Vannes à guillotine utilisées pour les centrales nucléaires

La vanne nucléaire fait référence aux vannes utilisées dans l'île nucléaire (NI), l'île conventionnelle (CI) et les installations auxiliaires, le reste du système d'île nucléaire (BOP) de la centrale. Ces vannes peuvent être divisées en classe Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, non nucléaires en fonction de ses exigences de sécurité dans l'ordre. Les vannes sont l'équipement de contrôle le plus utilisé pour le transport des fluides et la partie essentielle de la centrale nucléaire.

L'île nucléaire est au cœur d'une centrale nucléaire où l'énergie nucléaire est convertie en énergie thermique, y compris le système d'alimentation en vapeur nucléaire (NSSS) et l'installation auxiliaire de l'île nucléaire (INB). Le NCI est le fer de lance des centrales nucléaires, où la chaleur est convertie en électricité (y compris les turbines à vapeur jusqu’à la production d’énergie). L'utilisation des vannes dans les trois systèmes NI, CI et BOP est respectivement de 43.5%, 45% et 11.5%.

Une centrale nucléaire à réacteur à eau pressurisée nécessitera environ 1.13 millions de vannes NI, qui peuvent être divisées en vannes à vanne, vannes à soupape, vannes anti-retour, vannes à boisseau sphérique, vannes papillon, vannes à membrane, vannes de surpression et vannes de régulation (de contrôle) selon types de vannes. Cette section présente principalement les robinets-vannes des classes de sécurité nucléaire (spécification) safety et Ⅱ.

Le diamètre des vannes à obturateur de l’îlot nucléaire est généralement DN 80mm-350mm. Les pièces forgées sont suggérées; être utilisé pour les corps de vannes de vanne de classe Ⅰ et les pièces moulées sont autorisées pour les corps de vannes de classe nucléaire 2 et 3. Cependant, les pièces forgées sont souvent utilisées car la qualité de la coulée n’est pas facile à contrôler et à garantir. Le corps de la vanne et le chapeau de la vanne nucléaire sont généralement reliés par une bride, ce qui ajoute un processus de soudage à lèvre et rend la fermeture plus fiable. Afin d’éviter les fuites du fluide, la bande d’emballage à double couche est généralement adoptée et le dispositif de prétension à ressort à disque est utilisé pour empêcher le desserrage de l’emballage. Ces vannes peuvent être actionnées manuellement ou électriquement. L'influence de l'inertie de rotation du moteur sur la force de fermeture doit être prise en compte pour le dispositif de transmission électrique de la vanne électrique. Il est préférable d’utiliser le moteur avec une fonction de freinage pour éviter les surcharges.

En fonction de la structure de son corps, la vanne à vanne nucléaire peut être divisée en une vanne à vanne simple à coin élastique, une vanne à double vanne à section, une vanne à double vanne parallèle avec précontrainte de ressort et une vanne à double vanne parallèle avec bloc supérieur.

La vanne à simple porte élastique du type à coin est caractérisée par ses sièges d’étanchéité fiables et il est nécessaire d’adapter l’angle entre la surface d’étanchéité de la porte et le corps de la vanne, ce qui est largement utilisé dans le système de boucle principale des centrales nucléaires. La vanne à double plateau de type à coin est une vanne commune dans une centrale thermique, son angle à double plateau de coin peut être ajusté par lui-même, une étanchéité plus fiable et un entretien pratique.

Une charge de vanne à double vanne parallèle avec précontrainte de ressort n'augmentera pas brusquement si la porte est fermée, mais la porte ne libère jamais le siège de vanne constitué par le ressort lorsqu'il est ouvert et fermé, ce qui entraîne une usure accrue de la surface d'étanchéité. La soupape à double vanne de type parallèle du bloc supérieur offre une performance d’étanchéité plus fiable qui consiste à caler le plan incliné des deux portes avec le bloc supérieur afin de fermer la vanne.

La vanne à vanne sans garniture est également utilisée dans l’îlot nucléaire. La vanne à commande hydraulique qui dépend de sa propre eau sous pression pour pousser le piston à ouvrir ou à fermer la vanne. La vanne électrique entièrement fermée utilise un moteur spécial pour actionner la porte au moyen d'un mécanisme de décélération de la planète interne qui est immergé dans l'eau. Cependant, ces deux vannes ont des inconvénients de structure complexe et de coût élevé.

D'une manière générale, les vannes d'arrêt pour îlots nucléaires devraient avoir les caractéristiques suivantes:

1) Vanne parallèle à double plaque hydraulique à souder avec une pression nominale PN17.5 Mpa, température de fonctionnement jusqu’à 315 et diamètre nominal DN350 ~ 400mm.

La vanne double à obturateur électrique de type 2 ® appliquée dans le circuit primaire de liquide de refroidissement à eau légère correspond à la pression nominale PN45.0Mpa, à la température 500 et au diamètre nominal DN500mm.

3） La vanne à double vanne électrique à clavette utilisée sur la route principale d'une centrale nucléaire avec réacteur à modérateur en graphite doit correspondre à la pression nominale PN10.0Mpa, au diamètre nominal DN800mm et à la température de fonctionnement jusqu'à 290.

4) La vanne à plaques élastiques électriques connectées et soudées est adoptée sur les canalisations de vapeur et d’eau de process des turbines à vapeur avec une pression nominale pn2.5mpa, température de fonctionnement 200 ℃, diamètre nominal DN100 ~ 800mm.

5 La vanne à double vanne avec trou de déviation est utilisée dans la centrale nucléaire à réacteur à eau bouillante à forte puissance au graphite. Sa pression nominale est PN8.0MPa tandis que l'ouverture ou la fermeture de la vanne est effectuée lorsque la chute de pression est ≤1.0MPa.

6) La vanne à plaque élastique avec garniture d’étanchéité gelée est idéale pour les centrales nucléaires à réacteurs rapides.

7) Vanne à double vanne à clapet à chapeau auto-obturant à pression interne pour unité de réacteur hydro-hydraulique avec une pression nominale pn16.0mpa et un diamètre nominal DN500mm.

8) Les vannes à guillotine double à compenser avec ressorts papillon sur les pièces de déplacement sont normalement boulonnées et soudées.