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核电阀门—核电站运行中不可忽视的“小关键”

发布时间:2018-04-24

  在核电站的设备中,阀门虽然只是配件,但是它的作用却不容忽视,因为阀门对核电站的正常、安全和可靠运行具有极为重要的作用。

  核电阀门的定义

  核电阀门是指在核电站中核岛NI、常规岛CI和电站辅助设施BOP系统中使用的阀门。从安全级别上分为核安全Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、非核级。其中核安全Ⅰ级要求最高。核电阀门在核电站中是使用数量较多的介质输送控制设备,是核电站安全运行中的必不可少的重要组成部分。

  阀门在核电站中的重要性

  在核电站的设备中阀门虽然只是配件,但是它的作用却不容忽视,因为阀门对核电站的正常、安全和可靠运行具有极为重要的作用。由于在核电站内阀门的使用量大面广,可以说几乎电站的每一个系统都离不了阀门,以一座有两套百万千瓦级机组规模的压水堆型核电站为例,阀门用量就需约3万台。

  虽然阀门的投资额占核电站总投资额的2%左右,而每年电站花费在阀门上的维修费用却要占维修总额的一半以上。其中一些重要的阀门产品,如主蒸汽隔离阀、稳压器安全阀和主蒸汽安全阀等也都属于核电站中的十分关键的设备。

  还有不少应用在一回路系统各种核级阀门都直接关系到核电站的正常和安全运行,同样不允许出现任何差错。根据国际原子能组织(IAEA)核电站事故案例反映,因阀门故障和失效造成的停机或停堆事故,甚至核泄漏占的比重不小,因此必须引起阀门行业足够的重视。

  核电阀门分类介绍

  一座由两套百万千瓦级机组装备的压水堆型核电站是比较常见的合理配置,其组成为核岛NI(Nuclear Island)、常规岛CI(Conventional Island)和电站辅助设施BOP(Balance of Plant)三部分,而其中核岛NI又包括核蒸汽供应系统NSSS(Nuclear Steam Supply System)和核岛辅助设施BNI(Balance of Nuclear Island)两部分。

  NI是核电站的核心,在这里把核能转变为热能,生产出大量的蒸汽去提供发电。CI是核电站的主力,在这里把热能转化为电能(包括汽轮发电直到电源输出的全过程)。BOP虽然不是主角,但如同设备上的螺丝钉,同样不可缺少。在近3万台的阀门中这三部分的使用数量配置比例大约为NI 43.5%、CI 45%,BOP 11.5%。

  由此可见,CI用阀量较多,与相同等级的火电机组阀门作比较,其特点是口径规格较大,而压力和温度参数不算太高。因此从技术角度来看难度相对要低于NI用阀,BOP用阀不仅量少,而且技术难度更低一些。本节只对NI部分阀门的一些情况作扼要的介绍和分析。

  NI用阀门按阀的类型区分主要有闸阀、截止阀、止回阀、球阀蝶阀、隔膜阀、安全阀、减压阀、疏水阀和调节(控制)阀等。按使用数量占总量的比例排序依次为截止阀约33.6%,隔膜阀约26.2%,球阀约12.8%,止回阀约7.2%,蝶阀约5.7%,闸阀约5.0%,调节(控制)阀约3.5%,安全阀约2.5%,疏水阀约0.3%,减压阀约0.2%,其他阀门约3%。而按核安全(规范)等级来分阀门又可分为核1、2及3级和非核级,占NI阀门总数的份额分别约为2.3%、30%、22%和45.7%。

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