點擊藍字?/ 關注我們

核島閥門選型是核電工程中的關鍵環節，直接關系到核電站的安全、可靠性和運行壽命。選型過程極其復雜，需要綜合考慮眾多嚴苛因素。以下是核島閥門選型的主要考慮因素和流程概要：

一、核心考慮因素

1、安全等級?(Safety Class):

●根據閥門在核安全功能中的作用進行分級（如?IAEA、RCC-M, ASME III?中的?SC 1, 2, 3?或?N1, N2, N3, N4）。

●等級越高，設計要求、材料標準、制造工藝、檢驗和試驗要求越嚴格（如抗震要求、質保等級、無損檢測比例）。

●選型起點：?明確閥門的安全等級是選型的第一要務。

2、抗震類別?(Seismic Category):

●閥門是否能在地震（OBE -?運行基準地震、SSE -?安全停堆地震）發生時和發生后保持其結構完整性和功能。

●分為抗震?I?類（必須承受?SSE）、抗震?II?類（需承受?OBE）和非抗震類。

●需進行抗震分析和/或鑒定試驗。

3、功能要求:

●主要功能：?隔離、調節、止回、卸壓、疏水、取樣等。

●操作要求：?常開、常閉、頻繁操作、極少操作、快速動作（如主蒸汽隔離閥、主給水隔離閥需在幾秒內關閉）。

●泄漏率要求：?核島閥門（尤其高等級）泄漏率要求極嚴，通常按標準分級（如?ASME B16.104?的?VI?級，或?RCC-M?的?T?級）。

●流量特性?(調節閥)：?線性、等百分比、快開等。

●流通能力?(Cv/Kv值)：?滿足系統流量要求。

4、介質特性:

●類型：?高溫高壓水、飽和蒸汽、過熱蒸汽、硼酸溶液、氫氣、氮氣、放射性液體/氣體、化學添加劑等。

●溫度：?從常溫到反應堆冷卻劑系統高溫（~300-350°C），影響材料選擇和密封性能。

●壓力：?從常壓到反應堆冷卻劑系統高壓（~15.5MPa），影響閥體壁厚、端部連接和密封設計。

●放射性：?要求材料耐輻照，閥門設計需便于遠距離操作/維護（如盡量采用焊接連接、減少法蘭、考慮屏蔽）。

●腐蝕性：?硼酸腐蝕、氧腐蝕、應力腐蝕開裂等，影響材料選擇（如控氮不銹鋼、鎳基合金）。

●清潔度：?一回路等對顆粒物控制要求極高（“核清潔度”）。

●相態：?單相液體/氣體、兩相流（可能引起閃蒸、氣蝕、振動）。

5、運行環境:

●安全殼內（高溫、高壓、高濕、輻照、LOCA?事故環境）、安全殼外、廠房內、室外。

環境溫度、濕度、潛在化學噴濺、火災風險（需防火設計）。

6、材料選擇:

●閥體/閥蓋：?碳鋼（如?A106 Gr.B, A105）、不銹鋼（如?304/304L, 316/316L, 316LN,?控氮級）、合金鋼（如?F22, F91）、鎳基合金（如?Inconel 600/690/718, Alloy 800）等。選擇需考慮強度、韌性、耐腐蝕性（尤其晶間腐蝕、應力腐蝕）、耐輻照性、可焊性、與介質的相容性。必須符合核級材料規范（如?RCC-M M?篇，?ASME II）。

●內件?(閥桿、閥瓣、閥座、閥籠)：?通常使用比閥體更耐腐蝕、耐磨損、耐沖蝕的材料（如?Stellite?硬質合金堆焊、316不銹鋼、17-4PH沉淀硬化不銹鋼、Inconel）。

●填料/密封：?核級柔性石墨填料（耐輻照、耐高溫）、金屬密封（如楔形閘閥、金屬密封球閥）、彈性體密封（需耐介質、耐輻照、耐高溫，如?Viton, Kalrez -?應用受限）。嚴禁使用石棉！

7、閥門類型選擇：

●閘閥：?主要用于隔離，全開全關，流阻小。適用于清潔介質。核島常用（特別是大口徑主管道）。需注意熱態卡澀問題。

●截止閥：?主要用于調節和隔離，調節性能較好，但流阻較大。核島應用廣泛（如儀表引壓管、小流量調節）。角式截止閥常用于改變流向和排污。

●止回閥：?防止介質倒流。核島常用旋啟式和升降式。需注意水錘問題，有時需雙板無撞擊止回閥。

●球閥：?啟閉迅速，流阻極小，密封好。全通徑球閥可用于隔離，V?型球閥可用于調節。金屬密封球閥在高溫高壓核島應用逐漸增多（需嚴格鑒定）。

●蝶閥：?結構緊湊，啟閉快，流阻較小。大口徑低壓隔離常用（如循環水系統）。高性能偏心蝶閥可用于較高壓力和調節。

●隔膜閥：?閥體流路光滑無死角，閥桿與介質隔離。適用于高純度、高放射性或腐蝕性介質（如化學容積控制系統取樣、廢物處理）。

●調節閥：?專門設計用于精確控制流量、壓力、液位等。類型多樣（單座、雙座、套筒、角形、三通等），需根據工況仔細選型。

●安全閥/泄壓閥：?超壓保護。需嚴格計算排量，并通過型式試驗認證（ASME Section III?或?RCC-M?要求）。

●其他特殊閥門：?如爆破閥（用于非能動系統）、真空破壞閥等。

8、端部連接：

●焊接：?核島一回路等關鍵系統首選，可靠性最高，無泄漏點。對焊（BW）最常見，承插焊（SW）用于小口徑。

●法蘭：?便于拆卸維護。需選用核級法蘭（如?ASME B16.5 Class?系列），法蘭密封面型式（RF, RTJ?等）和墊片選擇至關重要。

●螺紋：?小口徑、低壓輔助系統可能使用，但核島應用受限（泄漏風險、強度問題）。

●選擇需考慮密封可靠性、強度、可維護性、安裝空間、成本。

9、執行機構：

●手動：?手輪、齒輪箱。用于不重要、操作頻率極低的閥門。

●電動：?應用最廣泛。需滿足核級要求（抗震、質保、環境適應性），提供力矩保護、行程限位、位置指示。重要閥門需失電安全位置（FO/FC/FL）。

●氣動：?動作快，結構相對簡單。需潔凈、干燥的氣源。常用于快速啟閉或調節閥。

●液動：?輸出力巨大，動作快。常用于大口徑、高壓差、需快速關閉的關鍵閥門（如主蒸汽隔離閥?MSIV）。

●選擇依據：?操作力矩/推力、動作速度、行程、控制要求（開關型/調節型）、動力源可用性、安全失效位置、環境條件。

10、質量保證與鑒定：

●閥門制造商必須具備完善的核質保體系（通常要求?ASME N, NPT, MO?證書，或國家核安全局頒發的許可證）。

●型式試驗：?核級閥門（尤其安全級、抗震級）通常需通過一系列嚴苛的型式試驗來驗證其設計性能，包括：

?冷態性能試驗（啟閉力矩、泄漏）

?熱態性能試驗（模擬運行溫度）

?壽命試驗（模擬動作次數）

?地震試驗（振動臺試驗）

?LOCA?試驗：?模擬失水事故環境（高溫高壓蒸汽噴淋+化學噴淋）后的密封和操作性能。安全殼內安全級閥門的關鍵鑒定項目！

?防火試驗（如適用）

11、法規、標準與規范：

●國際：?IAEA Safety Standards, ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section III (核動力裝置設備), ASME B16.34 (閥門), IEEE Std 382 (電動執行機構鑒定), KTA?標準?(德國)?等。

●法國：?RCC-M (壓水堆核島機械設備設計和建造規則) -?歐洲及中國部分項目采用。

●中國：?HAF系列法規（如HAF003, HAF601/602）, NB/T?系列能源行業標準（如NB/T 200xx）, EJ?系列核行業標準, GB?國家標準（涉及材料、方法等）。

●通用：?ISO, EN, MSS SP?等標準中的相關部分。

二、選型流程概要

1、明確設計輸入：

獲取系統設計參數（P&ID,?系統說明書）：介質、設計壓力/溫度、運行壓力/溫度、流量、功能要求（隔離/調節/止回...）、安全等級、抗震類別、操作頻率、泄漏要求、連接尺寸/標準、安裝位置環境。

2、初步篩選閥門類型：

根據功能、介質、壓力/溫度、操作要求，初步確定適用的閥門大類（閘閥、截止閥、球閥等）。

3、確定關鍵規格：

●公稱通徑?(DN/NPS)

●壓力等級?(Class / PN)

●端部連接型式及標準

●閥體材質、內件材質

●填料/密封型式

●執行機構類型及規格（驅動力矩/推力、行程時間、控制信號、失效位置）

4、詳細技術評估：

●針對初選型號，評估其是否符合所有設計輸入要求（特別是安全等級、抗震、泄漏率、材料兼容性、耐輻照性、LOCA?能力）。

●評估制造商的資質、經驗、業績和質保體系。

●審查閥門的設計鑒定報告（尤其是安全級閥門）。

5、詢價與澄清：

●向合格供應商發出包含詳細技術規格書?(Specification)?和數據表?(Data Sheet)?的詢價文件。

●評審供應商報價和技術澄清，確保完全理解并滿足所有要求。

6、技術評標與選廠：

●基于技術符合性、鑒定狀態、業績經驗、質保能力、價格等因素綜合評估，選擇供應商。

7、設計確認與制造見證：

●審查供應商的圖紙和計算書。

●參與關鍵節點的制造見證（如材料檢驗、焊接、無損檢測、裝配、試驗）。

8、工廠驗收試驗：

見證或審查閥門的出廠試驗報告，包括殼體試驗、密封試驗（上密封、閥座）、動作試驗、端部尺寸檢查、清潔度檢查、涂層檢查、執行機構功能測試等。必須嚴格按規范要求進行。

9、安裝、調試與維護：

●確保正確的安裝、對中和調試。

●制定維護規程（定期操作、填料調整/更換、泄漏監測等）。

三、總結

核島閥門選型絕非簡單的參數匹配，而是一個涉及核安全、系統設計、材料科學、機械工程、質保管理的系統工程。其核心在于：

1、安全第一：?嚴格遵循安全分級和抗震要求，確保在正常運行、預計運行事件和設計基準事故下都能可靠執行其安全功能。

2、可靠性至上：?選擇經過充分驗證的設計、材料和制造工藝，確保長壽命、低泄漏、高可用性。

3、合規性：?必須滿足所有適用的核安全法規和行業標準（ASME III, RCC-M, HAF等）。

4、鑒定驗證：?對于關鍵閥門（尤其安全殼內、安全級），設計鑒定（特別是LOCA鑒定）是選型成功的決定性因素。

5、供應商資質：?選擇擁有核級閥門設計、制造、鑒定經驗和有效資質的供應商至關重要。

廣告贊助商