วาล์วประตูที่ใช้ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์

วาล์วนิวเคลียร์หมายถึงวาล์วที่ใช้ในเกาะนิวเคลียร์ (NI) เกาะธรรมดา (CI) และสิ่งอำนวยความสะดวกเสริม ความสมดุลของระบบเกาะนิวเคลียร์ (BOP) ของโรงไฟฟ้า วาล์วเหล่านี้สามารถแบ่งออกเป็นคลาส Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, ไม่ใช่นิวเคลียร์ตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัยตามลำดับ วาล์วเป็นอุปกรณ์ควบคุมที่ใช้มากที่สุดในการขนส่งตัวกลางการไหลและเป็นส่วนสำคัญของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์

เกาะนิวเคลียร์เป็นแกนหลักของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่พลังงานนิวเคลียร์ถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อน รวมถึงระบบจ่ายไอน้ำนิวเคลียร์ (NSSS) และโรงงานเสริมเกาะนิวเคลียร์ (BNI) NCI เป็นตัวขับเคลื่อนของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ โดยความร้อนจะถูกแปลงเป็นไฟฟ้า (รวมถึงกังหันไอน้ำไปจนถึงการผลิตไฟฟ้า) การใช้งานวาล์วใน 3 ระบบ NI, CI และ BOP คือ 43.5%, 45% และ 11.5% ตามลำดับ

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เครื่องปฏิกรณ์น้ำแรงดันจะต้องใช้วาล์ว NI ประมาณ 1.13 ล้านวาล์ว ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็นวาล์วประตู โกลบวาล์ว เช็ควาล์ว บอลวาล์ว วาล์วปีกผีเสื้อ วาล์วไดอะแฟรม วาล์วระบายความดัน และวาล์วควบคุม (ควบคุม) ตาม ประเภทของวาล์ว ในส่วนนี้จะแนะนำวาล์วประตูในคลาสความปลอดภัยทางนิวเคลียร์ (ข้อกำหนด) Ⅰ และ Ⅱ เป็นหลัก

เส้นผ่านศูนย์กลางของวาล์วประตูสำหรับเกาะนิวเคลียร์โดยทั่วไปคือ DN 80 มม. - 350 มม. แนะนำให้ตีขึ้นรูป ใช้สำหรับตัววาล์วประตูของคลาสเกรด Ⅰ และอนุญาตให้ทำการหล่อสำหรับตัววาล์วประตูของนิวเคลียร์คลาส 2 และ 3 อย่างไรก็ตาม การตีขึ้นรูปมักใช้เนื่องจากคุณภาพการหล่อนั้นควบคุมและรับประกันได้ไม่ง่าย ตัววาล์วและฝากระโปรงของวาล์วนิวเคลียสมักจะเชื่อมต่อแบบแปลน ซึ่งเพิ่มกระบวนการเชื่อมแบบซีลปาก และทำให้การซีลมีความน่าเชื่อถือมากขึ้น เพื่อป้องกันการรั่วไหลของตัวกลาง มักใช้สายพานบรรจุสองชั้น และใช้อุปกรณ์ยึดสปริงดิสก์เพื่อป้องกันการคลายตัวของบรรจุภัณฑ์ วาล์วประตูเหล่านี้สามารถขับเคลื่อนด้วยตนเองหรือด้วยระบบไฟฟ้า ควรใช้อิทธิพลของความเฉื่อยในการหมุนของมอเตอร์ต่อแรงปิดสำหรับอุปกรณ์ส่งไฟฟ้าของวาล์วประตูไฟฟ้า ควรใช้มอเตอร์ที่มีฟังก์ชันเบรกเพื่อป้องกันการโอเวอร์โหลด

ตามโครงสร้างร่างกาย วาล์วประตูนิวเคลียร์สามารถแบ่งออกเป็นวาล์วประตูเดียวยืดหยุ่นลิ่ม วาล์วประตูคู่ลิ่ม วาล์วประตูคู่ขนานพร้อมสปริงเสริมและวาล์วประตูคู่ขนานพร้อมบล็อกด้านบน

วาล์วประตูเดี่ยวแบบยืดหยุ่นชนิดลิ่มมีลักษณะพิเศษคือบ่าปิดผนึกที่เชื่อถือได้ และจำเป็นต้องมีการจับคู่มุมระหว่างพื้นผิวการซีลของเกตและตัววาล์ว ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบลูปหลักของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ วาล์วประตูสองแผ่นแบบลิ่มเป็นวาล์วทั่วไปในโรงไฟฟ้าพลังความร้อน สามารถปรับมุมแผ่นสองแผ่นลิ่มได้ด้วยตัวเอง การปิดผนึกที่เชื่อถือได้มากขึ้นและการบำรุงรักษาที่สะดวก

โหลดของวาล์วประตูคู่แบบขนานที่มีสปริงโหลดล่วงหน้าจะไม่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อปิดประตู แต่ประตูจะไม่ปล่อยบ่าวาล์วที่ทำโดยสปริงเมื่อเปิดและปิด ซึ่งทำให้พื้นผิวการซีลสึกหรอมากขึ้น วาล์วประตูคู่แบบขนานบล็อกด้านบนให้ประสิทธิภาพการปิดผนึกที่เชื่อถือได้มากขึ้น ซึ่งใช้บล็อกด้านบนเพื่อทำให้ระนาบเอียงของประตูทั้งสองเดินโซเซเพื่อปิดวาล์วประตู

วาล์วประตูที่ไม่มีการบรรจุก็ใช้บนเกาะนิวเคลียร์เช่นกัน วาล์วประตูที่ทำงานด้วยระบบไฮดรอลิกซึ่งอาศัยแรงดันน้ำในตัวเพื่อดันลูกสูบเพื่อเปิดหรือปิดวาล์ว วาล์วประตูไฟฟ้าแบบปิดทั้งหมดใช้มอเตอร์พิเศษเพื่อควบคุมประตูโดยใช้กลไกการชะลอตัวของดาวเคราะห์ชั้นในซึ่งแช่อยู่ในน้ำ อย่างไรก็ตามเกตวาล์วทั้งสองนี้มีข้อเสียคือโครงสร้างที่ซับซ้อนและต้นทุนสูง

โดยทั่วไปแล้ว คุณสมบัติของวาล์วประตูสำหรับเกาะนิวเคลียร์ควรเป็น:

1) วาล์วประตูคู่ขนานแผ่นประตูคู่แบบเชื่อมไฮดรอลิกที่มีความดันระบุ PN17.5 Mpa อุณหภูมิในการทำงานสูงถึง 315 ℃และเส้นผ่านศูนย์กลางระบุ DN350 ~ 400 มม.

2) วาล์วประตูคู่แบบลิ่มไฟฟ้าที่ใช้ในวงจรปฐมภูมิน้ำหล่อเย็นแบบเบาจะมีแรงดันระบุ PN45.0Mpa อุณหภูมิ 500 ℃ และเส้นผ่านศูนย์กลางระบุ DN500 มม.

3) วาล์วประตูคู่แบบลิ่มไฟฟ้าที่ใช้ในถนนสายหลักของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่มีเครื่องปฏิกรณ์ที่ควบคุมด้วยกราไฟท์ควรมีแรงดันระบุ PN10.0Mpa เส้นผ่านศูนย์กลางระบุ DN800 มม. และอุณหภูมิในการทำงานสูงถึง 290 ℃

4) วาล์วประตูแผ่นยืดหยุ่นไฟฟ้าที่เชื่อมต่อแบบเชื่อมถูกนำมาใช้กับท่อไอน้ำและท่อน้ำในกระบวนการผลิตของโรงงานกังหันไอน้ำที่มีแรงดันเล็กน้อย pn2.5mpa อุณหภูมิในการทำงาน 200 ℃ เส้นผ่านศูนย์กลางระบุ DN100 ~ 800 มม.

5) วาล์วประตูคู่ที่มีรูผันใช้ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เครื่องปฏิกรณ์น้ำเดือดที่ใช้กราไฟท์กำลังสูง ความดันระบุของมันคือ PN8.0MPa ในขณะที่การเปิดหรือปิดของวาล์วดำเนินการเมื่อแรงดันตกอยู่ที่ ≤1.0MPa

6) วาล์วประตูแผ่นยืดหยุ่นพร้อมบรรจุภัณฑ์ปิดผนึกแช่แข็งเหมาะสำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เครื่องปฏิกรณ์ที่รวดเร็ว

7) วาล์วประตูสองชั้นแบบปิดผนึกตัวเองด้วยแรงดันภายในฝากระโปรงสำหรับหน่วยเครื่องปฏิกรณ์พลังน้ำและพลังน้ำที่มีแรงดันเล็กน้อย pn16.0mpa และเส้นผ่านศูนย์กลางระบุ DN500 มม.

8) วาล์วประตูคู่แบบลิ่มพร้อมสปริงปีกผีเสื้อบนชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่โดยปกติจะติดหน้าแปลนและเชื่อมแบบปิดผนึก