核電安全閥作用及要求

   在核電站的設(shè)備中閥門(mén)雖然只是配件,但是它的作用卻不容忽視,因?yàn)殚y門(mén)對(duì)核電站的正常、安全和可靠運(yùn)行具有極為重要的作用。由于在核電站內(nèi)閥門(mén)的使用量大面廣,可以說(shuō)幾乎電站的每一個(gè)系統(tǒng)都離不了閥門(mén),以一座有兩套百萬(wàn)kW級(jí)機(jī)組規(guī)模的壓水堆型核電站為例,閥門(mén)用量就需約3萬(wàn)臺(tái)。雖然閥門(mén)的投資額占核電站總投資額的2%左右,而每年電站花費(fèi)在閥門(mén)上的維修費(fèi)用卻要占維修總額的一半以上。其中一些重要的閥門(mén)產(chǎn)品,如主蒸汽隔離閥、穩(wěn)壓器安全閥和主蒸汽安全閥等也都屬于核電站中的十分關(guān)鍵的設(shè)備。還有不少應(yīng)用在一回路系統(tǒng)各種核級(jí)閥門(mén)都直接關(guān)系到核電站的正常和安全運(yùn)行,同樣不允許出現(xiàn)任何差錯(cuò)。根據(jù)原子能組織(IAEA)核電站事故案例反映,因閥門(mén)故障和失效造成的停機(jī)或停堆事故,甚核泄漏占的比重不小,因此必須引起閥門(mén)行業(yè)足夠的重視。

核電安全閥技術(shù)要求

與常規(guī)的大型火力發(fā)電站用閥門(mén)相比較,雖然在壓力和溫度等參數(shù)上壓水堆型的核電站閥門(mén)較低些,但核電站用閥門(mén)卻有更高的技術(shù)特點(diǎn)和要求。

強(qiáng)度和剛度

在設(shè)計(jì)上先應(yīng)考慮閥門(mén)的主要部件能承受持久的或瞬時(shí)的壓力和溫度交變下的各種載荷的作用力,而不應(yīng)出現(xiàn)明顯的彈塑性變形。除常規(guī)的強(qiáng)度計(jì)算外還應(yīng)采用有限元應(yīng)力分析和抗震計(jì)算分析等方法來(lái)確保閥門(mén)產(chǎn)品的可靠性。

密封性

由于核反應(yīng)堆的一回路系統(tǒng)的輸送介質(zhì)大多帶有放射性,因此不允許有任何外泄漏發(fā)生,必須在閥門(mén)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、密封件(波紋管、膜片、填料和墊片等)的選用、材料和成品的質(zhì)量檢測(cè)控制等方面,采取嚴(yán)格有效的措施來(lái)保證。閥體與管道的連接也大多采用對(duì)接或承插焊接。

使用壽命

由于核電站建設(shè)的投資大,成本回收期長(zhǎng),如停工造成的經(jīng)濟(jì)損失約合人民幣上千萬(wàn)元。因此閥門(mén)符合設(shè)計(jì)規(guī)范,以盡量減少維修次數(shù)和縮短維修周期。一般規(guī)定要求使用壽期為30～40年,為此應(yīng)按照給定的概率,來(lái)驗(yàn)證閥門(mén)具備完成規(guī)定工作循環(huán)的能力。

清潔度

核反應(yīng)堆一回路系統(tǒng)內(nèi)輸送的介質(zhì)為高純度的硼化水,因此對(duì)與介質(zhì)接觸的相關(guān)部件不僅要有清潔度要求,而且內(nèi)腔各接觸介質(zhì)的零部件表面要光滑,金屬表面粗糙度Ra<613μm。所有與閥門(mén)接觸的人體、物體、裝備工具和介質(zhì)等都必須符合相關(guān)清潔規(guī)程的要求。

安全可靠性

閥門(mén)需要在各種設(shè)計(jì)工況(包括正常、異常、危急和事故)下的可靠使用,甚在遭受地震災(zāi)害或LOCA失水事故等情況下都能保持閥門(mén)設(shè)備的完整性和可操作性。因此樣機(jī)必須經(jīng)受各種模擬工況的試驗(yàn)考核來(lái)證實(shí)。

材料性能

選用的材料必須具有良好的耐蝕性、抗輻照、抗沖擊和抗晶間腐蝕,因此在一些主系統(tǒng)中均采用低碳甚超低碳奧氏體型不銹鋼作主體材料,并選用一些強(qiáng)度、韌性和耐溫、耐壓、抗沖蝕,抗擦傷等性能*的合金材料來(lái)做閥桿或密封面等零件。應(yīng)按要求進(jìn)行各項(xiàng)理化性能和無(wú)損探傷檢驗(yàn)。填料和墊片等非金屬密封材料中的氯、氟和硫離子的含量都應(yīng)嚴(yán)格控制,各項(xiàng)數(shù)據(jù)都應(yīng)低于規(guī)范規(guī)定的指標(biāo),以保證對(duì)金屬基體不造成腐蝕損傷。

控制裝置

用于事故狀態(tài)下工作的核電站閥門(mén),應(yīng)對(duì)系統(tǒng)起到安全保護(hù)和事故應(yīng)急處理的作用。對(duì)于這些閥門(mén)來(lái)說(shuō)動(dòng)作的及時(shí)和準(zhǔn)確十分重要,不論是及時(shí)而不準(zhǔn)確或是準(zhǔn)確而不及時(shí)都不能適應(yīng)和滿足保護(hù)核電站的需要。如主蒸汽隔離閥按要求打開(kāi)的時(shí)間僅為幾秒鐘,如果出現(xiàn)不及時(shí)或誤動(dòng)作都將導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。因此,閥門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置的性能和質(zhì)量非常重要和關(guān)鍵。

相關(guān)規(guī)范

從事核電站閥門(mén)設(shè)計(jì)和制造的人員,必須先熟悉并掌握國(guó)家頒發(fā)的一整套核安全法規(guī)和條例中的相關(guān)規(guī)定,向主管部門(mén)和國(guó)家核安全局同時(shí)提出申請(qǐng),經(jīng)上級(jí)有關(guān)方審查和核準(zhǔn)后頒發(fā)相關(guān)活動(dòng)的許可證后才可開(kāi)展工作。在實(shí)踐中要認(rèn)真執(zhí)行我國(guó)和上一些*的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn),如核安全法規(guī)HAF、核安全導(dǎo)則HAD,核行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)EJ、美國(guó)機(jī)械工程師學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)ASME、美國(guó)電氣與電子工程師學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)IEEE及法國(guó)壓水堆核島機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)和建造規(guī)則RCC-M等規(guī)范文件。企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)必須以保證達(dá)到上述各種法規(guī)和規(guī)范為前提,以確保生產(chǎn)的核級(jí)產(chǎn)品符合*的規(guī)定要求。

質(zhì)量控制

核電站閥門(mén)的生產(chǎn)企業(yè)必須建立完善的質(zhì)量保證體系,編制相應(yīng)的質(zhì)保大綱和控制質(zhì)量的相關(guān)程序和文件。在日?；顒?dòng)中嚴(yán)格認(rèn)真地按照大綱、程序和文件要求辦事,每一步驟都做到有章可依,有據(jù)可查,并接受國(guó)家核安全局和相關(guān)方對(duì)活動(dòng)的隨時(shí)監(jiān)督和檢查。出現(xiàn)重大質(zhì)量情況或不附合項(xiàng)時(shí)活動(dòng)方無(wú)權(quán)私自處理,必須報(bào)請(qǐng)相關(guān)方審議確定。

文檔資料

產(chǎn)品從立項(xiàng)開(kāi)始直出廠驗(yàn)收為止,應(yīng)建立完整的檔案,包括技術(shù)規(guī)格書(shū)、設(shè)計(jì)圖紙、計(jì)算書(shū)(包括應(yīng)力和抗震分析等)、工藝規(guī)范、關(guān)鍵工藝評(píng)定、質(zhì)量計(jì)劃、跟蹤記錄、各種材料理化性能和無(wú)損檢測(cè)報(bào)告、功能性試驗(yàn)報(bào)告、使用維修手冊(cè)和制造完工報(bào)告等各種文件資料提供歸檔。

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