AP1000核岛主要阀门特点.docx

ap1000核岛主要阀门特点上海核工程研究设计院（上海 200233）乐秀辉 盛燮康 中核苏阀科技实业股份有限公司（江苏 215129）李军业【摘 要】简要介绍了ap1000核岛主要阀门特点。【关键词】ap1000 核岛 阀门ap1000核岛核级阀门汇总清单表（1个机组）一、前言第三代a p1000压水堆核电厂的安 全系统采用非能动系统，利用自然物 理现象（蒸发、冷凝、自然循环、自 然对流等）以及气体蓄能驱动流体流 动，带走堆芯余热和安全壳的热量， 不需要外部能源。非能动设计理念的 引入，使核电站的设计发生了根本的 变化：设计简化，系统设置简化，工 艺布置简化，施工量减少，工期缩 短、运行和维修简化等一系列效应， 并大量减少了阀门的数量，a p1000 核电厂一个机组用核级阀门数量只是 m310堆型核电厂一个机组用阀门数量 的20%左右，如a p1000的核级阀门为662台，而m310堆型两个机组的核级 阀门约6 000台。a p1000核岛核级阀门的物项编码 及数量，见下表 。a p1000的核级阀门数量虽然有 大幅度的减少，但是核级阀门的技术注 ：表中数据仅供参考。要求更高、技术难度也更大，甚至有些非核级阀门都有超过标准规定的要求。本文仅就a p1000核岛几个主要阀门使用情况和特点进行简要的介 绍，供业内同行参考。16通用机械 2010年 第7期序号物项编码阀门类型数量1pv01核1、2、3级电动截止阀、闸阀（dn80）492pv02核1、2、3级手动截止阀和止回阀（dn50）3183pv03核1、2、3级手动闸阀、截止阀和止回阀（dn80）614pv10核2、3级球阀和旋塞阀155pv11核2、3级蝶阀386pv13核1、2、3级电磁动截止阀237pv14核1、2、3级气动截止阀348pv15核3级压力调节阀29pv16核2、3级辅助安全释放阀1410pv17核级仪表阀6211pv18核3级真空破坏阀212pv20核1级非能动余热排出排放阀（球阀）213pv62核1级稳压器安全阀214pv63核1级稳压器比例喷雾阀215pv64核2级主蒸汽隔离阀216pv65核2级主蒸汽安全阀1217pv66核3级大气释放阀218pv67核2级主给水隔离阀219pv68核2级主给水止回阀220pv69核3级给水调节阀421pv70核1、3级爆破阀1222pv78核2级稳压器比例喷雾阀旁路针形阀223pv95核1、2、3级阀门用电动装置（采用：直流电动机）5324pv98核1、3级爆破阀用驱动装置12爆破阀在非能动堆芯系统中应用图电力专题gm in electric power二、爆破阀a p1000爆破阀是首次引入压水堆核电厂机组，用于a p1000非能动堆芯冷却 系统（pxs），数量总计12台，使用位置如下图所示。3）爆破阀的动作过程是不可逆的，其不存在任何误 关闭的可能性。4）爆破阀关闭时密封是 靠密闭的剪切盖来保证的， 因而也不存在泄漏的可能 性。5）电信号使爆破阀驱 动装置上点火器全发火，引 爆药筒内火药，其产生的能 量将系住活塞的拉力螺栓断 裂，这样活塞就快速下降冲 击剪断阀门流道处密闭的剪 切盖，使阀门打开，以满足 系统设计要求。6）为防止药筒内火药的 老化，在电厂运行阶段，每2 年取爆破阀驱动装置总数的1/4进行定期试验、更换。这 样爆破阀驱动装置上点火器 和药筒在电厂的最长服役期 为8年。爆破阀的这些特点与 二代或二代改进型压水堆核 电站用阀门有着本质的不 同。其技术难度主要关注以 下内容：爆破阀总体设计 技术。爆破阀上拉力螺栓 分析。爆破阀上剪切盖分 析。爆破阀驱动装置设计（火药药剂的主要成分及性 能分析）。爆破阀驱动装 置上的点火器可靠性分析。爆破阀驱动装置的可靠性 验证试验。1.自动降压系统（ads）的第4级自动降压子系统1）每一路的爆破阀是通过电动闸阀（常开、直流电动机）直接连接到反应 堆冷却剂系统（rcs）热管段的顶端。2）功能：阀门打开时为rcs降压。3）ads系统第4级自动降压子系统中，共设有4台dn350爆破阀。2.低压安注回路1）安全壳内换料水箱（irws t）的水靠重力通过并联的两条管线上爆破阀（其与止回阀是串联连接的）向反应堆堆芯注水进行冷却。2）功能：阀门打开提供loca事故后irwst注入。3）低压安注回路上爆破阀是用来隔离irwst安注管线。4）低压安注回路中，共设有4台dn200爆破阀。3.安全壳再循环回路1）再循环水一路通过爆破阀和与其串联连接的止回阀、另一路通过爆破阀 和与其串联连接的电动闸阀（常开、直流电动机）实现安全壳再循环，对反应堆 堆芯提供长期冷却。2）功能：l o c a事故后阀门打开提供安全壳再循环，或概率分析评估（pra）严重事故期间疏排irwst内的水。3）安全壳再循环回路上爆破阀是用来隔离安全壳再循环管线。4）安全壳再循环回路中，共设有4台dn200爆破阀。4.爆破阀的特点1）爆破阀是一种火工品驱动的阀门。2）正常运行时，爆破阀处于关闭状态，仅供一次动作使用。三、稳压器安全阀1.a p1000稳压器安全阀特点1）采用全封闭、弹簧加17通用机械2010年 第7期 电力专题gm in electric power其喉口尺寸系列为：喉口面积182.39c m2或喉口直径152.4mm，该喉口尺寸系列比api 526中给出最大“t” 还略大一点，“t”尺寸系列的喉口面积为167.74cm2或 喉口直径146m m。因此，尤其需关注a p1000主蒸汽安 全阀性能试验。载式安全阀。2）开启特性是突开型，且设有背压补偿装置（波 纹管）。3）在稳压器上共设有2台稳压器安全阀。4）主要设计功能为反应堆冷却剂系统（r c s）提 供超压保护。设计寿命内阀门能经受240次整定压力试验（部分 升程）；应设计成具有173次循环运行寿命。五、主蒸汽隔离阀1.ap1000主蒸汽隔离阀主要特点1）电厂正常运行时阀门保持在全开位置，在规定 的所有电厂运行模式下，接到主蒸汽隔离信号后5s内快 速自动隔离，以切断蒸汽流量。2）采用“对称楔式”双闸板闸阀结构形式。3）驱动装置上气体储罐中氮气作为不会失效的关 闭弹簧，以实现快速关闭的功能。驱动装置上还设有两 个独立的液压回路，提供足够的能量克服氮气压力，以 实现相互独立的正常开启和关闭功能。2.一次循环阀门正常关闭，阀门进口处为饱和蒸汽；当进口 介质压力达到阀门整定压力时，由进口介质压力直接作 用在阀瓣，使阀门自动开启；在asme bpvciii规定 压力下阀门应达到额定排量；排放到asme bpvc iii规 定压力后阀门应回座。api 526“钢制法兰连接安全释放阀”表中给出了17个安全阀标准喉口尺寸系列，其分别用字母表示为： d、e、f、g、h、i、g、k、l、m、n、o、p、q、 r、s、t。根据a p1000稳压器安全阀设计参数：整定 压力：17.24m p a（绝对压力）；超过压力：3%；额定 排量：94.50kg/s要求，其喉口尺寸系列为“p”，即喉 口面积41.16cm2或喉口直径72.4mm。由于a p1000稳压器安全阀排量大，整定压力高， 故需重点关注安全阀性能试验，其试验项目有：整定 压力。排放压力或超过压力。开启高度。回座 压力或启闭压差。用目视或听觉确定阀门机械特性（良好的回座能力；有无频跳、颤振、卡阻或有害的振 动）。阀门动作的重复性。2.注意事项阀门规格已达到d n950m m，其阀座处直径为 749.3m m；而一般二代阀门规格是d n800m m，其阀座 处直径最大也只达到592m m。因而需特别关注：5s内 快速关闭。阀座处蒸汽流速。汽蚀、振动或噪声。阀体铸件外形尺寸、厚度以及重量是否已达到铸造工 艺极限。六、结语a p1000核电站作为我国引进的第三代核电站技 术，虽然其核级阀门数量大为减少，但技术要求、技术 难度、零部件加工要求都更高；试验、验证和鉴定方面 都有特定的要求；分析和计算尤其是可靠性分析等方 面都有特殊规定的要求。有的阀门结构形式、驱动方式 在我国的核电厂中很少使用甚至从未使用。只有全面消 化吸收和掌握a p1000核级阀门的系统运行工况、使用 情况和设置特点、功能要求、技术参数、a p1000阀门 设计规范书，才能制造出能满足a p1000要求的核级阀 门，从而为ap1000关键阀门的国产化作好充分准备。四、主蒸汽安全阀1.ap1000主蒸汽安全阀特点1）采用敞开、弹簧加载式安全阀。2）开启特性为突开，且设计成双排口结构形式。3）每条主蒸汽管线上设有6台主蒸汽安全阀，共12台阀门。4）主要设计功能是对蒸汽发生器提供超压保护。5）设计寿命内阀门能经受240