La estructura de las válvulas de compuerta de distancia ultra larga de gran diámetro de grado nuclear

1.El diseño de la estructura de la válvula.
La válvula es una válvula de compuerta de cuña elástica de vástago no ascendente. El cuerpo de la válvula y el casquete adoptan una fundición integral. La cubierta del cuerpo está conectada por una brida intermedia y un perno, que está sellado con placas de grafito flexibles 304L. La cavidad media de la cubierta del cuerpo es una estructura elíptica. Se proporciona una nervadura de refuerzo para que la parte externa del bonete de la válvula tenga suficiente resistencia y rigidez (analizado con ANSYS). La conexión entre el casquete y el casquete superior es una brida y una estructura de perno, y se adopta una junta enrollada más una estructura de sellado contra sobrepresión. El vástago de la válvula está sellado con empaque y el extremo de la válvula es una estructura de brida que cumple con los requisitos de ASME B16.47. Todos los sujetadores se bloquean de forma segura con arandelas de tope de doble orejeta y el dispositivo de operación manual se coloca en el agua.
 
El mecanismo de transmisión remota adopta un mecanismo de transmisión remota de eje rígido, utilizando alrededor de 6 tubos de acero con un tamaño de 60 × 1500 mm. En el mecanismo de operación remota, se instala un interruptor de límite de nivel IE en las posiciones completamente abierta y completamente cerrada, y el indicador de posición de apertura y cierre está instalado en la válvula. El mecanismo de operación remota está diseñado con un punto de ruptura por falla en el volante. Cuando se produce la rotura, el par en el volante es de 450 N·m. El volante del mecanismo de operación remota se puede quitar y el volante se puede volver a instalar para operar cuando sea necesario.
 
Élválvulay la transmisión remota, y la transmisión remota y el dispositivo manual están todos conectados por llaves. El momento de torsión momentáneo es de 504,8 N·m cuando se abre la válvula y el momento de torsión en la apertura de la válvula es de 100 N·m. El momento momentáneo de torsión cuando la válvula está cerrada es de 978,27 N·m calculado en base a la diferencia de presión máxima de 406,8 kPa. La eficiencia de transmisión del mecanismo de operación remota es de alrededor del 80%; la relación de transmisión del dispositivo manual es 6:1 y la eficiencia de transmisión es 4,83 (alrededor del 80,5%). La fuerza de operación del volante es menor e igual a 450N cuando la válvula está abierta. La fuerza de operación del volante es menor o igual a 100 N en el proceso de apertura de la válvula, y la fuerza de operación del volante es menor o igual a 850 N cuando la válvula está cerrada. La válvula y el mecanismo de operación remota deben llevar a cabo pruebas de vinculación, y después de la prueba de vinculación, la válvula con operaciones de vinculación también debe probarse para el sellado. La carrera total de la válvula es de aproximadamente 790 mm y el número de rotaciones del volante es de 174, lo que cumple con el requisito de 200 vueltas.
 
1.1La estructura de los cuerpos de válvulas y bonetes.
El cuerpo de la válvula y el casquete de la válvula adoptan la estructura de fundición. Mientras se asegura el mínimo espesor de pared, el cuerpo y la tapa de la válvula están fundidos con nervaduras de refuerzo para garantizar la resistencia y rigidez del cuerpo y la tapa de la válvula. Restringida por la longitud de la estructura de la válvula de 559 mm, la cavidad intermedia adopta una estructura casi elíptica y la junta de la cavidad intermedia adopta una placa de grafito flexible 304L. La nervadura de guía en el cuerpo de la válvula adopta una estructura dividida; la superficie de la nervadura guía se recubre con STL21 y luego la nervadura guía se suelda al cuerpo de la válvula. En términos de control de calidad, las pruebas radiográficas y de líquidos penetrantes deben llevarse a cabo en estricta conformidad con las normas de pruebas no destructivas.
 
1.2La estructura de la cuña.
La cuña adopta una estructura de fundición integral. La cuña es elástica y su superficie de sellado está revestida con aleaciones duras STL6. Después del procesamiento, el grosor de la capa de aleación no es inferior a 3,2 mm. La cuña de la ranura guía está recubriendo con aleaciones duras STL21, y el espesor de la capa de aleación después del procesamiento no es inferior a 3,2 mm.
 
1.3La estructura del tallo.
El sello del vástago de la válvula adopta un empaque de grupo de bajo torque, que es confiable en el sellado y puede reducir el torque de la válvula. La parte central del vástago de la válvula está diseñada con una protuberancia para evitar que el vástago de la válvula se mueva hacia arriba y hacia abajo, y los cojinetes de empuje de materiales resistentes a la corrosión están dispuestos en los lados superior e inferior de la protuberancia del vástago de la válvula, lo que puede reducir el esfuerzo de torsión. La parte central está equipada con un manguito de eje hecho de QAl9-4, que no solo puede reducir el par sino también desempeñar el papel de soporte radial.
 
1.4El análisis y cálculo del diseño de la válvula.
Realice el siguiente análisis y cálculo en la válvula, de modo que se pueda verificar en teoría el rendimiento del producto:
(1) Cálculo de la resistencia de las piezas principales: de acuerdo con ASME, realice cálculos de resistencia y análisis de tensión de las piezas principales, como cuerpos de válvulas, cuñas, vástagos de válvulas, bonetes de válvulas y asientos de válvulas.
(2) Cálculo de la frecuencia natural. Se calcula la frecuencia natural de toda la válvula, y la frecuencia natural calculada de la válvula es mayor que los 33 Hz requeridos por la especificación.
(3) Análisis de la sección de riesgo: se utiliza el método estático equivalente para realizar un análisis sísmico en la sección peligrosa de la válvula de acuerdo con la combinación de carga de presión de diseño, peso propio, carga dinámica y fuerza impulsora de la válvula. La tensión de cada sección peligrosa está dentro de su rango de tensión permisible y cumple con los requisitos de diseño.
(4) Analice la brida central y el perno.
(5) Analizar la resistencia y la deformación del cuerpo y la tapa de la válvula.
(6) Analizar la teoría antisísmica para operación remota.
(7) Llevar a cabo el cálculo del par de la válvula y seleccionar los mecanismos de operación remota y los dispositivos manuales apropiados de acuerdo con parámetros como el par.