閥門分布于核電站的各回路控制系統(tǒng)中,，對核電站的安全性起到極為重要的作用,。目前，我國核電站使用的閥門中,，球閥,、蝶閥、截止閥,、止回閥和隔膜閥等閥門基本實現(xiàn)了國產(chǎn)化,，外漏預防措施較為完善。軟密封閘閥口徑較大,，主要使用在反應堆主回路系統(tǒng),、化學和容積控制系統(tǒng)、安全注入系統(tǒng)(RIS)和安全殼 噴淋系統(tǒng)(EAS)等重要系統(tǒng),，大部分工作介質是 帶有放射性的液體,，其工作溫度、工作壓力和安全等級較高,，在核電廠中起著不可或缺的作用,。長期以來，重要閘閥主要依賴于進口,。本文通過分析國外先進的核電閘閥技術和我國現(xiàn)有核電站閘閥使用的實際情況,，提出了針對性的預防措施，以降低核電運行中發(fā)生閘閥外漏的風險,。
2分析
閘閥是 一種截斷閥,，啟閉件閘板的運動方向與流體方向垂直，閘閥只能作全開和全關,，不能作調節(jié)和節(jié)流,。閘閥的結構相對復雜，一般由閥體,、閥蓋,、閘板、閥座,、閥桿,、填料,、螺柱、螺母,、止動墊片以及相應的執(zhí)行機構組成,。閥門的外密封部位主要有填料與閥桿和填料函的配合處及閥體與閥蓋的中法蘭連接處，主要涉及的部位包括閥體,、閥蓋,、中法蘭的連接位置和閥桿密封處。閥門出現(xiàn)外漏,，即介質從閥內泄漏到閥外,。核級閥門發(fā)生外漏，則意味著有帶有放射性的介質將會釋放到環(huán)境中,，而這是 核電站設計所不允許的,。因此，在核電站的安全預防中,，設備設計中應盡可能避免放射性介質外部泄漏的可能性,。
3預防閘閥外漏的技術措施
3.1閥體
閥體外漏的主要原因是 閥門生產(chǎn)過程中鑄造或鍛造缺陷所引起的，如砂眼,、氣孔及裂紋等,。溝槽閘閥在設計和生產(chǎn)過程中，主要通過選材和加強材料檢驗預防閥體外漏,。
(1)選用材料,。鑄件材料是 可以選用的材料，但由于鑄件在生產(chǎn)制造過程中缺陷較多,，有些細小裂紋也可能在核電站的運行過程中發(fā)生蠕變變形等,。鍛造閥體消除了內部缺陷和裂紋，具有更好的耐應力和抗晶間腐蝕特性,，材料的晶間結構均勻,，可靠性較高。在核電站的設計中,，高溫高壓的閘閥應選用鍛造閥體,。
(2)閥體材料檢驗。在核電站中使用的閘閥材料需要通過先進的設備,、科學的方法進行檢測,，發(fā)現(xiàn)閥體和閥蓋等承壓元件上的細微缺陷。目前,，對于材料的檢驗手段一般為射線檢驗,、超聲波檢驗和液體滲透檢驗等，并且要由擁有這些檢驗合格證書的人員進行操作檢驗,。在檢驗過程中,，要對閘閥材料進行逐一檢驗,，而不是 采用抽檢的方式,。
3.2中法蘭連接
中法蘭螺栓連接是 核島中閘閥閥體與閥蓋連接的主要形式,。閘閥用于高溫高壓的環(huán)境，在核電站停堆換料等過程中閥門將被冷卻,，在這種溫度不斷變換的條件下,，可能會發(fā)生泄漏。發(fā)生泄漏的原因與中法蘭墊片失效和螺栓,、螺母松動有關,。因此，在閥門的設計過程中對這些因素進行考慮 ,，選用滿足核電要求的有資質并經(jīng)過試驗驗證的墊片,，選用滿足RCC一M要求的螺栓、螺母,，并增加止動墊片,，保證螺母不會松動。
閘閥閥體和閥蓋中法蘭密封失效的特殊的補救措施為唇邊焊,，應保證唇邊能夠進行3次切割,。唇邊焊只是 在發(fā)生外漏事故時的一種備用手段，只在緊急情況下使用,。
3.3閥桿密封
(1)填料和碟形彈簧
閘閥的閥桿與閥蓋密封填料的壓緊力需要計算確定,。壓緊力過大或過小都不能滿足要求。在設計閥桿密封結構時應合理確定填料層數(shù),、填料壓緊力和填料尺寸,，并對加工過程中的尺寸公差給出嚴格的范圍，且在加工過程中有據(jù)可查并且要嚴格執(zhí)行,。
選用填料時,，不僅要考慮 工作溫度，還要考慮 填料的摩擦對控制過程所造成的影響,、介質放射性對填料壽命的影響等,，并且選用滿足核電要求的有資質并經(jīng)過試驗驗證的專用填料材料。
由于填料的磨損和熱燒損,，將會出現(xiàn)應力松弛的現(xiàn)象,，彈簧加載是 補償應力松弛的有效方法，如在填料壓蓋上加載碟形彈簧,?？梢酝ㄟ^碟形彈簧的作用，調節(jié)填料的壓緊程度,，補償填料的變形,，從而提高填料的密封自調節(jié)能力,，改善密封性能。
(2)引漏管
在核電站閥門設計中,，特別是 對于介質帶放射性的閥門,，為了預防在填料處發(fā)生外漏，并將可能的泄漏集中收集,，采用在填料的中間位置加上引漏管的方式,。這種形式的填料由3部分構成，上部和下部由若干層起密封作用的非 金屬填料疊放組成,，中間設置金屬‘盯籠”玩‘燈籠”環(huán)處有環(huán)形空間可以滯留和收集從下部填料來的泄漏介質,。在“燈籠”環(huán)處的閥蓋上打孔并焊接一引漏管，用于將泄漏介質從引漏管導出到收集疏排水的回收系統(tǒng),。引漏管的設計相當于在填料設計時增加了一個防護方式,。當介質在壓力作用下沿填料向上，到達中間“燈籠”環(huán)位置時,，壓力降低,，且由于引漏管處壓力幾乎為0，促使介質從引漏管處流出,，而不再繼續(xù)往上層填料處流動,，從而避免了介質繼續(xù)沿閥桿向上方外漏。從引漏管處流出的介質通過核電廠疏水排氣系統(tǒng)管道進行收集,，并經(jīng)過三廢處理系統(tǒng)進行處理,。
(3)上密封
上密封由閥蓋孔與閥桿頭部接觸部位組成。上密封也是 防止介質從閥桿密封處發(fā)生外漏的一種措施,。當上密封完全接觸時,，要求的泄漏量極小，不超過0.04cm3/(td),，式中d為閥桿直徑,，mm；t為時間,，h,。上密封不得依賴于系統(tǒng)壓力即可達到規(guī)定的密封性能。上密封應具有使閥桿承受全系統(tǒng)壓力的能力,。一般情況下不使用上密封,，只有當閘閥填料發(fā)生外漏時，才投入使用,，從而保證閘閥可以運行到換料期間,，而從閥桿填料位置沒有大量工作介質漏出，或者可以保證在核電廠運行期間更換填料而減小輻射劑量。
電動閘閥的開啟點不設置在閥門全開的位置,，設置點不與閥蓋接觸,，稍微留有一定的裕量。這樣設置的目的是 為避免由于電動頭的工作精度以及-零部件相互配合的工作精度問題造成電動頭行程開關尚未動作而閥門上密封已接觸的情況,，導致對上密封或閥蓋的沖擊破壞,，從而影響閥門的正常使用壽命。當電動閥門需要使用上密封時,，通過電動裝置的手輪進行手動操作,。
在核電站中用于高溫高壓的閘閥,，一般上密封的密封面上也采用堆焊司太立硬質合金的方式,，這樣可以增加上密封的使用壽命。
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