四．核電閥門技術要求
核電閥門，由于其使用工況特殊、復雜、惡劣，加之量大面廣，故其要求較高。
1．核電閥門工作條件：
核電閥門除了其工況環境錯綜復雜之外，其輸送介質的放射性和溫度、壓力等級的苛刻性也是很特殊的。
核電閥門輸送的介質主要為：飽和蒸汽、冷凝水、放射性水蒸汽重水、輻照腐蝕物、放射性介質、稀硫酸和堿液、二氧化碳、鈉、氦、油、真空等各種流體介質。
一回路上的大通徑閥門工作條件是zui復雜的，在現階段核動力裝置上的蒸汽參數比熱電廠的蒸汽參數（壓力22.5MPa、溫度565℃）要低，但核電廠運行條件卻復雜得多。在液態金屬冷卻劑的快中子反應堆裝置上，蒸汽參數為zui高（汽輪機前的蒸汽溫度為600℃，壓力為14.0MPa）。
2．核電閥門常見故障類型：
在核電站系統中運行的閥門，zui常見的故障類型有如下四種：
?、匍y桿泄漏
②閥座泄漏
?、蹐绦袡C構選配過大和關閉力矩過高引起的密封面損壞
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3．核電閥門技術要求：
根據核電閥門運行的實際工況，核電閥門其技術特點和要求比火力發電閥門更高。核電閥門的技術要求除了閥門常規的技術要求外，還要著重考慮介質中雜質的污染、環境溫度、運行溫度、環境濕度、放射性、直流電源及電壓波動、有關地震和振動條件下穩定性的技術要求、安全等級等等。
?、俸穗婇y門的設計
a）強度設計
核電閥門設計中，強度計算是*的。除常規的強度計算、有限元分析和抗震計算分析外，對核安全1級的閥門，還要求進行：一次薄膜應力的極限計算、一次薄膜應力＋彎曲應力的極限計算、與回路啟——停循環有關的一次加二次應力變化幅度的極限計算、除回路中啟——停工況以外的一次加二次應力的變化幅度極限計算、疲勞性能分析。
b）結構設計
由于核電系統輸送介質大多帶有放射性，不允許有任何泄漏，故結構設計中閥門的填料、波紋管、閥座的密封結構設計尤為重要（閥體的形狀設計，規定在ASME標準中）。
國外，填料一般采用多重密封結構、Ω環密封結構和填料層之間夾碟簧的填料箱密封結構。波紋管一般采用組合波紋管密封結構。對重要的高壓閥門，閥座采用鍛造結構。此外，閥體與管道的連接采用對接或承插焊接結構。
?、诤穗婇y門的材料
核電閥門的材料必須具有良好的耐腐蝕、抗輻照、抗沖擊和抗晶間腐蝕。一般情況下：
a）承壓零件必須采用ASMEBPVC-Ⅱ-D-1表2A和表2B中的材料要求
b）閥桿和承壓螺栓常采用沉淀硬化鋼制造
c）填料多用石墨纖維、純石棉或膨脹石墨
?、酆穗婇y門驅動裝置
核電閥門驅動裝置的性能和質量非常重要和關鍵，必須具有安全操作的可靠性，同時，應能承受溫度、壓力、濕度、輻照、地震破壞、化學污染及所供電源變化的zui大值，而且必須在發生失水故障的情況下，仍能在規定的期限內工作（一般標準為14天）。
此外，除了驅動裝置的電動部件要求用O形密封圈將其與外部環境密封隔離之外，驅動裝置的設計者還應考慮核電工況用高壓閥門的快速操作問題（一般標準，CL1500的14”以下的閥門，其快速操作時間為10秒）。
?、芎穗婇y門的試驗與檢驗
a）核電閥門需進行常規的水壓試驗——殼體試驗、閥瓣強度試驗、上密封試驗、閥座密封試驗、填料密封試驗；
b）對帶有執行機構，如電動、氣動閥進行抗震試驗；
c）對所有操作形式的閥門進行靜壓壽命試驗；
d）對一回路的重要閥門還必須經過冷態、熱態和LOCA事故（即失水事故）的試驗。
?。绹腁SME、日本的JEM等標準，對上述試驗及檢驗作了詳細描述，并提供了評定標準。）
五．核電閥門發展趨勢
1．核電機組發展方向
據資料分析，在核電站的建設中，機組容量的發展方向，國外主要向130萬、140萬及150萬千瓦方向發展。國內主要向80萬、90萬及100萬方向發展。核電設備將向大型化、高參數、高性能方向發展。
2．核電閥門發展方向
隨著核工業的發展，核電站設備大型化、高參數、高性能及可靠性、安全性的要求越來越高。這就要求核電閥門也能適應這種發展趨勢。
核電用閥發展的具體類型、參數如下：
?、艧o填料函的閘閥：
a液壓驅動閘閥。該閥借助自身壓力水推動活塞開啟或關閉，該閥公稱通徑：DN350、400mm；工作壓力：PN17.5MPa；工作溫度：315℃。
b全封閉型電動閘閥。該閥應采用特制的屏閉式電機，通過浸水工作的內行星減速機構使閘板作啟閉運動。該閥公稱通徑：DN100~800mm；工作壓力：PN2.5~45.0MPa；工作溫度：200~500℃。
?。ㄗⅲ荷鲜鰞煞N無填料函閘閥優點：沒有填料密封，避免了外漏點，同時，減少能耗。缺點：結構復雜、造價較高。）
?、平刂归y：
用于輔助管路上截止閥
該閥通常為三種結構，即填料式截止閥、波紋管式截止閥和金屬膜片式截止閥。該閥介質為中等參數（中溫、中壓）的水和蒸汽；公稱通徑：DN10~150mm。
⑶蝶閥
用于冷卻系統和安全殼內輸送空氣介質的系統中的蝶閥。該閥通常為三種結構，即同軸直連式襯膠蝶閥偏心式金屬密封蝶閥和雙動式（蝶板在回轉前先脫開密封面再回轉）金屬密封蝶閥。該閥公稱通徑：DN≤2500mm；工作壓力：PN＜4.0MPa；工作溫度：100~150℃。此外，用于風道系統中的快速關閉蝶閥其公稱通徑：DN400~1200mm也列為發展的方向。
?、葞綔y器的先導式安全閥
用于核島系統中的帶探測器的先導式安全閥。采用帶探測器的先導式安全閥，可以根據壓力與彈簧力平衡的敏感關系，來改變位置控制釋放和加充介質的兩個觸點的原理，從結構上避免卡阻問題。該閥采用正作用式帶彈簧預緊和波紋管密封的閥瓣結構，可以保證可靠的密封。該閥公稱通徑：DN600mm；工作壓力：PN1.265MPa。
⑸止回閥型隔離閥
用于蒸汽系統的止回閥型隔離閥，其結構形狀類似于升降式止回閥。該閥公稱通徑：DN64~800mm（21/2in~30in）；工作壓力：PN1.0~42.0MPa（Class600~2500）；工作溫度：-29~1050℃。
?、手髡羝綦x閥
核島和常規島用主蒸汽隔離閥、主給水閥門，其公稱通徑：DN800mm；公稱壓力：40.0MPa；溫度700℃；
此外，滿足地震要求的安全閥、核燃料提取用的軟硬密封高真空電磁閥、上裝式核電球閥也是急需開發的核電閥門。
