1、概述

　　核電閥門是指在核電站中核島(N1) 、常規(guī)島(CI) 和電站輔助設(shè)施(BOP) 系統(tǒng)中使用的閥門。從安全級(jí)別上分為核安全Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)和非核級(jí)，其中核安全Ⅰ級(jí)要求最高。從設(shè)計(jì)規(guī)范等級(jí)可分C1級(jí)、C2級(jí)及C3級(jí)。從壓力組可分為Ⅰ、Ⅱ及Ⅲ組。核電閥門在核電站中是使用數(shù)量較多的介質(zhì)輸送控制設(shè)備，是核電站安全運(yùn)行中必不可少的重要組成部分。

2、閥門設(shè)計(jì)

2.1、小口徑截止閥

　　(1) C1級(jí)小口徑截止閥

　　C1級(jí)小口徑截止閥的閥體和閥蓋應(yīng)設(shè)計(jì)為整體。閥體和閥蓋之間可用密封連接。如無其他特殊規(guī)定，焊接應(yīng)在工廠內(nèi)完成。閥體和閥蓋采用鍛件、模鍛或軋件焊接結(jié)構(gòu)。截止閥禁止使用鑄鋼。調(diào)節(jié)閥使用鑄鋼要由用戶同意。

　　壓力Ⅰ組和Ⅱ組C1 級(jí)小口徑截止閥閥蓋與閥瓣組成的上密封面表面應(yīng)堆焊硬質(zhì)合金。壓力Ⅲ組閥門的非合金鋼閥蓋上密封面應(yīng)堆焊不銹鋼。如果閥瓣不是整體設(shè)計(jì)，真空技術(shù)網(wǎng)(http://smsksx.com/)認(rèn)為則其組成部分應(yīng)采用焊接組裝，以消除通過密封面泄漏的危險(xiǎn)。壓力Ⅰ組和Ⅱ組閥門閥座和閥瓣的密封面為表面硬質(zhì)合金堆焊。壓力Ⅲ組閥門的密封面除必須是表面硬質(zhì)合金堆焊的氣動(dòng)截止閥外，其余的可以為裸露的不銹鋼。閥座可以焊接成型或焊上一個(gè)座圈。調(diào)節(jié)閥的閥座可以與閥套一體。

　　C1級(jí)小口徑截止閥只允許使用滑動(dòng)閥桿，但使用轉(zhuǎn)動(dòng)閥桿的金屬隔膜閥除外。閥桿應(yīng)磨光，與填料接觸部分的閥桿直徑公差應(yīng)小于0.05mm。閥桿的精加工表面應(yīng)保證不會(huì)由于閥桿與填料之間介質(zhì)泄漏而產(chǎn)生腐蝕或侵蝕。閥瓣與閥桿可以輕微活動(dòng)以便對(duì)中，但不能在閥桿上自由轉(zhuǎn)動(dòng)。調(diào)節(jié)閥的閥瓣應(yīng)固定在閥桿上。

　　(2) C2級(jí)小口徑截止閥

　　C2級(jí)小口徑截止閥如為隔離閥和手動(dòng)調(diào)節(jié)閥其應(yīng)是整體設(shè)計(jì)。閥體和閥蓋之間可用密封焊接或螺紋連接。如無其他特殊規(guī)定，焊接應(yīng)在工廠內(nèi)完成。但是，壓力級(jí)10MPa(600 Lb) 以下的閥門，允許閥蓋用螺栓與帶有防止過度壓緊墊片密封結(jié)構(gòu)的閥體連接在一起。閥體和閥蓋采用鍛造、模鍛或軋件焊接結(jié)構(gòu)。鑄鋼可用于第Ⅲ壓力組。鑄鋼用于Ⅰ、Ⅱ壓力組的調(diào)節(jié)閥時(shí)，必須經(jīng)用戶同意。閥蓋與閥瓣組成的上密封面不要求表面堆焊硬質(zhì)合金。非合金鋼閥蓋的密封面要堆焊不銹鋼。壓力Ⅱ組和Ⅲ組閥門的上密封面可直接設(shè)在閥桿上。當(dāng)閥瓣由多個(gè)零件組成時(shí)，應(yīng)采用點(diǎn)焊或機(jī)械方法裝配。壓力Ⅰ組和Ⅱ組閥門的閥座和閥瓣密封面為表面堆焊硬質(zhì)合金。壓力Ⅲ組閥門的密封面除必須是表面堆焊硬質(zhì)合金的氣動(dòng)截止閥外，其余的可以為裸露的不銹鋼。閥座可以采用焊接成型或焊上一個(gè)座圈。調(diào)節(jié)閥的閥座可以與閥套一體。

　　除金屬隔膜閥可采用轉(zhuǎn)動(dòng)閥桿外，只允許采用不轉(zhuǎn)動(dòng)的閥桿。閥桿表面應(yīng)無撓度，與填料接觸部分的閥桿直徑公差應(yīng)小于0. 05mm。閥瓣與閥桿可以輕微活動(dòng)，以便調(diào)節(jié)對(duì)中，但不能在閥桿上自由轉(zhuǎn)動(dòng)。

　　(3) C3級(jí)小口徑截止閥

　　C3級(jí)小口徑截止閥的閥體和閥蓋采用凹凸式法蘭連接，法蘭間裝有密封墊片用螺栓緊固。如無特殊規(guī)定，也可采用非焊接式的螺栓連接。閥體和閥蓋允許使用鑄鋼制造。壓力Ⅱ組的閥門可以采用閥桿上密封結(jié)構(gòu)。若上密封面在非整體設(shè)計(jì)的閥門上，則閥門的組合零件應(yīng)焊為一體。壓力Ⅲ組的閥門不一定要求上密封。壓力Ⅰ組和Ⅱ組閥門的閥座和閥瓣密封表面堆焊硬質(zhì)合金。壓力Ⅲ組閥門的密封面除必須是表面堆焊硬質(zhì)合金的氣動(dòng)截止閥外，其余的可以為裸露的不銹鋼。閥座可以焊接成型或焊上一個(gè)座圈。調(diào)節(jié)閥的閥座可以與閥套一體。閥桿表面應(yīng)無撓度，與填料接觸部分的閥桿直徑公差應(yīng)小于0.05mm。填料函的內(nèi)表面應(yīng)精加工。閥瓣與閥桿可以輕微活動(dòng)以便調(diào)節(jié)對(duì)中，但不能在閥桿上自由轉(zhuǎn)動(dòng)。

2.2、閘閥和大口徑截止閥

　　(1) C1級(jí)閥門

　　C1級(jí)閥門的閥體可以采用鍛鋼和鑄鋼。當(dāng)承壓邊界上的焊縫能用射線照相檢驗(yàn)時(shí)，也可采用鍛焊結(jié)構(gòu)。各壓力組的閘閥、大口徑截止閥調(diào)節(jié)閥的閥體和閥蓋采用螺栓和壓力自密封連接。如果有特殊要求，閥體和閥蓋可采用唇式的螺栓密封連接。

　　閥蓋上密封面應(yīng)堆焊硬質(zhì)合金或不銹鋼(最小硬度25HRC) 。用于過熱蒸汽的閥桿上密封面表面應(yīng)堆焊硬質(zhì)合金，也可采用13% ～17% Cr 不銹鋼(最小硬度20HRC)。閥座和閥瓣密封面表面應(yīng)堆焊硬質(zhì)合金。

　　閥桿應(yīng)無撓度，表面應(yīng)研磨，其最大表面粗糙度Ra = 0.4μm。與填料接觸部分的閥桿直徑公差應(yīng)小于0.1mm。填料函內(nèi)表面的最大表面粗糙度Ra =1.6μm。

　　(2) C2級(jí)閥門

　　C2級(jí)閥門的閥體可以采用鍛鋼和鑄鋼制造。當(dāng)承壓邊界上的焊縫能用射線照相檢驗(yàn)時(shí)，也可采用鍛焊結(jié)構(gòu)。各壓力級(jí)閥門閥體與閥蓋的連接采用壓力自密封和帶密封的螺栓連接。壓力級(jí)5.0MPa及其以上級(jí)別使用凹凸配合面、全嵌入式墊片。如果有要求，閥體和閥蓋連接應(yīng)采用凹凸型的墊片、密封唇式和螺栓固定。閥蓋與閥桿上密封面可以表面堆焊硬質(zhì)合金。非合金鋼閥蓋的密封面應(yīng)堆焊不銹鋼。

　　閥桿應(yīng)無撓度，表面應(yīng)研磨，與填料接觸部分的閥桿直徑公差應(yīng)小于0.1mm。填料函內(nèi)表面的粗糙度Ra max = 1.6μm。密封面的一個(gè)表面(閥座或閘板)堆焊硬質(zhì)合金。另一個(gè)表面在壓力級(jí)≥6.8MPa( 400Lb) 時(shí)堆焊硬質(zhì)合金，壓力級(jí)≤5.0MPa 300Lb) 時(shí)堆焊不銹鋼。

　　(3) C3 級(jí)閥門

　　C3級(jí)閥門的閥體可以采用鍛鋼、鑄鋼或軋件接制造。閥體和閥蓋應(yīng)采用帶密封的螺栓連接。墊片可以是非嵌入式的。閥蓋與閥桿上密封面可以堆焊硬質(zhì)合金。壓力級(jí)6.8MPa(400Lb) 的閥門密封面應(yīng)在表面堆焊硬質(zhì)合金，閘板和閥座的硬度差別較大的壓力級(jí)5.0MPa(300Lb) 及其以下的閥門密封面應(yīng)堆焊不銹鋼。

　　閥桿應(yīng)無撓度，表面應(yīng)研磨，與填料接觸部分的閥桿直徑公差應(yīng)小于0.1mm，表面粗糙度Ramax =0.8μm。填料函表面粗糙度Ramax = 1.6μm。

2.3、止回閥

　　一般情況，小口徑截止閥、大口徑截止閥和閘閥對(duì)閥體和閥蓋及其之間連接的規(guī)定也分別適用于升降式止回閥和旋啟式止回閥。

　　(1) 小口徑升降式止回閥

　　小口徑升降式止回閥閥桿起導(dǎo)向作用的部分應(yīng)有足夠的長(zhǎng)度以便閥瓣無阻礙的自由運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)應(yīng)有平衡孔，以免產(chǎn)生活塞效應(yīng)。C1 類升降式止回閥的閥瓣和閥座密封面應(yīng)堆焊硬質(zhì)合金。禁止使用錐形座及錐形對(duì)環(huán)形座。C2 類升降式止回閥壓力Ⅰ和Ⅱ組閥門的密封面應(yīng)有一個(gè)面堆焊硬質(zhì)合金。根據(jù)運(yùn)行條件，非核規(guī)范級(jí)閥門可用合成橡膠閥座作另一個(gè)密封面。壓力Ⅲ組閥門不要求表面硬質(zhì)合金堆焊。合成膠閥座可用作一個(gè)密封面。如果為分離式的可以焊接。

　　( 2) 旋啟式止回閥

　　旋啟式止回閥各壓力組的C1 和C2級(jí)閥門及壓力Ⅱ組的C3級(jí)閥門的閥座和閥瓣表面應(yīng)堆焊硬質(zhì)合金。壓力Ⅲ組的C3類閥門的密封面應(yīng)堆焊不銹鋼或堆焊硬質(zhì)合金。無論閥內(nèi)有無介質(zhì)，閥瓣應(yīng)能靠自重回到關(guān)閉位置。可能的話，在全開位置時(shí)，閥瓣應(yīng)浸入閥內(nèi)的介質(zhì)中。閥瓣與搖桿連接機(jī)構(gòu)應(yīng)有足夠的擺動(dòng)空間，以保證閥瓣準(zhǔn)確回座。閥瓣相對(duì)搖桿不能轉(zhuǎn)動(dòng)。核規(guī)范級(jí)閥門的搖桿銷軸不允許穿透閥體。如果閥座為分離式的，可以焊接。

2.4、球閥

　　一般情況下，球閥應(yīng)設(shè)計(jì)成直通式，即閥口不小于所接管橫截面80%. 大型球體應(yīng)在上下部導(dǎo)向，禁止使用潤(rùn)滑劑。閥體可采用鑄鋼、鍛鋼、軋制或鍛制的型材。閥桿應(yīng)插入球體內(nèi)，并設(shè)有安全裝置，防止球與閥桿相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。閥桿應(yīng)與閥體中的導(dǎo)向襯套對(duì)中。閥桿起密封作用的表面應(yīng)研磨，C1和C2級(jí)閥門Ra max = 0.4μm，C3類閥門Ra max = 0.8μm。閥桿密封應(yīng)采用O 形圈。球面表面粗糙度Ra max =0.4μm。閥座應(yīng)采用合成橡膠。球體的運(yùn)動(dòng)應(yīng)由兩個(gè)限位裝置，一個(gè)用于全開位置，另一個(gè)用于關(guān)閉位置。