核电站重要用水系统泵出口止回阀的选型与分析

2015-01-28 张云中广核工程有限公司

　　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。