核電站重要用水系統泵出口止回閥的選型與分析

2015-01-28 張云 中廣核工程有限公司

  介紹了CPR1000 核電站重要用水系統泵出口止回閥的選型方法,給出了減小閥門水錘的優化方案。

1、概述

  重要用水系統(SEC) 在CPR1000 核電站中是將設備冷卻水系統(RRI) 傳輸的熱量傳到海水中。在SEC中,泵的出口安裝有止回閥。泵工作時,止回閥打開,保證流道暢通。泵停止時,止回閥關閉,防止SEC系統海水倒流而引起泵的反轉。

2、止回閥選型

  止回閥選型時,對管路口徑較小的管路(DN <50)應選用升降式止回閥。對管路口徑較大的管路(DN≥50) 應選用蝶式止回閥或旋啟式止回閥(表1) 。

表1 止回閥性能

止回閥性能

  在CPR1000 早期(嶺澳二期及紅沿河等) 項目中,SEC泵出口止回閥選用雙瓣蝶式止回閥(圖1,表2) ,此閥停泵后靠彈簧及水壓瞬間關閉。由于閥門關閉過快,在SEC 調試過程中發生過停泵水錘的現象。

表2 蝶式止回閥主要性能參數

蝶式止回閥主要性能參數

蝶式止回閥

圖1 蝶式止回閥

  根據水錘現象分析,選用了帶緩閉液壓裝置的旋啟式止回閥(圖2,表3) 作為SEC泵出口止回閥。

圖2 旋啟式緩閉止回閥

旋啟式緩閉止回閥

表3 旋啟式緩閉止回閥主要性能參數

旋啟式緩閉止回閥主要性能參數

3、止回閥開關時間控制

  利用旋啟式緩閉止回閥的阻尼油缸(圖3) ,增加3 個流量調節閥實現系統要求的閥門開關時間(表4) 。

閥門開關時間

表4 閥門開關時間

  在開閥過程中,阻尼油缸流量由流量控制閥Ⅰ控制。根據計算,流量控制閥Ⅰ的流量QⅠ= 8.3L /min。在關閥40° ~8°過程中,阻尼油缸流量由流量控制閥Ⅱ控制。根據計算,流量控制閥Ⅱ的流量QⅡ= 8. 9L /min。在關閥8° ~0°過程中,阻尼油缸流量由流量控制閥Ⅲ控制。根據計算,流量控制閥Ⅲ的流量QⅢ= 2. 8L /min。調節3 個流量控制閥的開度,可控制油缸流量,即可控制閥門開關時間。

圖3 阻尼油缸液控原理

4、止回閥性能分析

  旋啟式緩閉止回閥閥體采用碳鋼+ 陶瓷涂層(涂層基體中含有陶瓷細顆粒) ,其耐磨耐沖刷性能好。閥瓣和閥軸采用SA2507 雙相不銹鋼。由于閥門關閉時沖擊力較大,密封副采用SA2507雙相不銹鋼+ EPDM。通過對閥體進行抗震分析,及對液壓控制機構進行抗震試驗,證明閥門在安全停堆地震(SSE) 載荷作用下,在事故中和事故后均能按要求正常動作,滿足抗震1A 級要求。

5、結語

  SEC系統采用旋啟式緩閉止回閥,在阻尼油缸的緩沖作用下,關閥時間可調,有效地減小了水錘和噪聲,提高了系統的安全性。