1、概述

　　核二級波紋管安全閥用于百萬千瓦級壓水堆核電站化學(xué)和容積控制系統(tǒng)。在系統(tǒng)正常運行工況下，安全閥處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)入口壓力超過安全閥整定壓力時，系統(tǒng)介質(zhì)推動閥瓣開啟，排出介質(zhì)，降低系統(tǒng)壓力。當(dāng)系統(tǒng)壓力降到工作壓力后，閥瓣在彈簧作用下自行回座關(guān)閉。為了保證安全閥運行質(zhì)量，對安全閥樣機進行了抗震試驗分析，驗證了產(chǎn)品設(shè)計的合理性。

2、核二級波紋管安全閥的技術(shù)參數(shù)

　　核二級波紋管安全閥( 圖1) 壓力等級為PN2.0MPa，公稱直徑為DN80mm，整定壓力為0.502MPa，最高工作溫度進、出口均為110℃，最高運行壓力進口為0.51MPa、出口為0.3MPa，排量27m³/h，工作介質(zhì)為反應(yīng)堆冷卻劑，安全級別為核二級，抗震類別為1A。

3、波紋管安全閥的試驗

　　3.1、準(zhǔn)備工作

　　波紋管安全閥(圖1) 抗震試驗前必須完成承壓件強度試驗、水密封試驗、氣密封試驗、波紋管氦檢漏試驗、整定壓力試驗及動作壽命試驗，記錄樣機的功能基線。壽命試驗是在室溫條件下起跳動作100次，試驗期間允許閥瓣研磨1 次。試驗后閥門解體檢查，對各部件進行評估。試驗合格后，安全閥才具備抗震試驗的條件(表1) 。

圖1 波紋管安全閥

表1 地震試驗參數(shù)

　　3.2、動態(tài)特性掃描

　　試驗中安全閥充滿介質(zhì)，但不需要加壓。安全閥按ASME QM -1、QVP-7340 的要求進行動態(tài)掃頻試驗，驗證其自振頻率。試驗時分別在安全閥的三個正交軸施加≤0. 2g 的正弦掃描信號，掃描信號頻率范圍為5 ～100Hz，掃描速率為1oct /min，探測安全閥各向的基階自振頻率和阻尼比(表2) 。

表2 安全閥固有頻率和阻尼比

　　3.3、施加載荷

　　安全閥的抗震類別為1A 類，需要驗證閥門在震中及震后具有可操作性。抗地震試驗按照QME-1、QVP -7380 的要求進行。對運行基準(zhǔn)地震(OBE) 條件下同時在三個方向作用3.2g，對安全停堆地震(SSE) 同時在三個方向作用4g( 未包含由重力引起的加速度) 。試驗采用單軸方式，根據(jù)HAF標(biāo)準(zhǔn)要求，需要輸入載荷乘以幾何因子1.3，故OBE為4.2g，SSE 載荷為5.2g。

　　OBE 試驗采用兩次正弦掃描試驗代替五次OBE 地震試驗，分別在安全閥的X、Y 和Z 三個正交軸方向各進行兩次。試驗中，閥門重心處的加速度幅值在8Hz 以上為4.2g，掃描速度≤1 倍頻程/min，掃描頻率范圍5～35 ～ 5Hz，各次掃描時間至少為5min。試驗過程中，安全閥處于工作壓力狀態(tài)。

　　SSE 試驗是在OBE 試驗后接著用正弦波進行一次SSE 試驗，試驗在5 ～33Hz 的1/3 倍頻程(5Hz、6. 3Hz、8Hz、12. 6Hz、16Hz、20Hz、25. 2Hz、32Hz) 和共振頻率處進行，每個頻率施加5 個以上連續(xù)正弦拍波，每個拍波的每個拍中有13 ～15 個周波，每個拍波之間有2s 間隙。SSE 輸入的地震運動使安全閥重心處產(chǎn)生的輸入加速度在8Hz 以上為5.2g，輸入運動形狀按IEEE 382 -2006 標(biāo)準(zhǔn)。試驗過程中，安全閥處于工作壓力狀態(tài)，并進行排放操作。

　　3.4、安全閥的檢驗

　　安全閥試驗中各方向基階固有頻率均大于33Hz。OBE 試驗時閥門重心處三個方向的加速度幅值在8Hz 均大于4. 2g，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。SSE 試驗時閥門重心在8Hz 以上的加速度響應(yīng)能夠包絡(luò)5. 2g，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。水密封試驗中泄漏率≤30ml /h，動作試驗中閥門開啟和回座順利，穩(wěn)定，且無卡塞，結(jié)構(gòu)完整。

4、結(jié)語

　　核二級波紋管安全閥在環(huán)境為常溫，介質(zhì)為去離子水的條件下，按照HAF J0053、IEEE 382 和ASME QME-1 等標(biāo)準(zhǔn)檢驗，動作靈活，無卡阻，信號反饋正常，水密封、氣密封和整定壓力試驗的各項指標(biāo)均達(dá)到了試驗前的功能基線和要求。試驗結(jié)果證明閥門的動作性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)合理，抗震性能滿足規(guī)定要求。