核安全级阀门的试验研究
核级阀门鉴定试验的项目及样机的选取和外延扩展原则
核级阀门鉴定试验的项目及样机的选取和外延扩展原则一、概述核级阀门是核电厂中重要的安全设备，其性能的稳定可靠关系到核电站的运行安全。
对核级阀门的鉴定试验显得格外重要。
本文将从核级阀门鉴定试验的项目、样机选取以及外延扩展原则等方面进行讨论。
二、核级阀门鉴定试验的项目1. 密封性能试验核级阀门的密封性能对核电站的安全稳定运行有着至关重要的作用。
在核级阀门鉴定试验的项目中，首要考虑的便是密封性能试验。
通过密封性能试验，可以评估核级阀门在不同条件下的密封性能，以确保其在工作状态下能够正常密封，避免核泄漏等安全事故的发生。
2. 流量特性试验核级阀门的流量特性直接影响到核电站的供水和排水等重要工况运行。
在鉴定试验项目中，需要对核级阀门的流量特性进行全面的测试和评估，以确保其在工作过程中能够满足设计要求，保障核电站的正常运行。
3. 耐久性试验核级阀门的耐久性是衡量其使用寿命和稳定性的重要指标。
在鉴定试验项目中，需要进行耐久性试验，通过对核级阀门在不同工况下的长时间运行测试，评估其使用寿命和稳定性，为核电站的长期运行提供保障。
4. 抗震性试验核级阀门在地震等外部不利环境下的抗震性能直接关系到核电站的安全稳定运行。
在鉴定试验项目中，需要对核级阀门进行抗震性试验，评估其在地震等特殊情况下的抗震能力，以确保核电站在不利环境下能够安全运行。
三、样机的选取1. 样机的全面代表性在进行核级阀门鉴定试验时，样机的选取至关重要。
选择样机时，需要保证样机具有全面的代表性，能够较好地代表核级阀门的整体性能。
样机的选取要充分考虑到核级阀门的各项性能指标和工况要求，以确保鉴定试验的结果能够真实反映核级阀门的性能情况。
2. 样机的数量和规格在选择样机时，还要考虑到样机的数量和规格，需要根据实际需要选取一定数量和不同规格的样机进行鉴定试验。
通过对多个样机的测试比较，可以更全面、更客观地评估核级阀门的性能表现，为后续的生产和使用提供参考依据。
核级阀门强度计算方法的研究
核级阀门强度计算方法的研究介绍了采用经验公式和有限元仿真分析的计算方法，并对某核一级闸阀进行了强度计算。
对比分析了两种方法得出的计算结果，验证了仿真分析计算结果的准确性。
1、概述在核级阀门的设计计算中，需要遵守ASME、RCCM等法规。
ASME ⅢNB分卷提供了详细的核级阀门的强度计算公式，如果按照全部公式(NB-3500) 进行计算并且计算合格，其阀门的设计结果是可以被接受的。
随着计算机技术的发展，使用有限元应力分析的方法对阀门强度进行计算成为一种新的计算方法。
本文以某核一级闸阀为例，分别使用两种计算方法进行计算，同时对计算结果进行对比分析。
2、仿真分析将闸阀全部零件进行立体建模，并确定每个零件的密度以得到阀门的精确质量。
在进行应力分析时，如果在阀体的一端施加固定约束，而端部应力得不到有效释放，将在阀体端面位置产生应力奇异，最大应力可达2000MPa，这显然与现实情况相违背。
根据相关经验及规定，可以在阀体进口处增加一过渡管(过渡管长度为入口管径的2～5倍)，在过渡管入口施加固定约束，使应力奇异发生在管道入口。
而评价分析结论时，只考核阀门的受力情况，忽略过渡管入口上出现的误导结论。
这样可以真实模拟阀体的受力情况，得出相对准确的应力分析值。
在ASME 法规中，着重关注阀门承压边界的受力情况。
因此，只取阀体、阀盖和过渡管组成的装配体为研究对象( 图1)。
在阀体右侧的中腔与支管交界位置，真空技术网(/)根据经验划分出3条阀体的应力评定线。
同时将模型转化到ANSYSWorkbench软件中。
图1 建立阀门应力分析模型在ANSYS软件中，对阀体、阀盖、过渡管赋予材料属性，对支架、过渡头和执行机构等省略掉的零件以一个有质量的点代替，并选择阀体与阀盖相接触的表面作为支撑质量点位置的平面。
分别选取过渡管与阀体、阀体与阀盖相接触的表面为零件间的接触面，选择约束类型为bonded绑定约束。
对模型进行网格划分处理，同时进行网格收敛性验证。
核级贯穿件阀门密封试验的分析与研究
2020年第4期 _门 —1—文章编号：1002-58SS (2020) 04-0001 >05核级贯穿件阀门密封试验的分析与研究李玉环，张鸿泉，周犊(中广核核电运营有限公司，广东深圳518124)摘要核电站安全壳的贯穿件阀门同时为第2、第3道屏障的一部分，阀门检修时除了考虑阀 门本身的密封性试验外，还需要进行贯穿件密封试验。
简述了贯穿件阀门和核级阀门的密封性试 验基本情况，对比分析了两类密封试验的泄漏率的确定方法及泄漏率，比较了两类密封试验泄漏率 的标准，为确保阀门密封性满足核电运行规范的前提下，减少不必要维修工作。
关键词核电站用阀；贯穿件;密封性;泄漏率;试验中图分类号:TH134 文献标志码：AAnalysis and Research on Seal Test of Nuclear Penetration ValveLI Yu-huan,ZHANG Hong-quan,ZHOU Du(China Nuclear Power Operation Co. Ltd. ,Shenzhen 518124,China)Abstract ：The perforator valve of nuclear power plant containment is part of the second and third barriers at the same time.In the maintenance of the valve,besides considering the sealing test of the valve itself,the perforator sealing test should also be carried out.This paper briefly describes the basic situation of the sealing test of the perforating valve and the nuclear grade valve,compares and analyzes the determination method and the leakage rate of the two kinds of sealing test,and compares the leakage rate standard of the two kinds of sealing test.Key words ：valve；penetration；tightness；leakage rate；testi概述为保证作为第3道屏障的安全壳的功能不受侵 害，核电站贯穿安全壳体的管道系统必须有适当措 施以便在发生事故时安全阀隔离信号能将安全阀隔 离。
核安全二级手动截止阀试验大纲
核安全二级手动截止阀15H2J61Y-1500P 试验大纲上海xxxx 阀门厂xxxx 年元月1.试验目的：为了保证秦山二期工程安全级阀门安全可靠的使用要求，故对15H2J61Y-1500P手动截止阀样机进行以下试验，以考核阀门的壳体强度、密封性能。
2.试验条件：2.1壳体强度试验：试验压力：37.5Mpa 试验介质：水（A级）温度：常温（ 38 C）2.2高压密封试验：试验压力：27.5Mpa 试验介质：水（A级）温度：常温（ 38 C）2.3上密封试验：试验压力：27.5Mpa 试验介质：水（A级）温度：常温（ 38 C）2.4功能性试验：试验压力：20.0Mpa 试验介质：水（A级）温度：常温（ 38 C）3.1. 泵 2 .压力表 3.阀门样机 4.针形阀 5.容器注：试验时阀体介质流向标记方向与回路一致。
4.试验步骤和要求：4.1强度试验：把阀门按回路图安装于试验台架上，封闭阀门出口端，使阀门处于半开启状态，试验介质逐级升压至37.5MPa，持续保压时间15分钟，在此时间内检查壳体、填料箱、阀体中腔等部位，不得出现渗漏、变形或破裂等。
4.2高压密封试验按阀门所需最小关闭转矩关闭阀门后，使试验介质逐级升压至27.5Mpa，释放出口端压力，持续保持时间10分钟，检查阀座渗漏情况，以零泄漏为合格。
4.3上密封试验松开填料压盖，封闭出口端，使阀门从全开到全关，试验介质升压至27.5Mpa，持续保持时间10分钟，检查填料处泄漏情况，以零泄漏为合格。
4.4以上试验合格后，填写试验报告。
4.5以上试验完成后，必须将阀门与介质接触的所有表面用清洁热风进行干燥或烘干处理，通径两端用闷盖封好。
编制：核对：。
核安全一级阀门的力学分析_张征明
文章编号:1002-5855(2007)02-0018-05作者简介:张征明(1967-),男,副研究员,从事反应堆结构设计与结构力学分析工作。
核安全一级阀门的力学分析张征明,吴莘馨(清华大学核能与新能源技术研究院,北京100084) 摘要 介绍了核安全一级阀门结构应力分析方法在阀门设计中的重要作用。
以核安全一级电动截止阀为例,采用规范法和分析法对阀门的承压边界进行了力学分析和计算,并对阀门主法兰和连接螺栓的计算结果作了对比和评价。
关键词 核安全一级;核工业用阀;力学分析 中图分类号:TH134 文献标识码:AMechanical analysis of the nuclear safety class 1valveZHANG Zheng -ming ,WU Xin -xin(I nstitute of Nuclear and new Energ y T echno logy ,Tsing hua University ,Beijing 100084,China )A bstract :Design by analysis method must be used for the nuclear safety class 1valve as the regula -tio ns of nuclear safety codes .Detailed stress distribution in the valve structure should be analyzed andevaluated .This paper introduces the mechanical analysis of a nuclear safety class 1electric shutoff v alve .The introduction w ill focus on the com munications betw een the designer and the analy zer of the v alve .Some advisements are given by the analy zer based on the mechanical analysis results of the valve structure .Key words :nuclear safety class 1;valve ;mechanical analysis 1 前言核安全级阀门在设计、制造和检验等各个环节上均有远高于普通阀门的要求,尤其是核安全一级阀门,按照核安全法规的要求,必须采用分析方法进行设计,对阀门结构进行详细的应力分析和评价。
核级阀门电动执行机构抗震分析与试验
经验 交
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核级阀门电动执行机构抗震分析与试验
翟欢乐 ，余 于仿 ，张 为，韩 松
（ 州 电力 设备 修 造 厂 ， 江 苏扬 州 ２ ５０ ） 扬 ２ ０ ３
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试 验 的规格 型号 进行分 析鉴 定 。为此本 文通 过 Ｓ Ｄ Ｚ Ｈ核 级 阀 门电动 执行 机构 的抗 震试 验 和抗 震分 析
结 果的 比较 ，来对抗 震分析方 法进行验 证 。
气 ）的设备 ，其功能是接通或隔断介质 ；控制介 质流量／ 压力或方向 ，以保护管道 、设备或系统 ห้องสมุดไป่ตู้
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“华龙一号”核岛阀门安装检维修研究与探讨
“华龙一号”核岛阀门安装检维修研究与探讨摘要：核岛阀门安装是贯穿压水堆核电厂核岛整个安装阶段的重点工作，阀门安装的进度直接决定工艺系统完善程度，快速响应并解决阀门问题是保证工艺系统正常运行的前提。
“华龙一号”是我国自主研发和设计的的百万千瓦级压水堆核电机组，采用“能动和非能动相结合”的安全设计理念，采用177个燃料组件的反应堆堆芯、多重冗余的安全系统、单堆布置、双层安全壳，全面平衡贯彻“纵深防御”的设计原则，设置了完善的严重事故预防和缓解措施，工艺系统更为复杂，核岛阀门的数量和类别相比传统M310压水堆均有大幅度增加，对阀门安装工艺和维修技术产生了更高的要求。
针对“华龙一号”在海外施工的特点，改进阀门安装工艺和维修技术，从而达到提高安装效率，缩短施工工期，完善施工质量和增加经济效益的目的，为后续同类型核电站安装工程提供施工意见。
关键词：华龙一号；阀门；安装；维修1.前言1.1研究背景“华龙一号”是我国自主研发和设计的的百万千瓦级压水堆核电机组，采用“能动和非能动相结合”的安全设计理念，“纵深防御”的设计原则，设置了完善的严重事故预防和缓解措施，其安全指标和技术性能达到了国际三代核电技术的先进水平，具有完整自主知识产权。
与M310压水堆机组相比，“华龙一号”的工艺系统设计要求和技术标准更高，单机组的核岛阀门数量达到8000余台，对阀门安装工艺和维修技术产生了更高的要求。
目前“华龙一号”在巴基斯坦卡拉奇的海外首堆K2、K3机组安装建设工作也已步入高峰，提高阀门安装效率，及时解决安装过程中存在的问题，是提高工艺管道安装效率的重要因素，有利于推动国产第三代核电技术发展，为“一带一路”中国制造走向世界奠定坚实的基础。
1.2核岛阀门安装检维修研究现状及问题的提出相比于M310堆型核岛阀门，华龙一号核岛阀门具有种类多、数量大及制造国产化的特点，M310堆型的阀门安装工艺及维修要求已经无法满足华龙一号现场。
如何在传统的安装工艺及维修方案进行适应现场的改进及创新，提高安装效率，缩短施工工期，完善施工质量，快速响应解决阀门问题，是华龙一号核岛阀门安装的重点难点。
浅谈核电阀门相似性分析鉴定方法的应用
浅谈核电阀门相似性分析鉴定方法的应用发布时间：2023-01-15T05:32:59.342Z 来源：《中国科技信息》2023年第17期作者：董国成王染思[导读] 在核电站运行过程中，阀门在各个系统承担着重要的作用，因此加强对于核电阀门相似性分析鉴定方法的应用具有重要价值。
董国成王染思中国核电工程有限公司浙江嘉兴314000摘要：在核电站运行过程中，阀门在各个系统承担着重要的作用，因此加强对于核电阀门相似性分析鉴定方法的应用具有重要价值。
下面本文就核电阀门相似性分析鉴定方法的应用进行简要探讨。
关键词：核电阀门；相似性分析；鉴定方法；应用；1 阀门设备概述阀门是核电站安全运行不可或缺的关键设备。
阀门因其类型不同(闸阀、截止阀、球阀、蝶阀等)，由不同的供应商设计、生产。
同种类型的阀门，其阀体和阀盖在外形和连接结构设计上基本相似，主要差异为总体尺寸、压力磅级和重量。
因此，对阀门相似性进行合理、系统、科学的分析，对整个核电项目建设都有着十分积极的作用。
2 阀门相似性鉴定方法的讨论针对国内制造行业的发展，民用核电设施或设备国产化是发展趋势。
因此，研究阀门相似性鉴定方法具有重要意义。
2.1阀门相似性原则方法的讨论(1)阀门是相同类型的相似性方法，在其使用上基本无分歧或使用不当情况，但是需要着重考虑相同制造商、相同结构类型中同一系列的阀门，此处同一系列可以理解为相同压力等级或压力等级有变化但是阀门的结构一致，其存在的差异主要是不同口径、压力、材质引起的尺寸和重量不同。
(2)对于阀门的驱动器，主要考虑的是驱动动力源一致，且其与阀门的连接方式也属于相似或同一系列方式，例如按照标准ISO5211设计和制造的连接方式等。
驱动动力源主要有电动驱动系列、气动驱动系列、电磁驱动系列、电－液动驱动系列、液动驱动系列、气－液驱动系列等。
(3)针对阀座结构和功能，需要在阀座的密封材料、密封副硬度差、密封副形式、密封原理等方面保持一致，例如闸阀的平行闸板密封与楔式闸板密封，其密封副形式和密封原理就属于不一致的情况。
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文章编号:100225855(2010)022*******作者简介:杨伟(1955-)男,辽宁沈阳人,工程师,从事阀门工艺设计、营销及营销管理工作。
核安全级阀门的试验研究杨 伟1,王明珊2,魏彦学1,贾安迅1,张景艳1,潘明旭3(11沈阳盛世高中压阀门有限公司,辽宁沈阳110142;21核物理与化学研究所,四川绵阳621900;31东北林业大学,黑龙江哈尔滨150000) 摘要 介绍了核安全2级和3级钠截止阀和止回阀样机的寿命试验和抗地震试验方法。
关键词 反应堆;安全;阀门;抗震试验 中图分类号:TH134 文献标识码:A Test and study of nuclear s afety va lvesYANG W ei 1,W ANG M ing 2shan 2,W EI Yan 2xue 1,J I A A n 2xun 1,ZHANG J ing 2yan 1,P AN M ing 2xu3(11Shenyang S hengshi H igh&m edium p ressure valve co 1,L td 1,S henyang 110142,C hina;21Institute of nuclear physics and chem istry,M ianyang 621900,C hina;31N ortheast Forestry U niversity,H arbin 150000,C hina )Abstract:In trodcing the m ethods of the life test and earthquake 2resistant test on nuclear safety 2E 3Echeck valve and cut 2off p rototypes w ith sodium.Key words:nuclear reactor ;safety;valve;earthquake 2resistant test 1 概述随着新能源技术的快速发展,核能作为清洁能源已得到世界各国的公认,并争相发展。
我国出台的有关能源规划表明,从2010～2020年,中国将新建核电站31座,核电装机容量达到4000万k W ,核电比重由现在的1169%提升到4%。
这也标志着核电将在中国未来的电力发展中扮演更重要的角色。
阀门是核电装置中的安全附件之一,其作为流体介质管路传输中的重要控制设备,功能性是否满足要求直接关系到整个核设施的安全。
本文以用于中国实验快堆(CEFR )的核安全2级钠截止阀(DN40-T 形、DN40-Z 形)和止回阀(DN40-T 形)为例,介绍该产品寿命试验和抗地震试验的方法。
2 参照标准CEFR 的核安全2级钠截止阀(DN40-T 形、DN40-Z 形)和止回阀(DN40-T 形)在制造过程中遵循的主要标准和规范如下。
AS ME BP V -Ⅲ-1-95ND 级设备AS ME BP V -Ⅱ-95材料技术条件AS ME BP V -Ⅴ-95无损检验HAF0902-95民用核承压设备无损检验人员培训、考核和取证管理办法G B 911511-G B9115126-88对焊钢制管法兰G B 12221-2005金属阀门结构长度3 试验311 寿命试验核级阀门设计使用寿命为40年。
阀门按EJ /T 1022111标准进行了机械磨损、热老化和辐照老化等相关试验。
(1)机械磨损试验机械磨损试验是驱动装置加载情况下(相当于与阀门连接带动阀门开或关时所受到的力),经2000次循环动作试验。
试验后,驱动装置应运转正常。
(2)热老化试验热老化试验是试验过程中,驱动装置经过2000次连续循环操作,并在加载情况下进行。
驱动装置置于干燥空气中加热至135℃,试验950h 。
(3)辐照老化试验辐照老化试验前,驱动装置在加载情况下,完成—41— 阀 门 2010年第2期所要求的机械磨损老化试验操作循环次数的5%。
辐照试验在干空气中进行,温度为70±3℃,γ射线累计辐照剂量为250kGy 。
辐照试验前,阀门应转动灵活、密封性能符合要求。
辐照试验后再重复进行动作试验和密封试验等,其结果应和辐照前保持一致。
312 抗地震试验抗地震试验是为满足核电站阀门设备的需要,按照I EEE 344、G B 13625《核电厂安全系统电气设备抗震鉴定》和HAFJ 0053《核设备抗震鉴定试验指南》的要求进行。
抗震试验的项目有测试阀门的自震频率与阻尼比、五次OBE 地震反应考核试验、一次SSE 地震反应考核试验和性能试验。
模拟地震振动台的震动方向为X 、Y 、Z 三方向六自由度,最大加速度为X 方向=±410g 、Y 方向=±210g 、Z 方向=±410g 。
频率范围为011～100Hz 。
试验时,样机阀门安装在刚性底座上(图1),刚性底座与振动台面之间采用螺母固定。
与阀门垂直方向为振动台激励的X 方向,与此垂直的方向为Y方向,竖向为Z 方向。
图3 SSE 地震试验Z 方向台面加速度时程反应谱对要求谱的包络 (1)动态特性探查试验阀门进出口方向(Y 向)的固有频率为24142Hz,在垂直于进出口方向(X )的固有频率为13166Hz,在垂向(Z )的固有频率74170Hz 。
(2)OBE 地震试验5次OBE 试验中,台面X 、Y 、Z 方向输入速度加—51—2010年第2期 阀 门 速度为图2所示(在此仅以X方向为代表)加速度曲线的0165倍,其中任意两条曲线的相关系数均小于012,且强震部分大于10s,三方向幅度幅值分别为01709g、01741g和01676g,大于对应的要求谱的零周期加速度0149g、0159g、0152g。
图3给出了X 方向加速度输入的时程反应谱与要求反应谱(试验设定谱)的包络情况(OBE的谱值为图示谱值的0165倍),台面加速度的反应谱能完全包络要求的反应谱。
5次OBE试验测量结果有很好的重复行。
第5次OBE试验中阀体上部法兰处的加速度响应示于图2,加速度的最大幅值列于表1中。
由图可见,支撑法兰处加速度计在阀门开的过程中受电机转动的影响,曲线上有接近于9s的时间段响应幅值较大。
在试验中第5次OBE试验中阀体驱动装置机构上部的加速度时程示于图4,加速度的最大幅值列于表1中。
表1 O BE和SSE试验中加速度测量结果物理量位置编号OB E12345SSE加速度/g 驱动机构上部台面X116581169811721116691166921897Y115811145111395113661152521446Z110511107811202111181112111719X017091109Y017411114Z016761104 5次OB E试验中阀门的最大应力分别为1918M Pa、21132M Pa、21172M Pa、21141M Pa和21156M Pa,出现在阀门的阀体支撑悬臂的根部(应变测点1)。
每次OB E试验中阀门均能在9s内完成开关操作,未发现泄漏。
(3)SSE地震试验SSE试验中台面的X、Y、Z三向地震时程以X向为例如图2所示,它们的反应谱与各自要求反应谱的包络情况见图3,三方向加速度幅值分别为1109g、1114g和1104g,大于对应的要求谱的零周期加速度0176g、0191g、0180g。
台面加速度的反应谱完全包络要求的反应谱。
三方向台面加速度的功率谱密度(PSD)见图5,它们均能包络由对应的要求反应谱计算得到的PSD80%的曲线。
阀体驱动机构上部的加速度幅值见表1。
阀体支撑悬臂根部最大应力为44100M Pa。
试验中和试验后阀门均能在9s内完全开关操作。
阀体结构未见损坏。
试验后对阀门在112M Pa 压力下保压15m in,未见任何泄漏,密封完好。
阀门的外观检查未见变形损坏。
(4)试验结果试验后阀门结构的动态特性Y向的固有频率为23168H z,X向固有频率13166H z,在垂向Z的固有频率为75147H z。
313 其他试验在试验的质量检验工作中进行了材料成分、机械性能,冲击韧性、焊接、热处理、无损检验、外观和尺寸等检验,及壳体水压试验和密封试验,防腐蚀、清洗和清洁度保持等系列工作。
4 结语C EFR的核安全2级Z形钠截止阀经过2000次循环动作试验、老化试验和辐照试验符合要求。
抗地震考核试验结果表明,按照中国原子能院提供的楼层反应谱进行的5次OB E地震反应考核试验和1次SSE地震反应考核试验,试验过程中X、Y、Z三方向的台面加速度反应谱,包络了试验要求的反应谱。
在所进行的OB E和SSE地震反应考核试验过程中和试验结束后,样机外形结构及外观没有裂纹,支耳和驱动装置转动正常,配对法兰及法兰配件(螺钉、螺母及垫片)没有松动或脱落等不正常现象。
核级阀门(样机)在设计使用寿命期限内,转动灵活,密封性能符合要求。
对于类型相同,尺寸小于经过抗地震试验(抗震指标相同)的阀门可以沿用此试验结果。
另外同等类型尺寸一致的阀门,如果已经过抗地震试验,并且其抗震指标要求低,可进行对照分析,也同样可借荐使用,以减少经费投入。
参考文献〔1〕 IEEE344-87,核电厂1E级设备抗震鉴定的推荐实施方法〔S〕.〔2〕 HA F0400-91,核电厂质量保证安全规定〔S〕.(收稿日期:2009112101)—61— 阀 门 2010年第2期。