Válvulas de compuerta utilizadas para plantas nucleares.

Válvula nuclear se refiere a las válvulas utilizadas en la Isla Nuclear (NI), la Isla Convencional (CI) y las instalaciones auxiliares, el equilibrio del sistema de Isla Nuclear (BOP) de la central eléctrica. Estas válvulas se pueden dividir en clase Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, no nucleares según sus requisitos de seguridad en secuencia. Las válvulas son el equipo de control más utilizado para el transporte de medios fluidos y la parte esencial de la central nuclear.

Nuclear Island es el núcleo de una planta de energía nuclear donde la energía nuclear se convierte en energía térmica, incluido el Sistema de suministro de vapor nuclear (NSSS) y la instalación auxiliar de Nuclear Island (BNI). El NCI es el caballo de batalla de las centrales nucleares, donde el calor se convierte en electricidad (incluidas las turbinas de vapor hasta la producción de energía). El uso de válvulas en los tres sistemas de NI, CI y BOP es 43.5%, 45% y 11.5% respectivamente.

Una central nuclear con reactor de agua a presión necesitará alrededor de 1,13 millones de válvulas NI, que se pueden dividir en válvulas de compuerta, válvulas de globo, válvulas de retención, válvulas de bola, válvulas de mariposa, válvulas de diafragma, válvulas de alivio de presión y válvulas de regulación (control) según las tipos de válvulas. Esta sección presenta principalmente válvulas de compuerta en las clases (especificación) de seguridad nuclear Ⅰ y Ⅱ.

El diámetro de las válvulas de compuerta para isla nuclear es generalmente DN 80 mm-350 mm. Se sugieren forjados; se pueden usar para cuerpos de válvulas de compuerta de clase grado Ⅰ y se permiten piezas fundidas para cuerpos de válvulas de compuerta de clase nuclear 2 y 3. Sin embargo, las piezas forjadas se usan a menudo porque la calidad de la fundición no es fácil de controlar y garantizar. El cuerpo de la válvula y el casquete de la válvula nuclear generalmente están conectados con bridas, lo que agrega un proceso de soldadura de sellado de labios y hace que el sellado sea más confiable. Para evitar fugas del medio, generalmente se adopta la correa de empaque de doble capa y se utiliza el dispositivo de pretensión de resorte de disco para evitar que el empaque se afloje. Estas válvulas de compuerta pueden accionarse manual o eléctricamente. Se debe tener en cuenta la influencia de la inercia rotacional del motor sobre la fuerza de cierre del dispositivo de transmisión eléctrica de la válvula de compuerta eléctrica. Es mejor utilizar el motor con función de frenado para evitar sobrecargas.

Según la estructura de su cuerpo, la válvula de compuerta nuclear se puede dividir en válvula de compuerta simple elástica de cuña, válvula de compuerta doble de cuña, válvula de compuerta doble paralela con pretensión de resorte y válvula de compuerta doble paralela con bloque superior.

La válvula de compuerta única elástica tipo cuña se caracteriza por sus asientos de sellado confiables y se requiere la coincidencia del ángulo entre la superficie de sellado de la compuerta y el cuerpo de la válvula, lo cual se usa ampliamente en el sistema de circuito principal de las plantas de energía nuclear. La válvula de compuerta de doble placa tipo cuña es una válvula común en las centrales térmicas, su ángulo de cuña de doble placa se puede ajustar por sí sola, sellado más confiable y mantenimiento conveniente.

La carga de una válvula de doble compuerta paralela con precarga de resorte no aumentará bruscamente cuando la compuerta esté cerrada, pero la compuerta nunca libera el asiento de la válvula formado por el resorte cuando se abre y se cierra, lo que provoca un mayor desgaste de la superficie de sellado. La válvula de compuerta doble de tipo paralelo de bloque superior proporciona un rendimiento de sellado más confiable que el uso del bloque superior para hacer que el plano inclinado de las dos compuertas se tambalee para cerrar la válvula de compuerta.

En la isla nuclear también se utiliza válvula de compuerta sin empaquetadura. La válvula de compuerta operada hidráulicamente que depende de su propia agua presurizada para empujar el pistón para abrir o cerrar la válvula. La válvula de compuerta eléctrica completamente cerrada utiliza un motor especial para operar la compuerta mediante un mecanismo de desaceleración planetario interno que está sumergido en agua. Sin embargo, estas dos válvulas de compuerta tienen las desventajas de una estructura compleja y un alto costo.

En términos generales, las características de las válvulas de compuerta para islas nucleares deberían ser:

1) Válvula de compuerta paralela de placa de doble compuerta hidráulica soldada con presión nominal PN17.5 Mpa, temperatura de trabajo de hasta 315 ℃ y diámetro nominal DN350 ~ 400 mm.

2）La válvula de doble compuerta eléctrica tipo cuña aplicada en el circuito primario de refrigerante de agua ligera tendría una presión nominal PN45.0Mpa, una temperatura de 500 ℃ y un diámetro nominal de DN500 mm.

3）La válvula eléctrica de doble compuerta tipo cuña utilizada en la vía principal de una central nuclear con reactor moderado por grafito debe tener una presión nominal de PN10,0 Mpa, un diámetro nominal de DN800 mm y una temperatura de funcionamiento de hasta 290 ℃.

4) La válvula de compuerta de placa elástica eléctrica conectada soldada se adopta en tuberías de vapor y agua de proceso de plantas de turbinas de vapor con una presión nominal pn2.5mpa, temperatura de trabajo 200 ℃, diámetro nominal DN100 ~ 800 mm.

5）La válvula de doble compuerta con orificio de desvío se utiliza en la planta de energía nuclear con reactor de agua en ebullición moderado por grafito de alta potencia. Su presión nominal es PN8.0MPa mientras que la apertura o cierre de la válvula se realiza cuando la caída de presión es ≤1.0MPa.

6) La válvula de compuerta de placa elástica con empaque de sellado congelado es ideal para plantas de energía nuclear de reactor rápido.

7) Válvula de doble compuerta tipo cuña con capó autosellante de presión interna para unidad de reactor hidroeléctrico de agua con presión nominal pn16.0mpa y diámetro nominal DN500mm.

8) Las válvulas de doble compuerta tipo cuña con resortes de mariposa en las piezas de desplazamiento normalmente están atornilladas, bridadas y selladas con soldadura.