安全壳隔离阀检测和研究

2022-09-12

江苏神通阀门股份有限公司试制的安全壳隔离蝶阀主要应用于核电厂安全壳换气通风系统 (EBA) 和安全壳大气监测系统 (ETY) 微扫气子系统。安全壳换气通风系统 (EBA) 的隔离蝶阀用来保证安全壳在LOCA事故时的密封性, 在装卸料事故时, 阀门的关闭时间应小于3秒钟;安全壳大气监测系统 (ETY) 微扫气子系统的安全壳隔离蝶阀既用来保证安全壳在LOCA事故时的密封性, 又用于反应堆正常工作时对安全壳内进行空气取样、混合以及小风量清洗, 在事故工况下, 关闭时间应小于1秒。产品主要由阀体、蝶板、密封圈、压板、阀轴、气/手动装置等零部件组成。正常工况下, 气/手动装置驱动阀轴, 带动蝶板旋转, 实现阀门启闭, 事故状态下, 电磁离合器失电, 弹簧复位使阀门自动快关。

1 性能

阀门本体主要由阀体、蝶板、阀轴、压板、密封圈、阀座、轴承等零部件组成。阀门采用多层次直板式三偏心金属硬密封结构, 这个产品是江苏神通阀门股份有限公司1992年在引进德国ADAMS技术的基础上进一步改进完善发展起来的。主要结构特点:

采用三偏心结构, 保证密封圈只是在关闭位置时才与阀座接触, 因此不会产生相对摩擦和磨损, 即具有开启时能瞬间脱开, 关闭时具有越关越紧及磨损补偿的功能。关阀时密封圈渐渐切入阀座密封面, 能自动清除密封面上的杂质。

密封接触面相对较宽, 对介质中的杂质敏感度不高。

采用层叠式密封圈使阀门密封副形成迷宫式结构, 确保阀门实现气泡级密封。

阀门主要性能参数: (1) 公称通径DN750mm;DN250mm; (2) 安全等级:核安全2级; (3) 质量保证等级:QA1; (4) 设计压力:0.42MPa; (5) 壳体试验压力:0.74MPa; (6) 密封试验压力:0.49MPa; (7) 适用温度:156℃; (8) 40年放射性累积剂量:D N 7 5 0 m m为7 x 1 0 5 G y;DN250mm为2.5x105Gy; (9) 事故关阀时间:DN750mm为<3s;DN250mm为<1s;地震加速度:DN750mm为三向加速度0.6g (SSE) , 三向加速度0.3g (1/2SSE) ;DN250mm为三向加速度1.3g (SSE) , 三向加速度0.7g (1/2SSE) ; (10) 设计寿命:DN750mm为1000次操作周期, DN250mm为10000次操作周期。密封要求:当工作压差达到0.42MPa时, 阀门的最大泄漏率为:0.5NL/h。

2 试验

壳体强度试验。试验介质、压力、持续时间及验收标准需满足RCC-MC5400的要求。

阀板强度试验。试验介质、压力、持续时间及验收标准需满足RCC-MC5400的要求。

阀座气密封试验。试验压力为规定的最大密封压差, 持续时间及验收标准需满足ASME QME-1 (2002) QVP-7331.1的要求。

阀杆填料的密封试验。试验需满足ASME QME-1 (2002) QVP-7331.1的要求。

冷态行程时间试验。试验需满足ASME QME-1 (2002) QVP-7331.1的要求。

冷态可操作试验。试验要求按ASME QME-1 QVP-7361.1的规定, 试验时应测定样机阀门的鉴定时间。

热态可操作试验。试验要求按ASME QME-1 QVP-7362.1的规定。

辐照试验。辐照量需满足规定放射性要求。

动作寿命试验。模拟正常工况, 手动阀门进行1 0 0 0次开关试验, 气动阀门进行10000次开关动作后应能保持其功能, 即压力边界完整、无损伤, 动作正常, 阀座处泄漏量满足规定要求。

基频测定和地震试验。试验应符合ASME QME-1 (2002) QVP7380的规定。

3 试验分析

基准试验。试验依据:安全壳隔离蝶阀鉴定试验大纲和试验规程。试验项目: (1) 阀体强度试验; (2) 蝶板强度试验; (3) 密封试验:阀体密封试验;填料密封试验;阀座密封试验; (4) 冷态可操作试验; (5) 行程时间试验; (6) 互锁功能试验。

热态可操作试验。试验依据:安全壳隔离蝶阀鉴定试验大纲和试验规程。

流阻试验。试验依据:安全壳隔离蝶阀鉴定试验大纲和试验规程。

热老化试验。试验依据:安全壳隔离蝶阀鉴定试验大纲和试验规程。

运行老化试验。试验依据:安全壳隔离蝶阀鉴定试验大纲和试验规程。

辐照老化试验。试验依据:安全壳隔离蝶阀鉴定试验大纲和试验规程。

运行老化试验。试验依据:安全壳隔离蝶阀鉴定试验大纲和试验规程。

湿热老化试验。样机产品:750CH2D341H-20C密封圈及电磁离合器。试验依据:安全壳隔离蝶阀鉴定试验大纲和试验规程。

振动老化试验。试验依据:安全壳隔离蝶阀鉴定试验大纲和试验规程。

端部加载试验。试验依据:安全壳隔离蝶阀鉴定试验大纲和试验规程。

地震试验。试验依据:安全壳隔离蝶阀鉴定试验大纲和试验规程。

最终功能试验。试验依据:安全壳隔离蝶阀鉴定试验大纲和试验规程。

最终拆散检验。试验依据:安全壳隔离蝶阀鉴定试验大纲和试验规程。

4 试验过程中发现的问题

4.1 750CH2D341H-20C安全壳隔离蝶阀

一是基准试验中发现的问题。表现为密封圈处泄漏0.31NL/h。分析原因, 压圈三等分切割处缝隙过大, 压板螺栓未使用垫圈导致阀座处有松动。采取切割处增加连接块处理, 阀门无可见泄漏。二是最终检查中发现的问题。表现为阀体内腔有锈蚀。主要是未及时进行防锈处理所致。根据防腐蚀规程做防锈处理。

4.2 250H2D641H-20C安全壳隔离蝶阀

一是运行老化后中间检验中发现的问题。表现为密封圈处泄漏0.084NL/h。通过分析, 是运行老化后密封圈磨损。验证结果:泄漏量未超过规定 (0.5NL/h) 的要求。二是端部加载试验中发现的问题。表现为密封圈处泄漏0.216NL/h。主要是阀门与支架的组合件刚性欠佳或阀门夹具设计不够合理。验证结果:泄漏量未超过规定 (0.5NL/h) 的要求。三是最终检查中发现的问题。表现为阀体内腔有锈蚀。主要是未及时进行防锈处理, 根据防腐蚀规程做了防锈处理。

摘要：介绍了安全壳隔离阀试制过程中试验的分析与检测。

关键词：安全壳隔离阀,试验,分析和检测