Resumen: Las diferencias entre la estructura de brida intermedia integral y la estructura de brida dividida de la estructura eléctrica de gran diámetrose analizan, y en este artículo se explican las ventajas de la estructura de brida intermedia integral con respecto al desempeño antisísmico de la válvula y las características de reducción de costos y aumento de la eficiencia.
1.Visión general
Las válvulas de energía nuclear son equipos de seguridad importantes en las plantas de energía nuclear. Deben ser capaces de soportar el uso y las cargas sísmicas durante la vida útil de la central nuclear. Por ejemplo, el CAP1400 de energía nuclear de tercera generación de China estipula que algunas válvulas con requisitos sísmicos deben poder soportar una aceleración sísmica de 6 g en 3 direcciones, y la frecuencia natural debe ser superior a 33 HZ. La válvula de compuerta eléctrica de alta presión con grandes diámetros tiene una gran carrera de movimiento y un gran par de apertura y cierre, lo que resulta en una buena altura de la válvula, un actuador eléctrico pesado y un centro de gravedad longitudinal alto, lo que no es propicio para garantizar la antisísmica. rendimiento de la válvula. Se presentan las ventajas de la estructura de brida intermedia integral con respecto al rendimiento antisísmico de la válvula y las características de reducción de costos y aumento de la eficiencia.
2.Diseño optimizado de la estructura de brida intermedia
Las válvulas de compuerta eléctricas tradicionales con grandes diámetros para plantas de energía nuclear (Figura 1) adoptan una estructura de brida partida. El cuerpo y el casquete de la válvula, el casquete y el soporte están conectados por dos juegos de espárragos, que tienen la ventaja de un mantenimiento más conveniente en el sitio. La desventaja es que las alturas de las válvulas serán grandes. Además, debido a la limitación de la posición de la disposición de los espárragos y el espacio operativo, la brida de conexión del sombrerete y el soporte es significativamente más pequeña que la del cuerpo y el sombrerete de la válvula, lo que da como resultado áreas de sección, momento de inercia, módulo de flexión y módulo de torsión y otros Los parámetros de las secciones peligrosas del soporte y el espárrago que conecta el sombrerete y el soporte son todos pequeños, lo que no contribuye a garantizar el rendimiento antisísmico de las válvulas. Por lo tanto, la estructura de brida dividida tradicional debe optimizarse para que la válvula de compuerta eléctrica de alta presión de gran diámetro tenga un buen rendimiento antisísmico.
Figura 1 Válvula de compuerta eléctrica de alta presión de tipo dividido con diámetros grandes
2.1Análisis de los factores que afectan el comportamiento antisísmico de las válvulas de compuerta
Según el análisis de las características estructurales de los equipos nucleares, existen tres factores clave principales para mejorar el rendimiento antisísmico de la válvula de compuerta.
(1) Combinar y optimizar la sección peligrosa.
(2) Reduzca el centro de gravedad, el peso muerto y la altura de la partición y la válvula completa.
(3) Aumentar el área de la sección transversal, el momento de inercia, el módulo de flexión y el módulo de torsión de la sección peligrosa.
2.2Objetivos de la investigación
Tome una válvula de compuerta eléctrica de alta presión CAP1400 con DN250 como ejemplo. Sus parámetros básicos son los siguientes:
Presión de diseño: 172MPa
Temperatura de diseño: 350 ℃
Nivel de seguridad: SC-1
Categoría de resistencia a terremotos: Ⅰ
Activo: Sí
Para que la válvula de compuerta tenga un buen rendimiento antisísmico, está diseñada como una válvula de compuerta eléctrica de gran diámetro con una estructura de brida intermedia integral (Figura 2).
Figura 2 Válvulas de compuerta integrales eléctricas de alta presión con grandes diámetros
Una comparación de las dos estructuras de válvulas de compuerta eléctrica de gran diámetro (Figura 3). La característica principal de la estructura de brida intermedia integral es que el cuerpo de la válvula, el casquete y el soporte están conectados por un juego de espárragos, mientras que se requieren dos juegos de espárragos para la estructura de brida dividida para conectar el cuerpo de la válvula a los casquetes y los casquetes a los soportes.
Figura 3 Una comparación de las dos estructuras
3.Análisis sísmico antes y después de la optimización estructural
3.1Combinación y optimización de tramos peligrosos
La estructura de brida dividida (Figura 4) generalmente tiene 7 secciones peligrosas, a saber, 1-1 la sección del cuello del cuerpo de la válvula, 2-2 la sección del cuello del bonete, 3-3 el cuerpo de la válvula y el bonete que se conectan a la sección del espárrago, 4-4 el la sección de raíz del soporte, 5-5 el soporte y el bonete de la válvula que se conectan a la sección del espárrago, 6-6 el soporte y el dispositivo impulsor que se conectan a la sección del espárrago y 7-7 la sección de la esquina del cuerpo de la válvula. La estructura de brida intermedia integral (Figura 5) simplifica la estructura de la válvula. La sección transversal del espárrago que se conecta al soporte y la tapa y la sección transversal del espárrago que se conecta al cuerpo de la válvula y la tapa están diseñadas para ser consistentes. El círculo central del espárrago se amplía para hacer que la sección transversal tenga áreas transversales relativamente grandes, momento de inercia, módulo de flexión y módulo de torsión, etc., de modo que la estructura de brida intermedia integral pueda combinar y optimizar la sección peligrosa del espárrago conexión al capó y al soporte.
Figura 4 Secciones peligrosas de válvulas de compuerta de brida dividida
Figura 5 Secciones peligrosas de válvulas de compuerta de brida intermedia integral
Consulte la Figura 6 para la estructura de brida intermedia integral del capó. En combinación con la Figura 5, se puede ver que se ha eliminado la estructura del cuello del casquete, es decir, la sección del cuello del casquete ya no es una sección peligrosa, por lo que se optimiza la sección peligrosa de la válvula.
Figura 6 Bonetes de estructura de brida intermedia integral
1.Visión general
Las válvulas de energía nuclear son equipos de seguridad importantes en las plantas de energía nuclear. Deben ser capaces de soportar el uso y las cargas sísmicas durante la vida útil de la central nuclear. Por ejemplo, el CAP1400 de energía nuclear de tercera generación de China estipula que algunas válvulas con requisitos sísmicos deben poder soportar una aceleración sísmica de 6 g en 3 direcciones, y la frecuencia natural debe ser superior a 33 HZ. La válvula de compuerta eléctrica de alta presión con grandes diámetros tiene una gran carrera de movimiento y un gran par de apertura y cierre, lo que resulta en una buena altura de la válvula, un actuador eléctrico pesado y un centro de gravedad longitudinal alto, lo que no es propicio para garantizar la antisísmica. rendimiento de la válvula. Se presentan las ventajas de la estructura de brida intermedia integral con respecto al rendimiento antisísmico de la válvula y las características de reducción de costos y aumento de la eficiencia.
2.Diseño optimizado de la estructura de brida intermedia
Las válvulas de compuerta eléctricas tradicionales con grandes diámetros para plantas de energía nuclear (Figura 1) adoptan una estructura de brida partida. El cuerpo y el casquete de la válvula, el casquete y el soporte están conectados por dos juegos de espárragos, que tienen la ventaja de un mantenimiento más conveniente en el sitio. La desventaja es que las alturas de las válvulas serán grandes. Además, debido a la limitación de la posición de la disposición de los espárragos y el espacio operativo, la brida de conexión del sombrerete y el soporte es significativamente más pequeña que la del cuerpo y el sombrerete de la válvula, lo que da como resultado áreas de sección, momento de inercia, módulo de flexión y módulo de torsión y otros Los parámetros de las secciones peligrosas del soporte y el espárrago que conecta el sombrerete y el soporte son todos pequeños, lo que no contribuye a garantizar el rendimiento antisísmico de las válvulas. Por lo tanto, la estructura de brida dividida tradicional debe optimizarse para que la válvula de compuerta eléctrica de alta presión de gran diámetro tenga un buen rendimiento antisísmico.
Figura 1 Válvula de compuerta eléctrica de alta presión de tipo dividido con diámetros grandes
2.1Análisis de los factores que afectan el comportamiento antisísmico de las válvulas de compuerta
Según el análisis de las características estructurales de los equipos nucleares, existen tres factores clave principales para mejorar el rendimiento antisísmico de la válvula de compuerta.
(1) Combinar y optimizar la sección peligrosa.
(2) Reduzca el centro de gravedad, el peso muerto y la altura de la partición y la válvula completa.
(3) Aumentar el área de la sección transversal, el momento de inercia, el módulo de flexión y el módulo de torsión de la sección peligrosa.
2.2Objetivos de la investigación
Tome una válvula de compuerta eléctrica de alta presión CAP1400 con DN250 como ejemplo. Sus parámetros básicos son los siguientes:
Presión de diseño: 172MPa
Temperatura de diseño: 350 ℃
Nivel de seguridad: SC-1
Categoría de resistencia a terremotos: Ⅰ
Activo: Sí
Para que la válvula de compuerta tenga un buen rendimiento antisísmico, está diseñada como una válvula de compuerta eléctrica de gran diámetro con una estructura de brida intermedia integral (Figura 2).
Figura 2 Válvulas de compuerta integrales eléctricas de alta presión con grandes diámetros
Una comparación de las dos estructuras de válvulas de compuerta eléctrica de gran diámetro (Figura 3). La característica principal de la estructura de brida intermedia integral es que el cuerpo de la válvula, el casquete y el soporte están conectados por un juego de espárragos, mientras que se requieren dos juegos de espárragos para la estructura de brida dividida para conectar el cuerpo de la válvula a los casquetes y los casquetes a los soportes.
Figura 3 Una comparación de las dos estructuras
3.Análisis sísmico antes y después de la optimización estructural
3.1Combinación y optimización de tramos peligrosos
La estructura de brida dividida (Figura 4) generalmente tiene 7 secciones peligrosas, a saber, 1-1 la sección del cuello del cuerpo de la válvula, 2-2 la sección del cuello del bonete, 3-3 el cuerpo de la válvula y el bonete que se conectan a la sección del espárrago, 4-4 el la sección de raíz del soporte, 5-5 el soporte y el bonete de la válvula que se conectan a la sección del espárrago, 6-6 el soporte y el dispositivo impulsor que se conectan a la sección del espárrago y 7-7 la sección de la esquina del cuerpo de la válvula. La estructura de brida intermedia integral (Figura 5) simplifica la estructura de la válvula. La sección transversal del espárrago que se conecta al soporte y la tapa y la sección transversal del espárrago que se conecta al cuerpo de la válvula y la tapa están diseñadas para ser consistentes. El círculo central del espárrago se amplía para hacer que la sección transversal tenga áreas transversales relativamente grandes, momento de inercia, módulo de flexión y módulo de torsión, etc., de modo que la estructura de brida intermedia integral pueda combinar y optimizar la sección peligrosa del espárrago conexión al capó y al soporte.
Figura 4 Secciones peligrosas de válvulas de compuerta de brida dividida
Figura 5 Secciones peligrosas de válvulas de compuerta de brida intermedia integral
Consulte la Figura 6 para la estructura de brida intermedia integral del capó. En combinación con la Figura 5, se puede ver que se ha eliminado la estructura del cuello del casquete, es decir, la sección del cuello del casquete ya no es una sección peligrosa, por lo que se optimiza la sección peligrosa de la válvula.
Figura 6 Bonetes de estructura de brida intermedia integral
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