الخلاصة: الفروق بين هيكل الفلنجة الوسيطة المتكامل وهيكل الفلنجة المشقوقة للكهرباء ذات القطر الكبيريتم تحليلها ، ويتم شرح مزايا هيكل الشفة الوسيطة المتكامل فيما يتعلق بالأداء المضاد للزلازل للصمام وخصائص تقليل التكاليف وزيادة الكفاءة في هذه المقالة.
1.ملخص
تعد صمامات الطاقة النووية من معدات الأمان المهمة في محطات الطاقة النووية. يجب أن يكونوا قادرين على تحمل الاستخدام والأحمال الزلزالية خلال فترة خدمة محطة الطاقة النووية. على سبيل المثال ، ينص الجيل الثالث من الطاقة النووية CAP1400 في الصين على أن بعض الصمامات ذات المتطلبات الزلزالية يجب أن تكون قادرة على تحمل تسارع زلزالي 6g في 3 اتجاهات ، ويجب أن يكون التردد الطبيعي أكبر من 33 هرتز. يتميز صمام البوابة الكهربائي عالي الضغط بأقطار كبيرة بضربة حركة كبيرة وعزم دوران كبير للفتح والإغلاق ، مما ينتج عنه ارتفاع جيد للصمام ، ومشغل كهربائي ثقيل ومركز جاذبية طولي مرتفع ، مما لا يساعد على ضمان مقاومة الزلازل أداء الصمام. يتم تقديم مزايا هيكل الحافة الوسيطة المتكامل فيما يتعلق بالأداء المضاد للزلازل للصمام وخصائص تقليل التكلفة وزيادة الكفاءة.
2.تصميم محسن لهيكل شفة وسيط
تعتمد صمامات البوابة الكهربائية التقليدية ذات الأقطار الكبيرة لمحطات الطاقة النووية (الشكل 1) هيكل شفة الانقسام. يتم توصيل كل من جسم الصمام وغطاء المحرك وغطاء المحرك والكتيفة بمجموعتين من المسامير ، والتي تتمتع بميزة الصيانة الأكثر ملاءمة في الموقع. العيب هو أن ارتفاعات الصمامات ستكون كبيرة. علاوة على ذلك ، نظرًا للحد من موضع ترتيب المسامير ومساحة التشغيل ، فإن شفة التوصيل الخاصة بغطاء المحرك والقوس أصغر بكثير من تلك الموجودة في جسم الصمام وغطاء المحرك ، مما ينتج عنه مناطق مقطعية ، ولحظة من القصور الذاتي ، ومعامل الانحناء ومعامل الالتواء وغيرها. معلمات المقاطع الخطرة للحامل والمسمار الذي يربط غطاء المحرك والحامل كلها صغيرة ، وهو ما لا يفضي إلى ضمان الأداء المضاد للزلازل للصمامات. لذلك ، يجب تحسين هيكل الفلنجة المنقسمة التقليدية لجعل صمام البوابة الكهربائي ذو الضغط العالي ذو القطر الكبير يتمتع بأداء جيد ضد الزلازل.
الشكل 1 صمام بوابة كهربائي عالي الضغط من النوع المنقسم بأقطار كبيرة
2.1تحليل العوامل المؤثرة على الأداء المضاد للزلازل لصمامات البوابة
وفقًا لتحليل الخصائص الهيكلية للمعدات النووية ، هناك ثلاثة عوامل رئيسية لتحسين الأداء المضاد للزلازل لصمام البوابة.
(1) قم بدمج وتحسين القسم الخطير.
(2) تقليل مركز الثقل والوزن الساكن وارتفاع الفاصل والصمام بالكامل.
(3) زيادة مساحة المقطع العرضي ، وعزم القصور الذاتي ، ومعامل الانحناء ، ومعامل الالتواء للقسم الخطير.
2.2أهداف البحث
خذ صمام بوابة كهربائي عالي الضغط CAP1400 مع DN250 كمثال. معلماته الأساسية هي كما يلي:
ضغط التصميم: 172 ميجا باسكال
درجة حرارة التصميم: 350 درجة مئوية
مستوى الأمان: SC-1
فئة مقاومة الزلازل: Ⅰ
نشط: نعم
من أجل جعل صمام البوابة يتمتع بأداء جيد ضد الزلازل ، فقد تم تصميمه كصمام بوابة كهربائي بقطر كبير بهيكل شفة وسيط متكامل (الشكل 2).
الشكل 2 - صمامات بوابة كهربائية متكاملة عالية الضغط بأقطار كبيرة
مقارنة بين هيكلي صمامات البوابة الكهربائية ذات القطر الكبير (الشكل 3). السمة الرئيسية لهيكل الشفة الوسيطة المتكاملة هي أن جسم الصمام وغطاء المحرك والقوس متصلان بمجموعة من المسامير ، بينما يلزم وجود مجموعتين من المسامير لهيكل الشفة المنقسمة لتوصيل جسم الصمام بالأغطية والأغطية إلى الأقواس.
الشكل 3 مقارنة بين الهيكلين
3.التحليل الزلزالي قبل وبعد التحسين الهيكلي
3.1الجمع بين الأقسام الخطرة وتحسينها
عادةً ما يحتوي هيكل الشفة المنقسمة (الشكل 4) على 7 أقسام خطيرة ، وهي 1-1 قسم عنق جسم الصمام ، و2-2 قسم عنق غطاء المحرك ، و3-3 جسم الصمام وغطاء المحرك المتصلين بقسم مسمار ، 4-4 قسم جذر القوس ، 5-5 القوس وغطاء الصمام متصلان بقسم مسمار ، 6-6 القوس وجهاز القيادة متصل بقسم مسمار و7-7 قسم زاوية جسم الصمام. يبسط هيكل الحافة الوسيطة المتكامل (الشكل 5) هيكل الصمام. تم تصميم المقطع العرضي للمسمار المتصل بالحامل وغطاء المحرك والمقطع العرضي للمسمار المتصل بجسم الصمام وغطاء المحرك ليكون متسقًا. يتم توسيع الدائرة المركزية للمسمار لجعل المقطع العرضي يحتوي على مناطق مقطعية كبيرة نسبيًا ، ولحظة القصور الذاتي ، ومعامل الانحناء ، ومعامل الالتواء ، وما إلى ذلك ، بحيث يمكن لبنية الحافة المتوسطة المتكاملة أن تجمع وتحسن القسم الخطير من الدعامة التوصيل بغطاء المحرك والكتيفة.
الشكل 4 أقسام خطرة من صمامات بوابة شفة الانقسام
الشكل 5 أقسام خطرة من صمامات بوابة شفة وسيطة متكاملة
انظر الشكل 6 للحصول على هيكل شفة وسيطة متكامل لغطاء المحرك. بالاقتران مع الشكل 5 ، يمكن ملاحظة أنه تم إزالة هيكل عنق غطاء المحرك ، أي أن قسم عنق غطاء المحرك لم يعد قسمًا خطيرًا ، وبالتالي تحسين القسم الخطير من الصمام.
الشكل 6 أغطية هيكل شفة وسيطة متكاملة
1.ملخص
تعد صمامات الطاقة النووية من معدات الأمان المهمة في محطات الطاقة النووية. يجب أن يكونوا قادرين على تحمل الاستخدام والأحمال الزلزالية خلال فترة خدمة محطة الطاقة النووية. على سبيل المثال ، ينص الجيل الثالث من الطاقة النووية CAP1400 في الصين على أن بعض الصمامات ذات المتطلبات الزلزالية يجب أن تكون قادرة على تحمل تسارع زلزالي 6g في 3 اتجاهات ، ويجب أن يكون التردد الطبيعي أكبر من 33 هرتز. يتميز صمام البوابة الكهربائي عالي الضغط بأقطار كبيرة بضربة حركة كبيرة وعزم دوران كبير للفتح والإغلاق ، مما ينتج عنه ارتفاع جيد للصمام ، ومشغل كهربائي ثقيل ومركز جاذبية طولي مرتفع ، مما لا يساعد على ضمان مقاومة الزلازل أداء الصمام. يتم تقديم مزايا هيكل الحافة الوسيطة المتكامل فيما يتعلق بالأداء المضاد للزلازل للصمام وخصائص تقليل التكلفة وزيادة الكفاءة.
2.تصميم محسن لهيكل شفة وسيط
تعتمد صمامات البوابة الكهربائية التقليدية ذات الأقطار الكبيرة لمحطات الطاقة النووية (الشكل 1) هيكل شفة الانقسام. يتم توصيل كل من جسم الصمام وغطاء المحرك وغطاء المحرك والكتيفة بمجموعتين من المسامير ، والتي تتمتع بميزة الصيانة الأكثر ملاءمة في الموقع. العيب هو أن ارتفاعات الصمامات ستكون كبيرة. علاوة على ذلك ، نظرًا للحد من موضع ترتيب المسامير ومساحة التشغيل ، فإن شفة التوصيل الخاصة بغطاء المحرك والقوس أصغر بكثير من تلك الموجودة في جسم الصمام وغطاء المحرك ، مما ينتج عنه مناطق مقطعية ، ولحظة من القصور الذاتي ، ومعامل الانحناء ومعامل الالتواء وغيرها. معلمات المقاطع الخطرة للحامل والمسمار الذي يربط غطاء المحرك والحامل كلها صغيرة ، وهو ما لا يفضي إلى ضمان الأداء المضاد للزلازل للصمامات. لذلك ، يجب تحسين هيكل الفلنجة المنقسمة التقليدية لجعل صمام البوابة الكهربائي ذو الضغط العالي ذو القطر الكبير يتمتع بأداء جيد ضد الزلازل.
الشكل 1 صمام بوابة كهربائي عالي الضغط من النوع المنقسم بأقطار كبيرة
2.1تحليل العوامل المؤثرة على الأداء المضاد للزلازل لصمامات البوابة
وفقًا لتحليل الخصائص الهيكلية للمعدات النووية ، هناك ثلاثة عوامل رئيسية لتحسين الأداء المضاد للزلازل لصمام البوابة.
(1) قم بدمج وتحسين القسم الخطير.
(2) تقليل مركز الثقل والوزن الساكن وارتفاع الفاصل والصمام بالكامل.
(3) زيادة مساحة المقطع العرضي ، وعزم القصور الذاتي ، ومعامل الانحناء ، ومعامل الالتواء للقسم الخطير.
2.2أهداف البحث
خذ صمام بوابة كهربائي عالي الضغط CAP1400 مع DN250 كمثال. معلماته الأساسية هي كما يلي:
ضغط التصميم: 172 ميجا باسكال
درجة حرارة التصميم: 350 درجة مئوية
مستوى الأمان: SC-1
فئة مقاومة الزلازل: Ⅰ
نشط: نعم
من أجل جعل صمام البوابة يتمتع بأداء جيد ضد الزلازل ، فقد تم تصميمه كصمام بوابة كهربائي بقطر كبير بهيكل شفة وسيط متكامل (الشكل 2).
الشكل 2 - صمامات بوابة كهربائية متكاملة عالية الضغط بأقطار كبيرة
مقارنة بين هيكلي صمامات البوابة الكهربائية ذات القطر الكبير (الشكل 3). السمة الرئيسية لهيكل الشفة الوسيطة المتكاملة هي أن جسم الصمام وغطاء المحرك والقوس متصلان بمجموعة من المسامير ، بينما يلزم وجود مجموعتين من المسامير لهيكل الشفة المنقسمة لتوصيل جسم الصمام بالأغطية والأغطية إلى الأقواس.
الشكل 3 مقارنة بين الهيكلين
3.التحليل الزلزالي قبل وبعد التحسين الهيكلي
3.1الجمع بين الأقسام الخطرة وتحسينها
عادةً ما يحتوي هيكل الشفة المنقسمة (الشكل 4) على 7 أقسام خطيرة ، وهي 1-1 قسم عنق جسم الصمام ، و2-2 قسم عنق غطاء المحرك ، و3-3 جسم الصمام وغطاء المحرك المتصلين بقسم مسمار ، 4-4 قسم جذر القوس ، 5-5 القوس وغطاء الصمام متصلان بقسم مسمار ، 6-6 القوس وجهاز القيادة متصل بقسم مسمار و7-7 قسم زاوية جسم الصمام. يبسط هيكل الحافة الوسيطة المتكامل (الشكل 5) هيكل الصمام. تم تصميم المقطع العرضي للمسمار المتصل بالحامل وغطاء المحرك والمقطع العرضي للمسمار المتصل بجسم الصمام وغطاء المحرك ليكون متسقًا. يتم توسيع الدائرة المركزية للمسمار لجعل المقطع العرضي يحتوي على مناطق مقطعية كبيرة نسبيًا ، ولحظة القصور الذاتي ، ومعامل الانحناء ، ومعامل الالتواء ، وما إلى ذلك ، بحيث يمكن لبنية الحافة المتوسطة المتكاملة أن تجمع وتحسن القسم الخطير من الدعامة التوصيل بغطاء المحرك والكتيفة.
الشكل 4 أقسام خطرة من صمامات بوابة شفة الانقسام
الشكل 5 أقسام خطرة من صمامات بوابة شفة وسيطة متكاملة
انظر الشكل 6 للحصول على هيكل شفة وسيطة متكامل لغطاء المحرك. بالاقتران مع الشكل 5 ، يمكن ملاحظة أنه تم إزالة هيكل عنق غطاء المحرك ، أي أن قسم عنق غطاء المحرك لم يعد قسمًا خطيرًا ، وبالتالي تحسين القسم الخطير من الصمام.
الشكل 6 أغطية هيكل شفة وسيطة متكاملة
التالي: هيكل شفة متوسط محسن لصمامات بوابة ذات قطر كبير من الدرجة النووية (الجزء الثاني)
سابق: تحليل وتحسين هيكل قالب اختبار الصمام المبرد (الجزء الثاني)
English
Español (España)
العربية