل. تعد الصمامات من أكثر معدات التحكم استخدامًا التي تنقل وسائط التدفق وهي الجزء الأساسي في محطة الطاقة النووية.

الجزيرة النووية هي قلب محطة الطاقة النووية حيث يتم تحويل الطاقة النووية إلى طاقة حرارية، بما في ذلك نظام إمداد البخار النووي (NSSS) والمنشأة المساعدة للجزيرة النووية (BNI). إن NCI هو العمود الفقري لمحطات الطاقة النووية، حيث يتم تحويل الحرارة إلى كهرباء (بما في ذلك توربينات البخار على طول الطريق لإنتاج الطاقة). استخدام الصمامات في الأنظمة الثلاثة NI، CI وBOP هو 43.5%، 45%، و11.5% على التوالي.

ستحتاج محطة الطاقة النووية بمفاعل الماء المضغوط إلى حوالي 1.13 مليون صمام NI، والتي يمكن تقسيمها إلى صمامات بوابة، وصمامات كروية، وصمامات فحص، وصمامات كروية، وصمامات فراشة، وصمامات غشائية، وصمامات تخفيف الضغط، وصمامات تنظيم (تحكم) وفقًا لـ أنواع الصمامات. يقدم هذا القسم بشكل أساسي صمامات البوابة في فئتي (مواصفات) الأمان النووي Ⅰ وⅡ.

يبلغ قطر صمامات البوابة للجزيرة النووية بشكل عام DN 80mm-350mm. يقترح المطروقات. يمكن استخدامها لأجسام صمامات البوابة من الدرجة Ⅰ والمسبوكات مسموح بها لأجسام صمامات البوابة من الفئة النووية 2 و3. ومع ذلك، غالبًا ما يتم استخدام المطروقات لأنه ليس من السهل التحكم في جودة الصب وضمانها. عادة ما يكون جسم الصمام وغطاء الصمام النووي متصلين بشفة، مما يضيف عملية لحام ختم الشفة ويجعل الختم أكثر موثوقية. من أجل منع تسرب الوسط، عادة ما يتم اعتماد حزام التعبئة ذو الطبقة المزدوجة، ويتم استخدام جهاز الشد الزنبركي القرصي لمنع ارتخاء التعبئة. يمكن تشغيل صمامات البوابة هذه يدويًا أو كهربائيًا. يجب أن يؤخذ تأثير القصور الذاتي الدوراني للمحرك على قوة الإغلاق في جهاز النقل الكهربائي لصمام البوابة الكهربائية. من الأفضل استخدام المحرك مع وظيفة الكبح لمنع الحمل الزائد.

وفقًا لهيكل جسمها، يمكن تقسيم صمام البوابة النووية إلى صمام بوابة مفرد إسفيني مرن، وصمام بوابة إسفيني مزدوج، وصمام بوابة مزدوج متوازي مع شد زنبركي، وصمام بوابة مزدوج متوازي مع كتلة علوية.

يتميز صمام البوابة المفرد المرن من النوع الإسفين بمقاعد الختم الموثوقة ويتطلب مطابقة الزاوية بين سطح الختم للبوابة وجسم الصمام، والذي يستخدم على نطاق واسع في نظام الحلقة الرئيسية لمحطات الطاقة النووية. صمام البوابة ذو اللوحة المزدوجة من النوع الإسفيني هو صمام شائع في محطة الطاقة الحرارية، ويمكن تعديل زاوية اللوحة المزدوجة الإسفينية بنفسها، وختم أكثر موثوقية وصيانة مريحة.

لن يزيد الحمل على صمام البوابة المزدوجة المتوازي مع التحميل المسبق للزنبرك بشكل حاد عند إغلاق البوابة، لكن البوابة لا تحرر أبدًا مقعد الصمام الذي صنعه الزنبرك عند فتحه وإغلاقه، مما يؤدي إلى مزيد من تآكل سطح الختم. يوفر صمام البوابة المزدوجة من النوع المتوازي للكتلة العلوية أداء إغلاق أكثر موثوقية والذي يستخدم الكتلة العلوية لجعل المستوى المائل للبوابتين متدرجًا لإغلاق صمام البوابة.

كما يتم استخدام صمام البوابة بدون تعبئة في الجزيرة النووية. صمام البوابة الذي يعمل هيدروليكيًا والذي يعتمد على الماء المضغوط الخاص به لدفع المكبس لفتح الصمام أو إغلاقه. يستخدم صمام البوابة الكهربائية المغلق بالكامل محركًا خاصًا لتشغيل البوابة عن طريق آلية تباطؤ الكوكب الداخلي المغمورة في الماء. ومع ذلك، فإن هذين الصمامين البوابيين لهما عيوب الهيكل المعقد والتكلفة العالية.

بشكل عام، يجب أن تكون مميزات صمامات البوابة للجزر النووية:

1) صمام البوابة المتوازي للوحة البوابة الهيدروليكية المزدوجة الملحومة مع الضغط الاسمي PN17.5 Mpa، درجة حرارة العمل تصل إلى 315 درجة مئوية والقطر الاسمي DN350~400mm.

2) سيكون صمام البوابة المزدوجة من نوع الإسفين الكهربائي المطبق في الدائرة الأولية لمبرد الماء الخفيف هو الضغط الاسمي PN45.0Mpa ودرجة الحرارة 500 درجة مئوية والقطر الاسمي DN500mm.

3) يجب أن يكون صمام البوابة المزدوجة من نوع الإسفين الكهربائي المستخدم في الطريق الرئيسي لمحطة الطاقة النووية مع مفاعل مهدئ بالجرافيت هو الضغط الاسمي PN10.0Mpa والقطر الاسمي DN800mm ودرجة حرارة التشغيل حتى 290 درجة مئوية.

4) تم اعتماد صمام البوابة ذو اللوحة المرنة الكهربائية الملحومة على أنابيب المياه البخارية والمعالجة لمصنع التوربينات البخارية مع ضغط اسمي pn2.5mpa، ودرجة حرارة العمل 200 درجة مئوية، والقطر الاسمي DN100~800mm.

5) يتم استخدام صمام البوابة المزدوجة مع فتحة التحويل في محطة الطاقة النووية لمفاعل الماء المغلي المهدرج بالجرافيت عالي الطاقة. ضغطه الاسمي هو PN8.0MPa بينما يتم فتح أو إغلاق الصمام عندما يكون انخفاض الضغط .01.0MPa.

6) يعتبر صمام البوابة ذو اللوحة المرنة مع التعبئة الختمية المجمدة مثاليًا لمحطة الطاقة النووية ذات المفاعل السريع.

7) صمام بوابة مزدوج من النوع الإسفيني ذاتي الغلق للضغط الداخلي لوحدة مفاعل الطاقة المائية مع ضغط اسمي pn16.0mpa وقطر اسمي DN500mm.

8) عادةً ما تكون صمامات البوابة المزدوجة من النوع الإسفيني المزودة بنوابض فراشة على أجزاء الحركة مثبتة بمسامير وملحومة ومختومة.