核电液控止回蝶阀设计.pdf

994年第4期
核电液控止回蝶阀设计
铁岭囻门厂李振东
摘要为保证核电站用液控止回堞阀的安全性和可靠性,在设计过程中,阀门的控机构、传
动构及结构形式等借了国内外先进经验。遹过分析和论证,该阀结构合理,控制功能可靠,满足
常用阀的设计要求。
主题词:犊电站用液压控制阕设计
液控止回阀在我国应用是从70年代开始水,工作温度≤40℃,静态试验压力1.2MPa,泄
的。当时主要是为电站配套引进的日、德等国的漏量为0,开启时间≤60秒,关闭时间90°~20°
产品。1992年我厂研制了核电用液控止回蝶阀时为4~8秒,20°~0°时为4~60秒。为了保证
1),其技术性和产品质量要求超过一般常核电用液控止回蝶闵的安全性和可華性,在设
使用的阀门。该公称通径DN1600mm,公称计中参考了国内外先茳彼术,制定了具体措施
力PN0.6MPa,流速≤3m/s,工作介质为海和方案。
Zi -M
图1液控止回蝶闷
1.液动装置2.锁定装3.螟阕4.液压站
控制机构
液控原理图。该结构使用9件液压元件,阌门的
图2为我国在70年代引进的德国产品的关闭速度是由折叠式柱塞缸实现的。开阀时通
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过泵将压力油输入油缸,使阙门开启,同时重锤的液控系统。该控制系统油缸采用活塞缸,通过
蓄能。工作时由于液压系统泄漏,引起阀门关闭调节锥阀和节流阀调节油缸关闭时的阻尼大
和重锤下降,下降到75°时碰到行程开关,泵起小,控制阀门的快慢关闭速度。在这个液压系统
动,阀门重新回到全开(90°)的位置。关闭时,在中设有另一个油缸,用于在阀门开启运行时将
重锤的作用下带动蝶板关闭,这时液压缸起阻重锤插销锁定,使重锤在阀门开启运行时不发
尼作用。由于柱塞缸为折叠式,先是小缸动作,生掉锤现象。同时在液压系统上加有一个大的
这时阻尼小,阀门快关。关闭到30°时,大缸开蓄能器。蓄能器的作用是保证锁定缸液压回路
始动作,阻尼增大,阀门慢关,从而符合阀门的在阀门运行中始终保持一定的压力。当需关闭
关闭特性。该结构的液压系统简单,但运行时经阀门时能及时拔销解锁,在泵不能工作时开阀。
常由于复位行程开关故障造成阀门非正常关由于阀门在关闭时快慢关行程是由电气元件控
闭,引起系统事故。
制的,一且电气元件发生故障,阀门关闭特性改
变(无慢关),造成对系统的破坏。
借鉴了以上两种控制方案后,拟定了适合
我国核电站使用的液控止回蝶阀的液控系统
图4)。该系统采用泵开阀、蓄能器汗阀和手压
泵开三种形式。阀门远行时为俣证阀门不发
生误动作,用泵为油缸系统补压、用蓄能器补压
和款定油锁定三貊措施。衩门关闭时,采用折
叠聿作用衄式,使阀门在任何情况下都能保证
关闭特性的实现。
2德国产品的液控系统
图4液控止回蝶阀控制系统
传动机构
传动机构如图5所示
500mm,d=
781mm,a=26.33°~116.33°。由图4可知
sih?-
图3日本久保公司的阀门液控系统
1
sina
图3为日本久保公司生产的液控止回蝶阀各位置的活塞长度
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lo=
sinc
力矩的最大值。各项力矩计算如下
sin
大缸活塞行程
轴承摩擦力矩
大=Lo-l20=1096~566=530mr
S
M=Dapf
小缸活塞行程
动水力矩
S小=l20-l=566-400=166mm
=C?D3P
静水力矩
MM」
64
密封力矩
M; =2gf1bde
v(269p)2+1
轴封力矩
Jh
重锤力矩
重锤力矩为关阀的动力矩,要使阀门能顺
利关闭的必要条件是
Mo=G Rcos -15)M.-MR+M.
根掃前面的运算面迄重锤重力C
1500N,重锤囻转径R=1,89mn
Mo=2551.5cos(9-15°
图5传动机构
式中D一阀门通径
传动机构位登兄表1
4?一阌前后压差
门受力分析及力矩的计算
f-一轴承摩擦系数
作用在蝶板上的介质压力对蜾板的转动产
d一一阀轴直径
生影响。当介质压力作用在蝶板上时,阀轴与轴
C2-动水系数
套间产生正压力,使转动时轴与轴套之间产生
p-一密度,p=0.001kg/cm2
摩擦力矩M。由于介质从蝶板流过时并非均
q一密封比压,g=12kg/cmf
衡,因此产生一个对蝶板不均衡的力矩,这个力
f一密封面摩擦系数,f1=1
矩的大小,在阀门各开度下不同,其力矩方向通
b一一密封面宽度,b=4
常是使蝶板产生关闭的趋势。静水力矩是在阀
e-一一次偏心距,e=159
轴水平放置其一边无水时产生的。由于阀体密
d1ー一轴承直径,d1=17.5
f2一摩擦系数,f2=1
封圈与蝶板密封圖之间有相对摩擦,产生密封
h一密封长度,h=20
力矩。这些力矩当阙门在不同开度下不尽相同,
因此,在开阀和关阀时的力矩应取各角度下合
各开度下力矩计算结果见表2。
夜1传动机构位置参数
岡门开度()
0
40
Sin?
0.8660.9630.9980.9950.9680.9230.8660.7990.7210.637
r:(°)
12074.48684、1175.3867.436
6.1739,6
566
653
826
904
97610421096
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