浅谈核电站用核级电动球阀的样机试验于强

浅谈核电站用核级电动球阀的样机试验于强

于强

（辽宁红沿河核电有限公司辽宁省大连市116000）

摘要：本文简要介绍了核电站用核二级电动球阀的主要性能参数、结构特点及其主要零部件的材质，详细叙述了其设计计算方法、流程，论述了样机制造及样机试验要求。

关键词：核二级；电动球阀；样机试验

1概述

核二级电动球阀主要应用于安全壳喷淋系统（EAS）。安全壳喷淋系统（EAS）的主要功能是在发生LOCA或安全壳内蒸汽管道破裂事故情况下，高温、高压的蒸汽喷放出来，使安全壳内压力和温度升高，此时通过喷淋冷凝蒸汽，使安全壳内压力和温度降低到可接受的水平，确保安全壳的完整性，它是专设安全设施中惟一有冷源的系统。核二级电动球阀主要起接通、阻断管路中的介质作用，这就需要阀门具有极高的稳定性和可靠性，并且在各种工况下都能够正常的运行。

2主要性能参数与结构特点

2.1主要性能参数

核二级电动球阀主要性能参数如下：

阀门型号TNNOSB0065—A---

公称通径DN65

公称压力150Lb

设计温度120℃

安全等级2级

抗震等级1A

质保等级QA1

鉴定等级K3

启闭时间≤30s

工作介质试剂

2.2结构特点

核二级电动球阀采用整体上装式结构（图1），阀门主要由阀体、阀盖、球体、阀座、密封圈、阀轴、电动装置等零部件组成，阀门的主要特点有：

（1）在球体的两侧设有弹簧片，使阀座与球体之间始终保持必需的密封比压，具有进出口双向密封的功能，如果密封圈磨损，弹簧可以补偿磨损保证阀门的密封性；

（2）采用低摩擦系数的轴承，使阀门在启闭的过程中相对摩擦力矩小，启闭灵活；

（3）阀盖安装于阀体之上，阀座、球体、密封圈等均从上部装入，检修时不需将阀门从管线上拆下，仅打开阀盖，将球体取出即可，有效防止了带放射性废液对维修人员的伤害和对环境造成的污染；

（4）阀轴与阀体之间设置有密封垫，在阀轴上端处设有两道O形密封圈，有效的保证了阀门的密封；

（5）采用整体式阀盖，取消了阀盖与电动装置之间的支架，在有效提高阀门整体强度的同时降低了阀门高度和重心。

2.3主要零件

阀体和阀盖均采用符合RCC-MM3402规定的铸件，由于采用了铸件，在零件的加工过程中大大降低了加工量，从而在不影响壳体强度的前提下降低了制造成本。同时，为保证铸件的外部和内部质量，须对阀体和阀盖进行液体渗透检验和射线照相检验。

球体采用符合RCC-MM3301规定的锻件，球面在金加工完毕后进行表面抛光处理，同时对球体进行液体渗透检验和超声波检验。

图1核级电动球阀

3执行标准

阀门设计制造过程中执行下列标准：

RCC-M压水堆核岛机械设备设计和建造规则（2000版及2002补遗）

RCC-E压水堆核岛电气设备设计和建造规则（1993版）

RCC-P压水堆核电站系统设计和建造规则（1991版及1995修订）

ASMEQME-1核电厂能动机械设备的鉴定要求（2002版）

ASMEB16.34a法兰、螺纹和焊接端连接的阀门

ASMEB16.10阀门结构长度

IEEEStd382安全级阀门驱动装置鉴定标准（1996版）

EJ/T1022.9压水堆核电厂阀门产品出厂检查与试验

4设计计算

阀体、阀盖铸件采用JSCAST铸造软件进行计算分析（图二），完善样机的铸造工艺，避免铸造过程中产生的缺陷。

图二

根据ASMEBPVC-Ⅲ的要求对阀体、阀轴、阀盖等进行应力计算，主要零件采用ANSYS有限元分析软件进行力学分析。对承压紧固件的拧紧力矩进行计算，装配时达到最佳的压缩量，保持良好的变形状态。

5样机试验

为确保阀门组合件的可靠性和安全性，必须对阀门样机进行一系列的试验，核二级电动球阀样机主要进行下列试验：

（1）基准试验——对样机进行性能试验，并建立基准值，以作为各项试验完成后，检测值与基准值进行比较；

（2）热循环试验——试验样机在高温工况下的密封性能和启闭性能；

（3）中间检验——每完成一项试验均要进行样机的中间检验，检验内容同基准试验，验证各项试验后阀门功能的变化情况；

（4）寿命试验——试验样机的使用寿命；

（5）振动老化试验——试验样机在模拟寿期内正常运行时外部载荷引起的振动后的功能；

（6）地震试验——试验样机在设计给定的地震载荷作用下，测量样机主要零部件的应力、应变，从而验证样机的完整性和可运行性；

（7）最终检验——对样机的各项功能进行检验，并对样机进行拆检，以检验各零部件是否能够满足要求。

6结语

核电站用核二级电动球阀样机试验最终拆检结果需满足如下要求：阀轴、轴承、密封圈、球体等转动零件表面无可见损伤，所测尺寸与试验前检验尺寸相比无明显变化。且整个样机试验过程中压力边界保持完好，阀门动作灵活、无卡阻。

参考文献：

［1］上海发电设备成套设计研究院，上海核工程研究设计院译.核电厂能动机械设备鉴定［M］.上海:上海科学技术文献出版社,2007。

［2］陆培文.实用阀门设计手册.北京：机械工业出版社，2002.9。