核电站重要用水系统泵出口止回阀的选型与分析

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)中广核工程有限公司 作者:张云

  介绍了CPR1000 核电站重要用水系统泵出口止回阀的选型方法,给出了减小阀门水锤的优化方案。

1、概述

  重要用水系统(SEC) 在CPR1000 核电站中是将设备冷却水系统(RRI) 传输的热量传到海水中。在SEC中,泵的出口安装有止回阀。泵工作时,止回阀打开,保证流道畅通。泵停止时,止回阀关闭,防止SEC系统海水倒流而引起泵的反转。

2、止回阀选型

  止回阀选型时,对管路口径较小的管路(DN <50)应选用升降式止回阀。对管路口径较大的管路(DN≥50) 应选用蝶式止回阀或旋启式止回阀(表1) 。

表1 止回阀性能

止回阀性能

  在CPR1000 早期(岭澳二期及红沿河等) 项目中,SEC泵出口止回阀选用双瓣蝶式止回阀(图1,表2) ,此阀停泵后靠弹簧及水压瞬间关闭。由于阀门关闭过快,在SEC 调试过程中发生过停泵水锤的现象。

表2 蝶式止回阀主要性能参数

蝶式止回阀主要性能参数

蝶式止回阀

图1 蝶式止回阀

  根据水锤现象分析,选用了带缓闭液压装置的旋启式止回阀(图2,表3) 作为SEC泵出口止回阀。

图2 旋启式缓闭止回阀

旋启式缓闭止回阀

表3 旋启式缓闭止回阀主要性能参数

旋启式缓闭止回阀主要性能参数

3、止回阀开关时间控制

  利用旋启式缓闭止回阀的阻尼油缸(图3) ,增加3 个流量调节阀实现系统要求的阀门开关时间(表4) 。

阀门开关时间

表4 阀门开关时间

  在开阀过程中,阻尼油缸流量由流量控制阀Ⅰ控制。根据计算,流量控制阀Ⅰ的流量QⅠ= 8.3L /min。在关阀40° ~8°过程中,阻尼油缸流量由流量控制阀Ⅱ控制。根据计算,流量控制阀Ⅱ的流量QⅡ= 8. 9L /min。在关阀8° ~0°过程中,阻尼油缸流量由流量控制阀Ⅲ控制。根据计算,流量控制阀Ⅲ的流量QⅢ= 2. 8L /min。调节3 个流量控制阀的开度,可控制油缸流量,即可控制阀门开关时间。

图3 阻尼油缸液控原理

4、止回阀性能分析

  旋启式缓闭止回阀阀体采用碳钢+ 陶瓷涂层(涂层基体中含有陶瓷细颗粒) ,其耐磨耐冲刷性能好。阀瓣和阀轴采用SA2507 双相不锈钢。由于阀门关闭时冲击力较大,密封副采用SA2507双相不锈钢+ EPDM。通过对阀体进行抗震分析,及对液压控制机构进行抗震试验,证明阀门在安全停堆地震(SSE) 载荷作用下,在事故中和事故后均能按要求正常动作,满足抗震1A 级要求。

5、结语

  SEC系统采用旋启式缓闭止回阀,在阻尼油缸的缓冲作用下,关阀时间可调,有效地减小了水锤和噪声,提高了系统的安全性。

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