發(fā)布時間：2020-07-12 00:58

【摘要】：核一級高壓截止閥作為反應堆冷卻劑系統(tǒng)及其輔助系統(tǒng)(化學容積控制系統(tǒng))的重要設備。在正常運行時,一般處于常開狀態(tài);在緊急工況下,在系統(tǒng)中起隔離作用;系統(tǒng)的運行溫度高、壓力高、工況苛刻,運行介質(zhì)為帶一定放射性的反應堆冷卻劑。以反應堆冷卻劑系統(tǒng)測溫旁路所采用的核一級高壓截止閥為例,其所處的應用環(huán)境非常復雜,要求設備無論是在開啟狀態(tài)還是關閉狀態(tài),都要能保證其結(jié)構完整性;另一方面,當停堆檢修時,因介質(zhì)帶有一定的放射性,要求必須快速完成檢修。因此,研究核一級截止閥的快速檢修結(jié)構并且對其進行強度分析就非常有意義。目前,國內(nèi)百萬千瓦核電機組普遍采用螺紋閥蓋加唇邊焊的結(jié)構,此類結(jié)構具有結(jié)構緊湊、殼體強度高,可靠性好等優(yōu)點,但在快速檢修方面存在一定的不足:一方面由于唇邊為焊接結(jié)構,拆裝過程復雜,在線檢修難以確保在短時間內(nèi)完成檢修;另一方面,因現(xiàn)場拆裝條件遠遠不如制造廠的拆裝條件,難以確保拆檢后回裝的閥門各項性能指標完全達到出廠標準。為解決快速檢修問題,Velan閥門公司設計制造了RAMA系列截止閥,其可以實現(xiàn)十五分鐘快速更換內(nèi)件,很好的解決了目前國內(nèi)此類閥門拆裝過程復雜、檢修時間長的問題,同時也很好地保證了閥門拆檢回裝后的性能,但其也存在內(nèi)件使用壽命短,需定期更換的缺點。本課題通過對目前國內(nèi)外核一級高壓截止閥結(jié)構進行對比分析,充分考慮核電閥門的強度、可靠性要求和快速檢修要求,結(jié)合目前國內(nèi)外閥門的優(yōu)缺點進行了全新的閥門結(jié)構設計,并采用Solidworks軟件建立閥門三維結(jié)構模型,并對其壓力邊界按工況壓力進行理論強度計算和ANSYS有限元應力分析。通過與設計輸入要求對比,確定新型閥門結(jié)構不僅滿足快速檢修的要求,同時滿足核一級閥門高可靠性要求。最終結(jié)果表明本文所研究的閥門結(jié)構符合設計要求。
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TL353.11
【圖文】：

核一級高壓截止閥結(jié)構分析與研究第 2 章 系統(tǒng)工況及國內(nèi)外同類閥門結(jié)構分析.1 閥門系統(tǒng)工況介紹.1.1 反應堆冷卻劑系統(tǒng)本文所研究的核一級高壓截止閥主要用于 900MWe 壓水堆核電廠反應堆冷卻劑一回路輔助系統(tǒng)。本章介紹該系統(tǒng)內(nèi)主要設備（壓水反應堆、蒸汽發(fā)生器、冷卻劑壓器及卸壓箱）的作用及組成，反應堆冷卻劑系統(tǒng)與其輔助系統(tǒng)之間的聯(lián)系和運，介紹核一級高壓截止閥在系統(tǒng)中的作用[9]。

圖 2.2 RCV 系統(tǒng)流程圖化學和容積控制系統(tǒng)的主要功能：（1）容積控制：通過系統(tǒng)的上充和下泄功能維持穩(wěn)壓器水位，保證一回路水容積維持在一個穩(wěn)定的水平；（2）反應性控制：與反應堆硼和水的補給系統(tǒng)（REA 系統(tǒng)）相配合，調(diào)節(jié)反應堆冷卻劑中的硼濃度以跟蹤反應堆的緩慢的反應性變化；（3）化學控制：控制反應堆冷卻劑的 PH 值，氧含量和其他容積氣體含量，防止腐蝕，裂變氣體積聚和爆炸，降低冷卻劑放射性水平，凈化冷卻劑。核一級高壓截止閥在 RCV 系統(tǒng)中（如圖 2.2 中云線標示），主要用于控制由 RCV 系統(tǒng)流向軸封水系統(tǒng)的高壓冷水（即軸封水），抑制反應堆冷卻劑向上流動造成外泄漏。此閥門一旦發(fā)生泄漏，一方面將導致主泵軸承缺少潤滑，另一方面將可能導致帶放射性的反應堆冷卻劑泄漏。2.2 國內(nèi)外同類閥門結(jié)構分析

圖 2.3 目前國內(nèi)普遍采用的閥門結(jié)構從技術上分析，國內(nèi)目前核一級截止閥普遍采用了經(jīng)典的螺紋閥蓋設計，此結(jié)構緊湊的特點，常被用于空間布置不充裕的場所如核電站、小型反應堆等項目封采用金屬墊片加唇邊焊接輔助密封結(jié)構（如圖 2.3），具有密封性保持持續(xù)周期可靠的特點，可大大減少由于密封件本身失效導致的檢修頻次。此種結(jié)構的閥門我公司共研制了 3 臺樣機，公稱通徑為 DN15、DN25、DN50，公 1690 磅，樣機均經(jīng)過 17.2MPa、343℃模擬系統(tǒng)工況條件的 2000 次熱態(tài)壽命試冷熱交變試驗，最終檢查顯示閥門中腔密封良好，無可見泄露。該類型的閥門期和二期擴建項目上被廣泛使用，未有中腔泄露的問題發(fā)生。從樣機驗證的結(jié)業(yè)績來看，此類閥門的結(jié)構設計是可靠的，其最大的優(yōu)點就是：如無其他人為因可以實現(xiàn)壽期內(nèi)免維護。另外，每個核電機組在正式投入運行前均需要進行嚴調(diào)試，基本能將閥門本身的泄露問題和管道安裝過程中導致閥門損傷等問題提來，這些問題處理完成后，在正常的系統(tǒng)運行過程中基本不會出現(xiàn)大規(guī)模的泄由于此種中腔密封結(jié)構因采用了唇邊密封焊[12]，因此當需要對此類閥門進行維很大的不便其維修工序主要包括以下幾點：1.采用專用切割工具準確切割唇邊

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本文編號：2751187