核電閥門——核電站運行中不可忽視的“小關(guān)鍵”
在核電站的設(shè)備中,閥門雖然只是配件,但是它的作用卻不容忽視,因為閥門對核電站的正常、安全和可靠運行具有極為重要的作用。
核電閥門的定義
核電閥門是指在核電站中核島NI、常規(guī)島CI和電站輔助設(shè)施BOP系統(tǒng)中使用的閥門。從安全級別上分為核安全Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級、非核級。其中核安全Ⅰ級要求最高。核電閥門在核電站中是使用數(shù)量較多的介質(zhì)輸送控制設(shè)備,是核電站安全運行中的必不可少的重要組成部分。
閥門在核電站中的重要性
在核電站的設(shè)備中閥門雖然只是配件,但是它的作用卻不容忽視,因為閥門對核電站的正常、安全和可靠運行具有極為重要的作用。由于在核電站內(nèi)閥門的使用量大面廣,可以說幾乎電站的每一個系統(tǒng)都離不了閥門,以一座有兩套百萬千瓦級機(jī)組規(guī)模的壓水堆型核電站為例,閥門用量就需約3萬臺。
雖然閥門的投資額占核電站總投資額的2%左右,而每年電站花費在閥門上的維修費用卻要占維修總額的一半以上。其中一些重要的閥門產(chǎn)品,如主蒸汽隔離閥、穩(wěn)壓器安全閥和主蒸汽安全閥等也都屬于核電站中的十分關(guān)鍵的設(shè)備。
還有不少應(yīng)用在一回路系統(tǒng)各種核級閥門都直接關(guān)系到核電站的正常和安全運行,同樣不允許出現(xiàn)任何差錯。根據(jù)國際原子能組織(IAEA)核電站事故案例反映,因閥門故障和失效造成的停機(jī)或停堆事故,甚至核泄漏占的比重不小,因此必須引起閥門行業(yè)足夠的重視。
核電閥門分類介紹
一座由兩套百萬千瓦級機(jī)組裝備的壓水堆型核電站是比較常見的合理配置,其組成為核島NI(Nuclear Island)、常規(guī)島CI(Conventional Island)和電站輔助設(shè)施BOP(Balance of Plant)三部分,而其中核島NI又包括核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)NSSS(Nuclear Steam Supply System)和核島輔助設(shè)施BNI(Balance of Nuclear Island)兩部分。
NI是核電站的核心,在這里把核能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽a(chǎn)出大量的蒸汽去提供發(fā)電。CI是核電站的主力,在這里把熱能轉(zhuǎn)化為電能(包括汽輪發(fā)電直到電源輸出的全過程)。BOP雖然不是主角,但如同設(shè)備上的螺絲釘,同樣不可缺少。在近3萬臺的閥門中這三部分的使用數(shù)量配置比例大約為NI 43.5%、CI 45%,BOP 11.5%。
由此可見,CI用閥量較多,與相同等級的火電機(jī)組閥門作比較,其特點是口徑規(guī)格較大,而壓力和溫度參數(shù)不算太高。因此從技術(shù)角度來看難度相對要低于NI用閥,BOP用閥不僅量少,而且技術(shù)難度更低一些。本節(jié)只對NI部分閥門的一些情況作扼要的介紹和分析。
NI用閥門按閥的類型區(qū)分主要有閘閥、截止閥、止回閥、球閥、蝶閥、隔膜閥、安全閥、減壓閥、疏水閥和調(diào)節(jié)(控制)閥等。按使用數(shù)量占總量的比例排序依次為截止閥約33.6%,隔膜閥約26.2%,球閥約12.8%,止回閥約7.2%,蝶閥約5.7%,閘閥約5.0%,調(diào)節(jié)(控制)閥約3.5%,安全閥約2.5%,疏水閥約0.3%,減壓閥約0.2%,其他閥門約3%。而按核安全(規(guī)范)等級來分閥門又可分為核1、2及3級和非核級,占NI閥門總數(shù)的份額分別約為2.3%、30%、22%和45.7%。
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