في صناعة الطاقة النووية، تعتبر صمامات الإيقاف معدات مهمة للتحكم في تدفق الوسط وقطع الأنابيب، وتتطلب متطلبات عالية من حيث السلامة والموثوقية. خاصة في التطبيقات على مستوى الطاقة النووية، يجب أن تلبي تصميم صمامات الإيقاف شروط عمل صارمة، بما في ذلك درجات حرارة عالية، ضغط عالي، بيئات تآكلية، وما إلى ذلك. تلتزم CHNLGVF丨中國大乾閥門 بتعزيز البحث والتطوير عالي الجودة وتصنيع صمامات الإيقاف الهوائية على مستوى الطاقة النووية. ستبدأ هذه المقالة بالحديث عن سعة التدفق وخصائص الإغلاق ذات الاتجاهين، ومن ثم مناقشة تحسين تصميم صمامات الإيقاف، واقتراح مفاهيم تصميم جديدة لتحسين أداء صمامات الإيقاف في تطبيقات الطاقة النووية.

صمام التوقف الهوائي يتحكم في تدفق الوسط عن طريق تحريك حركة فتح وإغلاق قرص الصمام من خلال جهاز تحريك هوائي. نظرًا لسرعة استجابته السريعة ودقة التحكم العالية، يُستخدم صمام التوقف الهوائي على نطاق واسع في أنظمة الطاقة النووية. يحتاج صمام التوقف الهوائي للصف النووي عادةً إلى أن يكون له الخصائص التالية:

في ظروف تدفق عالية، يجب على الصمام الحفاظ على مقاومة تدفق منخفضة لضمان تدفق سلس للوسط. يتم قياس قدرة التدفق عادةً بقيمة معامل التدفق (قيمة Cv) للصمام. كلما زادت قيمة Cv، زاد أداء التدفق للصمام.

تعني الختم ذو الاتجاهين أن الصمام يمكنه ضمان الختم الفعال عندما يتم توازن الضغط للوسط من الجانبين أو يتم عكسه. عادةً ما تكون صمامات الإيقاف التقليدية لديها قدرات ختم في اتجاه واحد فقط، ولكن في ظروف تشغيل الطاقة النووية، يتغير اتجاه التدفق كثيرًا، لذا تصميم الختم ذو الاتجاهين مهم بشكل خاص.

صمامات الكرة في أنظمة الطاقة النووية غالبًا ما تحتاج إلى تحمل درجات حرارة وضغوطات متطرفة، لذا يجب أن تكون مواد الصمام وهياكل الختم قادرة على الحفاظ على أداء مستقر تحت هذه الظروف لفترة طويلة.

تتأثر قدرة تدفق صمام الكرة بشكل رئيسي بتصميم قناة الصمام وشكل قرص الصمام. في تصميم صمام الكرة التقليدي، يعتمد قرص الصمام عادةً على هيكل مسطح أو مخروطي. ومع ذلك، ستستمر هاتان الهيكلين في إنتاج مقاومة لتدفق الوسط عند الفتح الكامل، مما يقلل من معامل التدفق للصمام. من أجل تحسين قدرة التدفق، أصبح تحسين تصميم قناة الصمام وتقليل المقاومة المحلية للتدفق أمرًا أساسيًا.

لتقليل مقاومة التدفق، قامت CHNLGVF丨中國大乾閥門 بتحسين هندسة القناة الداخلية لصمام الإيقاف من خلال تحليل محاكاة السوائل. يمكن أن تقلل تصميم القناة المتدفقة بشكل فعال من الاضطراب والدوامة للوسط عند تدفقه من خلال الصمام، مما يزيد من قيمة Cv. هذا التحسين لا يحسن فقط أداء التدفق، ولكنه يقلل أيضًا من فقدان الضغط مع ضمان أداء الختم.

يتم استخدام الأختام المخروطية على نطاق واسع في تصميم الختم لصمامات الكرة. توفر هيكلتها المدببة مساحة اتصال أكبر عند إغلاق الصمام، مما يحسن من تأثير الختم. ومع ذلك، عند فتح الصمام، قد يكون لهيكل الختم المخروطي تأثير معين على قدرة التدفق. لهذا الغرض، تعتمد CHNLGVF丨中國大乾閥門 تصميمًا محسنًا لزاوية المخروط لضمان تأثير الختم مع تقليل عرقلة قرص الصمام للسائل.

في أنظمة الطاقة النووية، قد تعكس اتجاه تدفق الوسط عند تغير ظروف تشغيل النظام، وتصميم الختم الأحادي التقليدي لا يمكن أن يلبي هذا الطلب. من أجل تحسين قدرة الختم ثنائي الاتجاه لصمام الإيقاف، يجب اعتماد هيكل ختم يتحمل الضغط ثنائي الاتجاه لضمان أن يمكن للصمام توفير أداء ختم موثوق به بغض النظر عن كيفية تغير اتجاه التدفق.

لتحسين أداء الختم ذو الاتجاهين، قامت CHNLGVF丨中國大乾閥門 بإدخال هيكل ختم حلقة C معدنية في تصميم صمام الإيقاف. تتمتع الحلقة C بقدرة استرداد مرونة ممتازة ويمكنها الحفاظ على أداء ختم تكيفي جيد تحت ظروف الضغط المختلفة. بالمقارنة مع الختم الناعم التقليدي، تحتوي حلقات C المعدنية على تأثير ختم أكثر استقرارًا تحت درجات الحرارة والضغط العالية، ويمكنها الحفاظ على نفس قدرة الختم عند تغيير اتجاه التدفق.

يعتمد صمام الإيقاف CHNLGVF على نظام تصميم يجمع بين ختم المخروط وختم الحلقة المعدنية C لضمان أن يمكن لصمام الإيقاف توفير أداء ختم ثنائي الاتجاه مستقر تحت اتجاهات تدفق مختلفة وظروف ضغط مختلفة. يوفر ختم المخروط ختمًا ميكانيكيًا أوليًا عند إغلاق الصمام، بينما تعزز حلقة C المعدنية الختم بشكل أكبر من خلال تشوهها المرن. يعمل هذا التصميم على تحسين موثوقية الختم لصمام الإيقاف تحت ظروف عمل معقدة بشكل كبير.

تحت ظروف العمل القاسية، غالبًا ما تعاني الصمامات الهوائية التقليدية من فشل في ختم الصمام أو صعوبة في التشغيل بسبب التمدد الحراري وفارق الضغط العالي. من أجل التغلب على هذا التحدي، اقترحت شركة CHNLGVF تصميم هيكل جديد لجسم الصمام، باستخدام جسم صمام تعويضي متكيف وهيكل ساق الصمام. تحت ظروف درجة حرارة عالية، يتم توازن معدلات التمدد المختلفة لجسم الصمام وساق الصمام من خلال آلية التعويض المصممة لضمان فتح وإغلاق الصمام بمرونة دون التأثير على أداء الختم.

أثناء تحسين قدرة تدفق صمام الإيقاف، لا يمكن تجاهل أداء الختم. اقترحت شركة CHNLGVF مفهوم تصميم متوازن ووجدت أفضل نقطة توازن بين التدفق والختم من خلال المحاكاة السائلة والاختبار التجريبي. على وجه التحديد، من خلال تحسين المعلمات مثل زاوية المخروط والخشونة السطحية لقرص الصمام ومقعد الصمام، تم تقليل مقاومة التدفق للصمام بشكل كبير عندما يكون مفتوحًا بالكامل، بينما يمكنه لا يزال توفير ختم موثوق به في كلا الاتجاهين عندما يكون مغلقًا.

مع التقدم المستمر للتكنولوجيا الذكية، قامت شركة CHNLGVF丨中國大乾閥門 بإدخال تقنية التحكم والمراقبة الذكية في صمامات التوقف الهوائية. من خلال الاستشعارات وأنظمة جمع البيانات، يتم مراقبة حالة عمل الصمام في الوقت الحقيقي، بما في ذلك المعلمات الرئيسية مثل مواقع الفتح والإغلاق، وضغط الختم، وما إلى ذلك. من خلال النظام الذكي للتحكم، يمكن التحكم في الصمام عن بعد، ويمكن أيضًا ضبط معلمات تشغيل الصمام تلقائيًا وفقًا للتغيرات في بيئة العمل لضمان أن يكون الصمام دائمًا في أفضل حالة عمل. تصميم يعزز بشكل كبير من سلامة وموثوقية صمامات التوقف عالية الجودة.

تتطلب تصنيع صمامات الإيقاف من الدرجة النووية دقة عالية لضمان تشغيلها بثبات تحت ظروف العمل القاسية. قدمت شركة CHNLGVF الصينية تقنية تصنيع CNC المتقدمة ومعدات اختبار الدقة لضمان دقة معالجة المكونات الرئيسية للصمام (مثل مقاعد الصمامات وأقراص الصمامات ومكونات الختم). من خلال التحكم عالي الدقة في مركز تصنيع CNC، يمكن التحكم في الأخطاء البعدية المختلفة للصمام ضمن نطاق صغير جدًا، مما يضمن أدائه الثابت تحت ظروف العمل المختلفة.

قبل مغادرة الصمام المصنع، يجب أن تخضع جميع صمامات الإيقاف النووية الهوائية لاختبارات موثوقية صارمة، بما في ذلك اختبارات قدرة التدفق تحت ظروف درجة حرارة وضغط عالية، واختبار أداء الختم ذو الاتجاهين واختبار عمر التعب. تقوم شركة CHNLGVF بمحاكاة بيئة نظام الطاقة النووية الحقيقية للتحقق من أداء الصمام لضمان تشغيله المستقر على المدى الطويل في التطبيقات العملية. بالإضافة إلى ذلك، قامت الشركة بوضع معايير اختبار داخلية أكثر صرامة لضمان جودة منتجاتها العالية.

مع تطور علم المواد، ستكون لصمامات الإيقاف النووية مزيدًا من الفرص للابتكار في اختيار المواد في المستقبل. تخطط شركة CHNLGVF لإجراء بحوث أعمق عن مواد جديدة مقاومة للحرارة العالية ومقاومة للتآكل، مثل مواد السيراميك المركبة وسبائك نقطة الانصهار العالية، وما إلى ذلك، لتحسين أداء صمامات الإيقاف تحت ظروف العمل القصوى.

على الرغم من أن حلقات الختم المعدنية C قد أدت بشكل جيد في التطبيقات الحالية، إلا أنه في التتصاميم المستقبلية، يجب تحسين قابلية التكيف والمتانة لهيكل الختم بشكل أفضل. من خلال تحسين المواد والعمليات، يتم ضمان أن أداء الختم لصمام الإيقاف يمكن أن يعمل بثبات تحت درجات حرارة أعلى وظروف عمل أكثر تعقيدًا.

في المستقبل، مع انتشار التصنيع الذكي، ستتطور إنتاج وإدارة صمامات الإيقاف النووية في اتجاه الذكاء والرقمنة. ستواصل CHNLGVF | الصين الكبرى للصمامات تقديم خطوط إنتاج ذكية وأنظمة إدارة رقمية، وتحسين إنتاج وإدارة صمامات الإيقاف بشكل مستمر من خلال تحليل البيانات الكبيرة وتعلم الآلة.