介紹了核電廠核級升降式止回閥的結(jié)構(gòu)，分析了導(dǎo)致CV 值偏小和不穩(wěn)定的原因。對閥門原有的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，并對改進(jìn)后的閥門進(jìn)行了流量試驗(yàn)驗(yàn)證。

1、概述

　　在核電安全注入系統(tǒng)( RIS) 中，核級小口徑升降式止回閥( 以下簡稱止回閥) 是一種使用較為廣泛的閥門，用來防止介質(zhì)倒流。在核電廠供貨的止回閥中有部分出現(xiàn)了CV值嚴(yán)重偏低的問題，并伴隨振動(dòng)和噪聲的異常現(xiàn)象，解體檢查發(fā)現(xiàn)閥門存在閥瓣未能完全開啟甚至卡塞的現(xiàn)象。止回閥是指依靠介質(zhì)本身流動(dòng)而自動(dòng)開、閉閥瓣的閥門。閥門的CV值是衡量閥門流通能力的指標(biāo)，CV值越大說明流體流過閥門時(shí)的壓力損失越小。因閥門CV值偏低，能導(dǎo)致系統(tǒng)流動(dòng)阻力大，影響泵的性能，使系統(tǒng)再循環(huán)流量不能滿足核電廠系統(tǒng)要求，需要對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和改進(jìn)。

2、分析

　　2.1、動(dòng)作特性

　　止回閥一般是由閥體、閥蓋和閥瓣等組成。閥座密封面是由閥體堆焊硬質(zhì)合金后加工而成，閥瓣密封面采用錐型環(huán)面密封，由本體堆焊硬質(zhì)合金加工而成。閥瓣以閥體中腔孔作為導(dǎo)向，沿著中心線上下滑動(dòng)。當(dāng)介質(zhì)順流時(shí)，閥瓣靠介質(zhì)推力開啟。當(dāng)介質(zhì)反方向流動(dòng)時(shí)，由介質(zhì)壓力和閥瓣的自重使閥瓣作用于閥座上，阻止介質(zhì)出現(xiàn)逆流現(xiàn)象( 圖1) 。

(a) 閥瓣由閥體導(dǎo)向(b) 閥瓣由閥蓋導(dǎo)向

圖1 升降式止回閥

3、改進(jìn)

　　針對上述分析的幾個(gè)方面的原因，對止回閥的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)( 圖1b) 。

　　(1) 擴(kuò)大閥體中腔

　　閥瓣以閥蓋內(nèi)孔作為導(dǎo)向面，該結(jié)構(gòu)減輕了閥瓣自重，使閥瓣導(dǎo)向長度L 與閥蓋導(dǎo)向孔直徑D'的比值L /D'在1. 2 ～ 1. 5 之間。減小閥瓣開啟高度，閥瓣在完全開啟狀態(tài)下中腔的環(huán)形面積均大于流道截面積，降低介質(zhì)在閥體中的流動(dòng)損失。閥門結(jié)構(gòu)改進(jìn)前后的數(shù)據(jù)對比見表4。

表4 DN50 - Class1 500 止回閥改進(jìn)前后的數(shù)據(jù)對比

　　(2) 控制閥瓣導(dǎo)向配合間隙在滿足溫度變化要求的前提下，盡量減小配合間隙以此提升CV值。

　　(3) 提高閥門內(nèi)腔光潔度閥門內(nèi)表面粗糙度Ra值控制在3. 2 ～ 6. 3μm之間，取其下限效果較好。

4、試驗(yàn)

　　對結(jié)構(gòu)改進(jìn)后的止回閥，重新進(jìn)行了流量系數(shù)試驗(yàn)得出下列一組數(shù)據(jù)( 表5) 。

表5 結(jié)構(gòu)改進(jìn)后的DN50 - Class1 500止回閥流量系數(shù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)

5、結(jié)語

　　止回閥結(jié)構(gòu)改進(jìn)后，其CV值試驗(yàn)結(jié)果有了大幅提高。另外，應(yīng)控制閥蓋導(dǎo)向、閥蓋與閥瓣配合間隙及提高零件配合面的粗糙度和增加閥瓣與導(dǎo)向件之間配合面的同軸度、同柱度等形位公差控制要求，使其在滿足溫度變化要求的前提下，盡量減小配合間隙，以保證閥門CV值的穩(wěn)定。對止回閥流量系數(shù)測試數(shù)據(jù)分析的過程和結(jié)論，為閥門的設(shè)計(jì)、制造以及系列化和軟件模擬計(jì)算奠定了基礎(chǔ)。