核電站重要用水系統(tǒng)泵出口止回閥的選型與分析
介紹了CPR1000 核電站重要用水系統(tǒng)泵出口止回閥的選型方法,給出了減小閥門水錘的優(yōu)化方案。
1、概述
重要用水系統(tǒng)(SEC) 在CPR1000 核電站中是將設(shè)備冷卻水系統(tǒng)(RRI) 傳輸?shù)臒崃總鞯胶K。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(guān)閉,防止SEC系統(tǒng)海水倒流而引起泵的反轉(zhuǎn)。
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(yīng)選用升降式止回閥。對管路口徑較大的管路(DN≥50) 應(yīng)選用蝶式止回閥或旋啟式止回閥(表1) 。
表1 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(guān)閉。由于閥門關(guān)閉過快,在SEC 調(diào)試過程中發(fā)生過停泵水錘的現(xiàn)象。
表2 蝶式止回閥主要性能參數(shù)
圖1 蝶式止回閥
根據(jù)水錘現(xiàn)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
表3 旋啟式緩閉止回閥主要性能參數(shù)
3、止回閥開關(guān)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(diào)節(jié)閥實現(xiàn)系統(tǒng)要求的閥門開關(guān)時間(表4) 。
表4 閥門開關(guān)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(jù)計算,流量控制閥Ⅰ的流量QⅠ= 8.3L /min。在關(guān)閥40° ~8°過程中,阻尼油缸流量由流量控制閥Ⅱ控制。根據(jù)計算,流量控制閥Ⅱ的流量QⅡ= 8. 9L /min。在關(guān)閥8° ~0°過程中,阻尼油缸流量由流量控制閥Ⅲ控制。根據(jù)計算,流量控制閥Ⅲ的流量QⅢ= 2. 8L /min。調(diào)節(jié)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(guān)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(xì)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(guān)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(jìn)行抗震分析,及對液壓控制機構(gòu)進(jìn)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(jié)語
SEC系統(tǒng)采用旋啟式緩閉止回閥,在阻尼油缸的緩沖作用下,關(guān)閥時間可調(diào),有效地減小了水錘和噪聲,提高了系統(tǒng)的安全性。