过程装备与控制工程概论论文

南京工程学院

过程装备控制工程概论论文

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安全阀的原理和作用：核电安全阀 南京工程学院 过程装备121 2011212XX XXXXXXX 2015 年 04月 03日

：目 录

一、安全阀的研究背景

二、安全阀的分类、基本的性能要求

三、核电安全阀的结构及原理

四、安全阀的研究方向举例

五、结论与展望

六、参考文献

安全阀的原理和作用：核电安全阀

摘要

安全阀是核电站中重要的安全设备之一，最广泛的用途是系统超压时，泄掉多余的介质，保证设备安全，待压力降到规定值时，自动关闭并阻止介质的进一步流失。其在核电站中的典型代表是稳压器上的安全阀组和主蒸汽系统上的安全阀组。安全阀在结构上可分为弹簧式安全阀和先导式安全阀。

这里主要以两种主蒸汽安全阀为例来介绍核电用安全阀的一般结构和工作原理，简单介绍一回路稳压器上安全阀组的结构和工作情况。然后介绍有关核电安全阀的研究方向和发展趋势，简单列举了当今科技人员的研究成果和案例，包括神经网络技术在安全阀故障诊断上的应用，模块化和参数化设计方法用来提高安全阀设计的效率，通过结构改造和创新来提高安全阀的密封性，解决安全阀的颤振问题等等。

关键词：主蒸汽安全阀；稳压器安全阀 ；神经网络；模块化；参数化；颤震

一、研究背景

我国是电力消费大国。从表1中可以看出:2005-2010年用电量以每年10%以上的速率增长，截至2010年底，总装机容量为9.62亿千瓦，其中火电、水电和核电分别占73.7%, 22.2%和1.1%。这种电力结构不仅使电力行业过分依赖煤炭，而且加重环境负荷，不利于“环境友好型”社会建设。我国将在2020年实现非化石能源占一次性能源消费比重的15%。考虑到我国传统能源远未优质化的国情，合理开发利用新型优质能源是实现可持续发展的必要步骤。

上世纪50年代美国实验增殖堆1号(EBR-1)首次利用核能发电，开启了核能利用的新篇章。核电与火电相比，一年出力时间可达7000小时，是火电的1.2倍;每千瓦核电的成本比火电低20%;辐射量与火电粉煤灰中所带辐射相当。因此，核电正作为一种高效清洁能源悄然兴起。目前，在大部分欧美国家中，核电比例都在10%以上，比如美国核电比例占20%以上，法国核电比例更是超过了80%。根据“十二五”规划要求，我国核电发展规模计划将在2015年达到3900万千瓦，

占一次性能源比重提高到1.5%，这和国外核电占一次性能源的比重仍有很大差距。

1991年12月I5日并网发电的秦山核电站是我国第一座自主研发和建造的核电站。正在运行的一、二、三期工程的总装机容量为300万千万。我国目己建成并投入使用的核电机组共13台，年发电量为610亿千瓦时。它们主要位于广东、浙江和江苏。另外还有12座在建核电站。

安全是核电产业的生命线。核安全要从设备安全和管理监督两个方面入手。我国新引进的第三代核电安全技术(又称AP 1000)是由美国西屋公司在第二代核电安全技术基础上发展起来的。AP 1000采用非能动安全体系，紧急情况下，无需电源，只利用地球引力、物质重力便可驱动安全系统。我国在建的浙江三门核电站和山东海阳核电站将使用AP 1000技术。

安全阀作为系统控制和承压装置广泛应用于核电系统中，它在核电站中最广泛的用途是系统超压时，泄掉多余的介质，保证设备安全，待压力降到规定值时，自动关闭并阻止介质的进一步流失。据统计，一座有2套百万千瓦级的核电机组需要一回路安全阀有300多台，占一回路阀门总台数的2.5%。核电系统中介质大多处于高温高压状态(如:3500C, 15Mpa)。这类工况对安全阀的动作性能和排量性能提出了高于普通阀门的要求，所以对核电安全阀工作原理的研究和工作性能的分析是十分必要的。

二、安全阀的分类、基本的性能要求

2.1安全阀的分类

安全阀分类:按动作原理、动作特性、开启高度、阀瓣加载方式、有无背后平衡机构、气体排放方式等可分10余类。具体类型如表2.1所示。

表2.1 安全阀的分类

2.2安全阀的性能要求

(1)准确的开启

安全阀应该满足的最基本的要求就是能够准确的开启，工作介质的压力超过正常的设计操作压力而达到整定压力时，安个阀的密封关闭件应该能够非常准确的在既定整定压力下打开泄压。 (2)稳定的排放

安全阀开启到达规定的开高后，能平稳地维持在泄放状态，并能够非常顺利的使过量的流体介质排出。排放放过程中不能够有频跳、颤振及卡阻现象，并且具有比较合理的结构形式和良好的机械特性，这才称得上稳定的排放。

(3)及时的回座

当然只有开启和排放是不够的，及时的回座也是很重要的。当安全阀排放一定介质后，介质的压力会降低到一定值，此时阀瓣会下落与阀座密封面接触，重新达到关闭状态。

(4)可靠的密封

安全阀阀瓣的作用力是平衡的，我们应该保证安全阀在整定压力确定的情况下(即弹簧预紧力一定)具有良好的密封性能。

三、核电站中安全阀的结构，工作原理

安全阀在核电站中的主要代表是稳压器上的安全阀组和主蒸汽系统上的安全阀组如图3.1。

图3.1 核反应堆结构图

3.1核电站主蒸汽安全阀

主蒸汽安全阀安装在蒸汽发生器与主蒸汽快关隔离阀之间的管道上，用于主蒸汽管道及蒸汽发生器在瞬态或事故情况下的超压保护，防止蒸汽发生器与主蒸汽管线的压力超过设计限值，保证二回路压力边界的完整性。按照ASME标准及RCCM标准，主蒸汽安全阀的安全级别为核安全二级，属于为保证电站正常、安

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