典型安全阀的原理和操作
4.1 弹簧式安全阀
安全阀是一种保护系统安全的自动阀门,在受压设备遇到超压的情况下,能自动启跳,泄放掉多余的介质,保证设备的安全,待压力降到安全定值时,能自动关闭并恢复密封,阻止介质的进一步流失。弹簧式安全阀就是利用弹簧加栽来实现这种功能的安全阀,应用范围非常广泛。
4.1.1 动作原理
弹簧式安全阀有四个工作过程,这就是启跳、排放、回座和恢复密封。安全阀在达到规定的压力值时能灵敏的启跳,在介质压力继续升高时,迅速增加排放介质而降压,在介质压力下降到规定值时停止排放,及时回座来恢复密封,采用弹簧作为密封力荷载,能适应这四个动作要求。安全阀通过调整加载弹簧紧力的手段,传递不同的弹性力给阀芯
,使阀座
/阀芯间产生密封力,达到密封的目的。
安全阀的阀盖和阀体由连接螺栓连成一体,弹簧置于阀盖内
,由旋在阀盖中心螺母的调节螺杆通过上弹簧座来压紧,压紧力的大小由调节螺杆升降来改变。下弹簧座托住弹簧,并将力通过尖端阀杆传递到阀芯中心位置。安全阀启跳压力的调整是通过旋动调节螺杆
,依其旋入的长短来改变的。
4.1.2 弹簧式安全阀结构特点
1〉
目前电站使用的弹簧式安全阀的密封结构有软
/硬密封两种
, 软密封橡胶或合成材料 密封效果较好
,橡胶合成材料件受力变形实现了有效弥补了密封面的缺陷
,但软密封在耐高温高压和抗老化方面有明显的不足
,仅适应于低温低压回路上
,而且密封件需用定期更换
.
2〉
对于热水系统的介质
,温度
/压力高,密封面上的受力及温度都很高,因此需要金属材料制成的密封面,称为硬密封。为了保证金属对金属的密封效果,除了结构上有合理的弹性荷栽外,还要求上下密封面平整光洁
.由于安全阀的密封面较窄、接触面积小,单位面积受压力大,因此需要较高的抗压强度
;另外安全阀启跳时介质的冲刷及杂质摩擦,也要求密封面有较高的硬度,有较高的硬度。此外
, 因为安全阀只有在压力超标或手动试验时才会启跳
, 密封面长期闭合会因锈蚀而粘住造成不能按时启跳或启跳迟缓
,所以密封面还要求有足够的抗腐锈蚀性
.
3〉
虽然弹簧式安全阀被广泛地使用于工业生产中
,但这种结构的安全阀之弱点是显而易见的
,当管道中的工质压力升压接近安全阀的起跳值时
,压力有一点点波动就会使其误跳
,并且安全阀的弹簧长期处于受压状态
,因塑性变形
;腐蚀
,金属粘接等都会影响安全阀起跳的准确性
.定期对阀门进行起跳压力值校验和利用手柄进行强制起跳试验
,是保证安全阀可靠的有效措施见图
41-2
x.
大亚湾核电站阀门简介
大亚湾核电站每台机组在冊统计各类阀门
19380个;其中核级阀门
6140个
;常规级阀门
13240个
.核级阀门全部由法国阀门制造商提供
;常规阀门大部分由英国提供
;BOP的个别系统配用了一些国产阀门
.
5.1 核级阀门
所谓核级阀门是指安装在
RX/NX/WX/LX厂房中的,存在环境污染核辐射风险的阀门;它们与常规级阀门区别是在设计上有四大特点;
2 设计基准高;
--由于阀门在寿期,要承受核辐射,因此那些容易被
“活化
” 和
“瘁化
”的材料将从
“设计材料单
”中剔除。
3 安全等级高;
--这些核级阀门是按照法国核电工业
RCCM标准设计和制造的
,考虑了核环境有特殊要别求
,安全裕度比较高
,不仅从结构上满足运行的高标准
,而还须满足地震
/质保
/安全
/清洁
/防爆各项要求
.
4 加工精度高。
--为了防止放射性尘埃飘留在设备表面
,不利于核清洁
,核岛阀门的表面都加工的比较光滑
;阀腔内部也一样
,尽可能消除因金属剥落屑
“活化
”带到其他区域形成放射源。
5 设备供应价格高
--个核级阀门动则十几万到几十万人民币,备件也非常昂贵,比常规级阀门要高出十倍,因此珍惜备件和有选择的
“国产化
”是企业降低成本求生存的必由之路。
5.2 核级阀门的识别
5.2.1 “RIN”号
大亚湾核电站的核级阀门,是由法国十几个供应商提供,虽然类型不同,功能各异,但它们都遵守同一标识和辨认标准,即
“国际标识符号
”National
Identification Mark。
1982年出版的《法国核电技术规范文件》规定以
3组字母分别代表不同的特征和标准来定则阀门
,对于特殊用途和要求的阀门也要用规定的字母来表示。
例如现有一个阀门,它的
RIN号为:
S J U S W B 0025
FG
A S
J U S W B为第
1组字母,给出了阀门的结构类型,阀体材料,压力等级,密封面材料,和与回路管道的连结方式以及法国核级设备标准
RCCM等级的阀门基本信息。
B 0025
为第
2组字母,给出了阀门公称通径;
C
FG 为第
3组字母,给出了阀门的特殊要求,如气动
F/J,电动
A,限位开关
G;等;第
3组字母如是空的,既为手动操作;
还有些插在
RIN号之间的字母,表示有无引漏装置或远距离手动操作。
按照阀门的
RIN号,去对《核岛阀门编码代号表》后面附件
1就可以很快把握住了想要得到的信息
.
对于例中
RIN号为
SJUSWB0025FG的阀门我们就知道
S-截止阀
;
J-阀体是
Z6CND17-12不锈钢
;
U-压力等级
1600磅级
; S-密封面材料司特力硬质合金
; W-与管线是对接焊
;B- RCC-M
2级
;0025- 公称通径
25mm;FG- 气动操作和带限位开关
.
5.3 核阀在流程的图中的标示
每种设备在流程图中都有规定的标示
,以方便识别设备类型
,本教材只对阀门类标示进行了收集
, 使初学者得到一定的感性认识
.掌握了这项技能,对于非阀门专业的人员了解阀门,参与阀门故障分析都十分必要。表
23-1
表
23-1
5.4 常规岛阀门
大亚湾核电站常规级阀门由英国
GEC提供,
,各阀门生产厂家有独立的识别方法,没有通一的识别
, 因篇幅有限,本教材不作祥述。
国产阀门的识别
JB308-75《阀门型号编制方法》适用于工业管道用闸阀、截止阀、节流阀、旋塞阀、球阀、蝶阀、隔膜阀、止回阀、底阀、安全阀、疏水阀、减压阀等。
JB4018-85《电站阀门型号编制方法》除适用于上述阀门外,还适用于锅炉给水分配阀、调节阀、水位计和平衡容器等。这两个标准基本上是相同的,只是
JB4018-85《电站阀门型号编制方法》中阀门类型和结构形式的内容有所增加。
6.1 阀门型号的组成
国产阀门型号的组成由七个单元顺序组成,
阀门别号的组成由七个单元顺序组成,见表
61-1
阀体材料和代号
公称压力代号
阀座密封面或衬里材料代号
结构形式代号
连接形式代号
传动形式代号
类型代号
即:
第
1单元字母
--类型代号
第
2单元字母
--传动形式代号
第
3单元字母
--连接形式代号
第4单元字母--
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