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如何正確選用核電站閥門
發(fā)布于：2019/3/22 9:12:58 點(diǎn)擊量：141
首先掌握閥門的核安全性能要求，核安全級(jí)別， 設(shè)計(jì)制造級(jí)別，質(zhì)量保證級(jí)別，抗震級(jí)別，抗輻照等要求，其次是介質(zhì)的性能、流量特性，以及溫度、壓力等性能，然后結(jié)合工藝和操作等其他因素，選用相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式、型號(hào)規(guī)格的閥門。閥門的選用可參照表26-20。
根據(jù)核電閥門的安全級(jí)別進(jìn)行選擇
核電站用閥在選擇時(shí)主要依據(jù)閥門所處安裝位置 及核安全級(jí)別。核1級(jí)閥門，特別是安全殼內(nèi)的核一級(jí)閥門，其明顯的特點(diǎn)是閥門采用焊接連接，材料采用低碳奧氏體不銹鋼，密封面堆焊司太立硬質(zhì)合金， 中法蘭加有密封焊，填料加有碟簧預(yù)緊或波紋管密封，確保閥門無任何外泄漏產(chǎn)生。這類閥門主要采用 楔式閘閥、截止閥、止回閥、全封閉安全閥等結(jié)構(gòu)形式，能在高溫下可靠工作。球閥、蝶閥、隔膜閥等一 般zui高用于核2級(jí)、3級(jí)。
與核安全級(jí)相關(guān)的內(nèi)容有：規(guī)范等級(jí)要求，抗震類別要求，質(zhì)保要求，電氣分級(jí)要求等。
規(guī)范等級(jí)即設(shè)備設(shè)計(jì)制造的等級(jí)，它對(duì)應(yīng)于核安全等級(jí)1、2、3級(jí)。
抗震類別表明設(shè)備承受地震載荷的能力。通常分為1A、1E級(jí)。
電氣分級(jí)按RCC-E的Kl、K2、K3、NC四個(gè)級(jí) 另。K1級(jí)是指在電離輻射環(huán)境下工作40年和地震事故下維持可運(yùn)行性和LOCA (失水事故）下保持運(yùn)行 的級(jí)別，K2級(jí)是指在電離輻射正常境下工作40年和 地震事故工況下維持可運(yùn)行的級(jí)別，K3級(jí)是指在正 常環(huán)境下工作40年和地震事故期間保持運(yùn)行的級(jí)別， NC級(jí)是指在正常環(huán)境下工作40年的級(jí)別，適用非核級(jí)閥門使用。
質(zhì)保等級(jí)是核級(jí)閥門和非核級(jí)閥門質(zhì)量保證中zui重要的內(nèi)容，將在后面章節(jié)重點(diǎn)介紹。
根據(jù)流量特性選用閥門
閥門啟閉件及閥門流道的形狀使閥門具備一定的流量特性。在選擇閥門時(shí)，必須考慮到這一點(diǎn)。
開關(guān)型閥門具有快速啟閉特性的閥門。通常選擇流阻較小、流道為直通式的閥門。這類閥門有 閘閥、截止閥、球閥、蝶閥。
控制流量用閥門通常選擇易于調(diào)節(jié)流量的閥門，如調(diào)節(jié)閥、節(jié)流閥，其閥座尺寸與啟閉件的行程之間接近正比例關(guān)系。旋轉(zhuǎn)式（如球閥、蝶閥）和 撓曲閥體式（隔膜閥）閥門也可用于節(jié)流控制，但通 常僅在有限的閥門口徑范圍內(nèi)適用。在多數(shù)情況下， 人們通常采用改變截止閥的閥瓣形狀后作節(jié)流用③換向分流用閥門根據(jù)換向分流需要，這種閥可有三個(gè)或者更多的通道，適宜于選用多通截止閥或球閥。大部分換向分流用的閥門都選用這類閥門。 在某些情況下，其他類型的閥門，用兩只或更多只適 當(dāng)?shù)叵嗷ミB接起來，也可用作介質(zhì)的換向分流。
帶有懸浮顆粒的介質(zhì)用閥門如果介質(zhì)帶有懸浮顆粒，zui適于采用其啟閉件沿密封面的滑動(dòng)帶有擦拭作用的閥門。如平板閘閥。
根據(jù)連接形式選用閥門
閥門與管路的連接形式有多種，其中zui主要的有螺紋、法蘭及焊接連接。
螺紋連接這種連接通常是將閥門進(jìn)出口端 部加工成錐管或直管螺紋，使之旋人螺紋接頭的管道 上。由于這種連接可能出現(xiàn)較大的泄漏溝道，故可用密封劑、密封膠帶或密封墊來堵塞這些溝道。如果閥體的材料是可以焊接的，螺紋連接后還可進(jìn)行密封 焊。如果連接部件的材料允許焊接，但線脹系數(shù)差異 很大，或者工作溫度的變化幅度范圍較大，螺紋連接 部必須進(jìn)行密封焊。采用螺紋連接的閥門其公稱尺寸不大于DN50。如果通徑尺寸過大，連接部的安裝和 密封十分困難。
法蘭連接法蘭連接的閥門，其安裝和拆卸都比較方便。但是比螺紋連接的笨重，相應(yīng)價(jià)格也較高。故可適用于各種通徑和壓力的管道連接。但當(dāng)溫 度超過350°C時(shí)，由于螺栓、墊片和法蘭的蠕變松弛，會(huì)明顯地降低螺栓的負(fù)荷，對(duì)受力很大的法蘭連 接就可能產(chǎn)生泄漏。
焊接連接適用于各種壓力和溫度，在較苛 刻的條件下使用時(shí)，比法蘭連接更為可靠。但是焊接連接的閥門拆卸和重新安裝都比較困難，所以它的使 用限于通常能長(zhǎng)期可靠地運(yùn)行，或使用條件苛刻、溫度壓力較高的場(chǎng)合。公稱尺寸不大于DN50的焊接 閥門通常具有焊接插口來承接帶平面端的管道。由于承插焊接在插口與管道間形成縫隙，因而有可能使縫 隙受到某些介質(zhì)的腐蝕，同時(shí)管道的振動(dòng)會(huì)使連接部位疲勞，因此承插焊接的使用受到一定的限制。在公稱尺寸較大，使用條件苛刻，溫度較高的場(chǎng)合，閥體常采用坡口對(duì)焊連接。
根據(jù)介質(zhì)性能選用閥門
許多介質(zhì)都有一定的腐蝕性，同一種介質(zhì)，隨著溫度、壓力和濃度的變化，其腐蝕性也不同。核電閥門除此之外，還必須具有良好的抗輻照、抗沖擊和抗晶間腐蝕性能。因此，應(yīng)根據(jù)材料耐腐蝕和耐轄照性能，選擇適宜于核電工況的閥門。
鑄鐵閥門適用于溫度和壓力較低的水、蒸 汽、空氣等介質(zhì)中工作。在核電站中用量極少。球墨鑄鐵閥門耐蝕性較強(qiáng)，能在一定濃度的腐蝕介質(zhì)中使 用。鎳鑄鐵（奧氏體不銹鋼鑄鐵）閥門耐堿性能比灰 鑄鐵、球墨鑄鐵閥門強(qiáng)，在海水具有較好的耐腐蝕 性，是一種理想的海水閥用材料。
在核動(dòng)力裝置的設(shè)備和管道上不允許采用鑄鐵閥門，只有在輔助系統(tǒng)內(nèi)非關(guān)鍵性閥門的制造上才可以 使用。碳素鋼閥門其耐蝕性能與灰鑄鐵相近，稍 遜于灰鑄鐵。碳素鋼是核電站中非核級(jí)、核3級(jí)和部分核2級(jí)閥門廣泛采用的材料。碳素鋼也可以用于核 1、2級(jí)閥門的非承壓件上，如支架、手輪等。
不銹鋼閥門耐大氣性優(yōu)良，能耐大多數(shù)堿、 水、鹽、有機(jī)酸及其他有機(jī)化合物的腐蝕，尤其耐輻 照性能更具特色，是核電站核1、2級(jí)閥門首選的材料。一般情況下，不銹鋼承壓零件必須采用ASME BPVC-fl-EHL表2A和表2B中規(guī)定的材料或法國 RCC-M M3301、M3306 規(guī)定的材料。
閥桿和承壓螺栓常采用沉淀硬化鋼制造。填料多用石墨纖維或膨脹石墨。
含鉬2%?4%的不銹鋼，如0Crl7Nil2Mo3 (RCC-M Z5CND17-12、Z6CND17-12) Z2CND18-12控氮等，其耐蝕性能比鉻鎳不銹鋼（304型）更為 優(yōu)越。
含鈦或鈮的不銹鋼對(duì)晶間腐蝕有較強(qiáng)的抗力。銅閥門對(duì)水、海水、多種鹽溶液、有機(jī)物 有良好的耐蝕性能。在核電站中它主要用于與海水經(jīng)常接觸的閥門或閥門部件。
鈦閥門鈦是活性金屬，在常溫下能生成耐蝕性很好的氧化膜。它能耐海水、各種氯化物和次氯酸鹽、濕氯、氧化性酸、有機(jī)酸、堿等的腐蝕。此外在一些重要的地方，也采用鈦合金的閥門。
鋯閥門鋯也屬于活性金屬，它能生成緊密的氧化膜，它對(duì)硝酸、鉻酸、堿液、熔堿、鹽液、尿 素、海水等有良好的耐蝕性能，但不耐氫氟酸、濃硫 酸、王水的腐蝕，也不耐濕氯和氧化性金屬氯化物的腐蝕。
此外，陶瓷閥門、玻璃鋼閥門、塑料閥門以及各種襯里閥門，核電站也有一定的應(yīng)用。
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