1.Visión general
Con el continuo crecimiento de la demanda de energía de China, la energía nuclear ha entrado en una nueva etapa tanto de desarrollo por lotes como de actualización tecnológica. Sin embargo, frente a la gran demanda del mercado de energía nuclear, existe una gran diferencia en el nivel técnico de las válvulas de compuerta de ultra larga distancia de gran calibre de grado nuclear para plantas de energía nuclear en China en comparación con países extranjeros, especialmente en el diseño de válvulas, fabricación y tecnología de verificación de pruebas. Tome como ejemplo la válvula de compuerta del canal de transporte de combustible. En la actualidad, la válvula es suministrada por un proveedor estadounidense. Aunque algunos fabricantes nacionales de válvulas tienen las capacidades de diseño y fabricación de válvulas similares, no han desarrollado prototipos relevantes. Para romper el hielo de que el equipo está controlado por otros, es necesario llevar a cabo investigación y desarrollo de localización.
2.Principales parámetros técnicos del prototipo.
La válvula de compuerta del canal de transporte de combustible es una válvula de compuerta de cuña de vástago no ascendente con un diámetro de DN750. Es una válvula nuclear de nivel 3 y antisísmica clase I que debe ser utilizada para realizar el transporte de combustible. Está equipado con un mecanismo de operación clase I antisísmica de larga distancia. Los parámetros específicos son los siguientes:
Nivel de seguridad: Nivel nuclear 3
Tipo: Válvulas de compuerta de vástago no ascendente
Tamaño nominal: DN750
Presión: CL150
Presión de diseño: 0.443MPa
Temperatura de diseño: 60°C
Diferencia máxima de presión de apertura/cierre: 406,8 kPa
Nivel de seguridad CAP1400: C
Requisitos para el aseguramiento de la calidad: QSA3
Nivel de Seguridad Nuclear: SC-3
Categoría sísmica: I
Especificación: ASME BPVC-Ⅲ N
Aislamiento de contención: Sí
Conexiones de válvulas y tuberías: extremos de brida
Medio de trabajo: agua de boro
Material del cuerpo: acero inoxidable austenítico
La vida útil para la acción: 600 veces
Vida útil: 60 años, excepto piezas de desgaste
Tasas de fuga para asientos: no superior a 60 cm3/h
Unidades motrices: Dispositivos de operación remota de clase sísmica I
3.Puntos clave de diseño y desarrollo.
A través de la investigación sobre laválvula de compuertadel canal de transporte de combustible, podemos comprender completamente su tecnología central, incluido el diseño de toda la máquina y los componentes clave (un mecanismo de operación remota), tecnología de fabricación, tecnología de verificación de prueba de rendimiento y tecnología de identificación de válvulas (incluidos análisis y pruebas). A través de la investigación sobre la válvula de compuerta del pasaje de transporte de combustible, se pueden resolver las dificultades y los principales problemas técnicos en el proceso de su desarrollo, y se pueden sentar las bases para la innovación de la válvula de compuerta del pasaje de transporte de combustible. En proyectos anteriores, el mecanismo de aumento de velocidad de este tipo de válvulas ha estado sumergido en agua durante mucho tiempo, y su sellado y mantenimiento son difíciles. Además, toda la válvula no tiene requisitos de resistencia sísmica, y la operación de la válvula es inconveniente, requiere mucho tiempo y mano de obra. Debido a los problemas anteriores, se presentan el enfoque de investigación y las medidas de la válvula de compuerta del canal de transporte de combustible.
(1) La válvula está permanentemente sumergida en agua que contiene boro con una dosis acumulada de radiación γ superior a 3×106Gy, y la profundidad del agua es superior a 13 m. Para las condiciones especiales de trabajo de la válvula de compuerta del canal de transporte de combustible, la válvula y sus accesorios son fabricados con materiales resistentes a la corrosión para evitar que la oxidación o corrosión de las partes afecte el normal funcionamiento de todo el equipo. El cojinete submarino adopta un cojinete de acero inoxidable y las piezas son todas piezas metálicas.
(2) El diseño estructural debe cumplir con los requisitos de la clase antisísmica I de la válvula.
Se planea que la válvula de compuerta del canal de transporte de combustible adopte la estructura de la válvula de compuerta de cuña de vástago no ascendente, que reduce la altura de la válvula y tiene una estructura compacta. Al mismo tiempo, la resistencia y el comportamiento sísmico de la válvula se incrementan por medio del refuerzo. El eje rígido se utiliza para que el mecanismo de transmisión remota ultralargo soporte el peso del mecanismo de transmisión remota a través del soporte y, finalmente, cumpla con los requisitos de la clase sísmica I.
(3) El diseño de soporte de la válvula.
Se propone que el mecanismo de transmisión remota ultralargo de la válvula de compuerta del canal de transporte de combustible se diseñe como una estructura con soportes para soportar el peso de todo el mecanismo de transmisión remota. La estructura de soporte se muestra en la Figura 1.
Figura 1 Estructura de soporte de los mecanismos de transmisión remota
(4) fácil operación y mantenimiento
Está previsto que el mecanismo de aceleración de la válvula de compuerta del canal de transporte de combustible se coloque sobre la superficie del agua, lo que resuelve el problema de que el mecanismo de aceleración está empapado en agua durante mucho tiempo y las piezas son propensas a la corrosión. y difícil de sellar. El mecanismo de aceleración está por encima de la superficie del agua para facilitar el mantenimiento y la operación. Al estudiar el uso de válvulas similares en plantas de energía nuclear con reactores de agua a presión domésticos, se optimizan la operabilidad y la mantenibilidad del asiento de la válvula de compuerta del canal de transporte de combustible.
(5) La tecnología de fabricación de válvulas de gran diámetro.
La válvula de compuerta del canal de transporte de combustible debe pasar por procesos como la adquisición, el procesamiento y la fabricación de materias primas, la limpieza y el ensamblaje, que se muestran en la Figura 2.
Figura 2 Procesos de fabricación de válvulas de compuerta para canales de transporte de combustible
(6) Tecnología de fabricación de mecanismos de transmisión de ultra larga distancia
Se adopta un diseño de eje rígido para el mecanismo de transmisión remota, y los ejes rígidos están conectados por juntas universales. Mientras se aseguran los requisitos de fuerza, resistencia a los golpes y flexibilidad, se mejora la eficiencia de transmisión del mecanismo de transmisión remota. El mecanismo de transmisión remota está diseñado con un mecanismo de soporte que puede soportar toda la masa del mecanismo de transmisión remota. La investigación y desarrollo de la válvula de compuerta del canal de transporte de combustible no solo resolvió los problemas existentes de la válvula de compuerta del canal de transporte de combustible en el pasado, sino que también obtuvo el diseño, fabricación, inspección, prueba y prueba de calificación de la válvula de compuerta del canal de transporte de combustible. Esta tecnología rompe el hielo del monopolio extranjero y tiene una gran competitividad en el mercado internacional.
Con el continuo crecimiento de la demanda de energía de China, la energía nuclear ha entrado en una nueva etapa tanto de desarrollo por lotes como de actualización tecnológica. Sin embargo, frente a la gran demanda del mercado de energía nuclear, existe una gran diferencia en el nivel técnico de las válvulas de compuerta de ultra larga distancia de gran calibre de grado nuclear para plantas de energía nuclear en China en comparación con países extranjeros, especialmente en el diseño de válvulas, fabricación y tecnología de verificación de pruebas. Tome como ejemplo la válvula de compuerta del canal de transporte de combustible. En la actualidad, la válvula es suministrada por un proveedor estadounidense. Aunque algunos fabricantes nacionales de válvulas tienen las capacidades de diseño y fabricación de válvulas similares, no han desarrollado prototipos relevantes. Para romper el hielo de que el equipo está controlado por otros, es necesario llevar a cabo investigación y desarrollo de localización.
2.Principales parámetros técnicos del prototipo.
La válvula de compuerta del canal de transporte de combustible es una válvula de compuerta de cuña de vástago no ascendente con un diámetro de DN750. Es una válvula nuclear de nivel 3 y antisísmica clase I que debe ser utilizada para realizar el transporte de combustible. Está equipado con un mecanismo de operación clase I antisísmica de larga distancia. Los parámetros específicos son los siguientes:
Nivel de seguridad: Nivel nuclear 3
Tipo: Válvulas de compuerta de vástago no ascendente
Tamaño nominal: DN750
Presión: CL150
Presión de diseño: 0.443MPa
Temperatura de diseño: 60°C
Diferencia máxima de presión de apertura/cierre: 406,8 kPa
Nivel de seguridad CAP1400: C
Requisitos para el aseguramiento de la calidad: QSA3
Nivel de Seguridad Nuclear: SC-3
Categoría sísmica: I
Especificación: ASME BPVC-Ⅲ N
Aislamiento de contención: Sí
Conexiones de válvulas y tuberías: extremos de brida
Medio de trabajo: agua de boro
Material del cuerpo: acero inoxidable austenítico
La vida útil para la acción: 600 veces
Vida útil: 60 años, excepto piezas de desgaste
Tasas de fuga para asientos: no superior a 60 cm3/h
Unidades motrices: Dispositivos de operación remota de clase sísmica I
3.Puntos clave de diseño y desarrollo.
A través de la investigación sobre laválvula de compuertadel canal de transporte de combustible, podemos comprender completamente su tecnología central, incluido el diseño de toda la máquina y los componentes clave (un mecanismo de operación remota), tecnología de fabricación, tecnología de verificación de prueba de rendimiento y tecnología de identificación de válvulas (incluidos análisis y pruebas). A través de la investigación sobre la válvula de compuerta del pasaje de transporte de combustible, se pueden resolver las dificultades y los principales problemas técnicos en el proceso de su desarrollo, y se pueden sentar las bases para la innovación de la válvula de compuerta del pasaje de transporte de combustible. En proyectos anteriores, el mecanismo de aumento de velocidad de este tipo de válvulas ha estado sumergido en agua durante mucho tiempo, y su sellado y mantenimiento son difíciles. Además, toda la válvula no tiene requisitos de resistencia sísmica, y la operación de la válvula es inconveniente, requiere mucho tiempo y mano de obra. Debido a los problemas anteriores, se presentan el enfoque de investigación y las medidas de la válvula de compuerta del canal de transporte de combustible.
(1) La válvula está permanentemente sumergida en agua que contiene boro con una dosis acumulada de radiación γ superior a 3×106Gy, y la profundidad del agua es superior a 13 m. Para las condiciones especiales de trabajo de la válvula de compuerta del canal de transporte de combustible, la válvula y sus accesorios son fabricados con materiales resistentes a la corrosión para evitar que la oxidación o corrosión de las partes afecte el normal funcionamiento de todo el equipo. El cojinete submarino adopta un cojinete de acero inoxidable y las piezas son todas piezas metálicas.
(2) El diseño estructural debe cumplir con los requisitos de la clase antisísmica I de la válvula.
Se planea que la válvula de compuerta del canal de transporte de combustible adopte la estructura de la válvula de compuerta de cuña de vástago no ascendente, que reduce la altura de la válvula y tiene una estructura compacta. Al mismo tiempo, la resistencia y el comportamiento sísmico de la válvula se incrementan por medio del refuerzo. El eje rígido se utiliza para que el mecanismo de transmisión remota ultralargo soporte el peso del mecanismo de transmisión remota a través del soporte y, finalmente, cumpla con los requisitos de la clase sísmica I.
(3) El diseño de soporte de la válvula.
Se propone que el mecanismo de transmisión remota ultralargo de la válvula de compuerta del canal de transporte de combustible se diseñe como una estructura con soportes para soportar el peso de todo el mecanismo de transmisión remota. La estructura de soporte se muestra en la Figura 1.
Figura 1 Estructura de soporte de los mecanismos de transmisión remota
(4) fácil operación y mantenimiento
Está previsto que el mecanismo de aceleración de la válvula de compuerta del canal de transporte de combustible se coloque sobre la superficie del agua, lo que resuelve el problema de que el mecanismo de aceleración está empapado en agua durante mucho tiempo y las piezas son propensas a la corrosión. y difícil de sellar. El mecanismo de aceleración está por encima de la superficie del agua para facilitar el mantenimiento y la operación. Al estudiar el uso de válvulas similares en plantas de energía nuclear con reactores de agua a presión domésticos, se optimizan la operabilidad y la mantenibilidad del asiento de la válvula de compuerta del canal de transporte de combustible.
(5) La tecnología de fabricación de válvulas de gran diámetro.
La válvula de compuerta del canal de transporte de combustible debe pasar por procesos como la adquisición, el procesamiento y la fabricación de materias primas, la limpieza y el ensamblaje, que se muestran en la Figura 2.
Figura 2 Procesos de fabricación de válvulas de compuerta para canales de transporte de combustible
(6) Tecnología de fabricación de mecanismos de transmisión de ultra larga distancia
Se adopta un diseño de eje rígido para el mecanismo de transmisión remota, y los ejes rígidos están conectados por juntas universales. Mientras se aseguran los requisitos de fuerza, resistencia a los golpes y flexibilidad, se mejora la eficiencia de transmisión del mecanismo de transmisión remota. El mecanismo de transmisión remota está diseñado con un mecanismo de soporte que puede soportar toda la masa del mecanismo de transmisión remota. La investigación y desarrollo de la válvula de compuerta del canal de transporte de combustible no solo resolvió los problemas existentes de la válvula de compuerta del canal de transporte de combustible en el pasado, sino que también obtuvo el diseño, fabricación, inspección, prueba y prueba de calificación de la válvula de compuerta del canal de transporte de combustible. Esta tecnología rompe el hielo del monopolio extranjero y tiene una gran competitividad en el mercado internacional.
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