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核電閥門主要零件設計要求

核電閥門是指在核電站中核島(N1) 、常規島(CI) 和電站輔助設施(BOP)係統中使用的閥門。從安全級別上分為核安全Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級和非核級,其中核安全Ⅰ級要求最高。從設計規範等級可分C1級、C2級及C3級。從壓力組可分為Ⅰ、Ⅱ及Ⅲ組。核電閥門在核電站中是使用數量較多的介質輸送控製設備,是核電站安全運行中必不可少的重要組成部分。

2 閥門設計

2.1 小口徑截止閥

(1)C1級小口徑截止閥

C1級小口徑截止閥的閥體和閥蓋應設計為整體。閥體和閥蓋之間可用密封連接。如無其他特殊規定,焊接應在工廠內完成。閥體和閥蓋采用鍛件、模鍛或軋件焊接結構。截止閥禁止使用鑄鋼。調節閥使用鑄鋼要由用戶同意。

壓力Ⅰ組和Ⅱ組C1級小口徑截止閥閥蓋與閥瓣組成的上密封麵表麵應堆焊硬質合金。壓力Ⅲ組閥門的非合金鋼閥蓋上密封麵應堆焊不鏽鋼。如果閥瓣不是整體設計,則其組成部分應采用焊接組裝,以消除通過密封麵泄漏的危險。壓力Ⅰ組和Ⅱ組閥門閥座和閥瓣的密封麵為表麵硬質合金堆焊。壓力Ⅲ組閥門的密封麵除必須是表麵硬質合金堆焊的氣動截止閥外,其餘可以為裸露的不鏽鋼。閥座可以焊接成型或焊上一個座圈。調節閥的閥座可以與閥套一體。

C1級小口徑截止閥隻允許使用滑動閥杆,但使用轉動閥杆的金屬隔膜閥除外。閥杆應磨光,與填料接觸部分的閥杆直徑公差應小於0.05mm。閥杆的精加工表麵應保證不會由於閥杆與填料之間介質泄漏而產生腐蝕或侵蝕。閥瓣與閥杆可以輕微活動以便對中,但不能在閥杆上自由轉動。調節閥的閥瓣應固定在閥杆上。

(2)C2級小口徑截止閥

C2級小口徑截止閥如為隔離閥和手動調節閥其應是整體設計。閥體和閥蓋之間可用密封焊接或螺紋連接。如無其他特殊規定,焊接應在工廠內完成。但是,壓力級10MPa(600Lb)以下的閥門,允許閥蓋用螺栓與帶有防止過度壓緊墊片密封結構的閥體連接在一起。閥體和閥蓋采用鍛造、模鍛或軋件焊接結構。鑄鋼可用於第Ⅲ壓力組。鑄鋼用於Ⅰ、Ⅱ壓力組的調節閥時,必須經用戶同意。

閥蓋與閥瓣組成的上密封麵不要求表麵堆焊硬質合金。非合金鋼閥蓋的密封麵要堆焊不鏽鋼。壓力Ⅱ組和Ⅲ組閥門的上密封麵可直接設在閥杆上。當閥瓣由多個零件組成時,應采用點焊或機械方法裝配。壓力Ⅰ組和Ⅱ組閥門的閥座和閥瓣密封麵為表麵堆焊硬質合金。壓力Ⅲ組閥門的密封麵除必須是表麵堆焊硬質合金的氣動截止閥外,其餘的可以為裸露的不鏽鋼。閥座可以采用焊接成型或焊上一個座圈。調節閥的閥座可以與閥套一體。

除金屬隔膜閥可采用轉動閥杆外,隻允許采用不轉動的閥杆。閥杆表麵應無撓度,與填料接觸部分的閥杆直徑公差應小於0.05mm。閥瓣與閥杆可以輕微活動,以便調節對中,但不能在閥杆上自由轉動。

(3)C3級小口徑截止閥

C3級小口徑截止閥的閥體和閥蓋采用凹凸式法蘭連接,法蘭間裝有密封墊片用螺栓緊固。如無特殊規定,也可采用非焊接式的螺栓連接。閥體和閥蓋允許使用鑄鋼製造。壓力Ⅱ組的閥門可以采用閥杆上密封結構。若上密封麵在非整體設計的閥門上,則閥門的組合零件應焊為一體。壓力Ⅲ組的閥門不一定要求上密封。壓力Ⅰ組和Ⅱ組閥門的閥座和閥瓣密封表麵堆焊硬質合金。壓力Ⅲ組閥門的密封麵除必須是表麵堆焊硬質合金的氣動截止閥外,其餘的可以為裸露的不鏽鋼。閥座可以焊接成型或焊上一個座圈。調節閥的閥座可以與閥套一體。

閥杆表麵應無撓度,與填料接觸部分的閥杆直徑公差應小於0.05mm。填料函的內表麵應精加工。閥瓣與閥杆可以輕微活動以便調節對中,但不能在閥杆上自由轉動。

2.2 閘閥和大口徑截止閥

(1)C1級閥門

C1級閥門的閥體可以采用鍛鋼和鑄鋼。當承壓邊界上的焊縫能用射線照相檢驗時,也可采用鍛焊結構。各壓力組的閘閥、大口徑截止閥和調節閥的閥體和閥蓋采用螺栓和壓力自密封連接。如果有特殊要求,閥體和閥蓋可采用唇式的螺栓密封連接。

閥蓋上密封麵應堆焊硬質合金或不鏽鋼(最小硬度25HRC) 。用於過熱蒸汽的閥杆上密封麵表麵應堆焊硬質合金,也可采用13%~17% Cr不鏽鋼(最小硬度20HRC)。閥座和閥瓣密封麵表麵應堆焊硬質合金。

 閥杆應無撓度,表麵應研磨,其最大表麵粗糙度Ra=0.4μm。與填料接觸部分的閥杆直徑公差應小於0.1mm。填料函內表麵的最大表麵粗糙度Ra=1.6μm。

(2)C2級閥門

C2級閥門的閥體可以采用鍛鋼和鑄鋼製造。當承壓邊界上的焊縫能用射線照相檢驗時,也可采用鍛焊結構。各壓力級閥門閥體與閥蓋的連接采用壓力自密封和帶密封的螺栓連接。壓力級5. 0MPa及其以上級別使用凹凸配合麵、全嵌入式墊片。如果有要求,閥體和閥蓋連接應采用凹凸型的墊片、密封唇式和螺栓固定。閥蓋與閥杆上密封麵可以表麵堆焊硬質合金。非合金鋼閥蓋的密封麵應堆焊不鏽鋼。

閥杆應無撓度,表麵應研磨,與填料接觸部分的閥杆直徑公差應小於0.1mm。填料函內表麵的粗糙度Ramax=1.6μm。

密封麵的一個表麵(閥座或閘板) 堆焊硬質合金。另一個表麵在壓力級≥6.8MPa(400Lb) 時堆焊硬質合金,壓力級≤5.0MPa(300Lb)時堆焊不鏽鋼。

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