Задвижки, используемые на атомной станции

Ядерный клапан относится к клапанам, используемым на ядерном острове (NI), обычном острове (CI) и вспомогательных объектах, балансе системы ядерного острова (BOP) электростанции. Эти клапаны можно последовательно разделить на классы Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, неядерные, в соответствии с требованиями безопасности. Клапаны являются наиболее используемым регулирующим оборудованием, транспортирующим текучие среды, и важной частью атомной электростанции.

Ядерный остров — это ядро атомной электростанции, где ядерная энергия преобразуется в тепловую энергию, включая систему подачи ядерного пара (НССС) и вспомогательную установку ядерного острова (БНИ). NCI — это «рабочие лошадки» атомных электростанций, где тепло преобразуется в электричество (включая паровые турбины вплоть до выработки электроэнергии). Использование клапанов в трех системах NI, CI и BOP составляет 43.5%, 45% и 11.5% соответственно.

Для атомной электростанции с реактором с водой под давлением потребуется около 1,13 миллиона клапанов НИ, которые можно разделить на задвижки, шаровые клапаны, обратные клапаны, шаровые краны, дроссельные клапаны, мембранные клапаны, предохранительные клапаны и регулирующие (регулирующие) клапаны в соответствии с типы клапанов. В этом разделе в основном представлены задвижки классов ядерной безопасности (спецификация) Ⅰ и Ⅱ.

Диаметр задвижек для Nuclear Island обычно составляет DN 80–350 мм. Предлагаются поковки; может использоваться для корпусов задвижек класса Ⅰ, а для корпусов задвижек ядерного класса 2 и 3 допускается отливка. Однако часто используются поковки, поскольку качество литья нелегко контролировать и гарантировать. Корпус клапана и крышка ядерного клапана обычно соединены фланцем, что добавляет процесс сварки манжетного уплотнения и делает уплотнение более надежным. Чтобы предотвратить утечку среды, обычно используется двухслойная упаковочная лента, а устройство предварительного натяжения дисковой пружины используется для предотвращения ослабления упаковки. Эти задвижки могут иметь ручной или электрический привод. Влияние инерции вращения электродвигателя на силу закрытия следует принять за электротрансмиссионное устройство электрической задвижки. Лучше использовать двигатель с функцией торможения, чтобы предотвратить перегрузку.

По конструкции корпуса ядерную задвижку можно разделить на клиновую эластичную одинарную задвижку, клиновую двойную задвижку, параллельную двойную задвижку с предварительным натяжением пружины и параллельную двойную задвижку с верхним блоком.

Эластичный одинарный затвор клинового типа характеризуется надежными уплотнительными седлами, и требуется соответствие угла между уплотнительной поверхностью задвижки и корпусом клапана, что широко используется в системе основного контура атомных электростанций. Задвижка клинового типа с двумя пластинами является обычным клапаном на тепловых электростанциях, угол клиновой двойной пластины можно регулировать самостоятельно, что обеспечивает более надежное уплотнение и удобство обслуживания.

Нагрузка параллельного двойного затвора с предварительным натягом пружины не будет резко увеличиваться при закрытии затвора, но затвор никогда не освобождает седло клапана, образованное пружиной, при его открытии и закрытии, что приводит к большему износу уплотняющей поверхности. Двойная задвижка параллельного типа с верхним блоком обеспечивает более надежную герметичность: при использовании верхнего блока наклонная плоскость двух задвижек сдвигается в шахматном порядке и закрывается задвижка.

Задвижка без уплотнения также используется на ядерном острове. Задвижка с гидравлическим приводом, которая использует собственную воду под давлением, которая толкает поршень и открывает или закрывает клапан. Полностью закрытая электрическая задвижка использует специальный двигатель для управления затвором посредством механизма замедления внутренней планеты, который погружен в воду. Однако эти две задвижки имеют такие недостатки, как сложная конструкция и высокая стоимость.

В целом, характеристиками задвижек для ядерных островов должны быть:

1) Сварная гидравлическая параллельная задвижка с двойной задвижкой с номинальным давлением PN17,5 МПа, рабочей температурой до 315 ℃ и номинальным диаметром DN 350 ~ 400 мм.

2) Электрический клиновой двойной затвор, используемый в первом контуре легководного теплоносителя, имеет номинальное давление PN45,0 МПа, температуру 500 ℃ и номинальный диаметр DN500 мм.

3) Электрический клиновой затвор с двойной задвижкой, используемый на главном пути атомной электростанции с реактором с графитовым замедлителем, должен иметь номинальное давление PN10,0 МПа, номинальный диаметр DN800 мм и рабочую температуру до 290 ℃.

4) Приварная электроэластичная пластинчатая задвижка применяется на трубах пара и технологической воды паротурбинной установки с номинальным давлением pn2,5 МПа, рабочей температурой 200℃, номинальным диаметром DN100~800мм.

5) Двойная задвижка с перепускным отверстием используется на атомных электростанциях с реактором высокой мощности с графитовым замедлителем и кипящей водой. Его номинальное давление составляет PN8,0 МПа, а открытие или закрытие клапана осуществляется при перепаде давления ≤1,0 МПа.

6) Задвижка с эластичной пластиной и замороженной уплотнительной набивкой идеально подходит для атомных электростанций с быстрыми реакторами.

7) Задвижка клиновая двустворчатая с крышкой внутреннего давления самоуплотняющейся для водно-гидроэнергетического энергоблока с номинальным давлением Ру16,0МПа и номинальным диаметром Ду500мм.

8) Двойные задвижки клинового типа с дроссельными пружинами на ходовых частях обычно крепятся болтами и привариваются.