In der Kernenergieindustrie sind Absperrventile wichtige Geräte zur Steuerung des Medienflusses und zum Absperren von Rohrleitungen und haben hohe Sicherheits- und Zuverlässigkeitsanforderungen. Insbesondere bei nuklearen Anwendungen muss das Design von Absperrventilen strenge Arbeitsbedingungen erfüllen, einschließlich hoher Temperaturen, hoher Drücke, korrosiver Umgebungen usw. CHNLGVF | 中国大乾阀门 engagiert sich für die Förderung der hochwertigen Forschung und Entwicklung sowie Herstellung von nuklearen pneumatischen Absperrventilen. Dieser Artikel wird mit der Durchflusskapazität und den zweifachen Dichtungseigenschaften beginnen, die Designoptimierung von Absperrventilen diskutieren und neue Designkonzepte vorschlagen, um die Leistung von Kugelhähnen in Kernkraftwerken zu verbessern.

Pneumatisches Absperrventil steuert den Medienfluss, indem es die Öffnungs- und Schließbewegung der Ventilscheibe durch einen pneumatischen Stellantrieb antreibt. Aufgrund seiner schnellen Reaktionsgeschwindigkeit und hohen Regelgenauigkeit werden pneumatische Absperrventile weit verbreitet in Kernkraftsystemen eingesetzt. Kernkraftwerks-Pneumatik-Absperrventile müssen in der Regel folgende Merkmale aufweisen:

Unter Bedingungen mit hohem Durchfluss muss das Ventil einen niedrigen Strömungswiderstand aufrechterhalten, um einen reibungslosen Durchfluss des Mediums zu gewährleisten. Die Durchflusskapazität wird in der Regel durch den Durchflusskoeffizienten (Cv-Wert) des Ventils gemessen. Je höher der Cv-Wert, desto besser ist die Durchflussleistung des Ventils.

Bidirektionale Abdichtung bedeutet, dass das Ventil auch bei ausgeglichenem oder umgekehrtem Druck des Mediums auf beiden Seiten eine wirksame Abdichtung gewährleisten kann. Traditionelle Absperrventile haben in der Regel nur einseitige Abdichtungsfähigkeiten, aber unter den Betriebsbedingungen in der Kernenergie ändert sich oft die Flussrichtung, daher ist ein Zweiwege-Dichtungsdesign besonders wichtig.

Globusventile in Kernkraftwerksystemen müssen oft extremen Temperaturen und Drücken standhalten, daher müssen die Ventilmaterialien und Dichtungsstrukturen in der Lage sein, unter diesen Bedingungen lange Zeit eine stabile Leistung aufrechtzuerhalten.

Der Durchfluss einer Absperrklappe wird hauptsächlich durch die Gestaltung des Ventilkanales und die Form der Ventilscheibe beeinflusst. In der traditionellen Gestaltung einer Absperrklappe wird die Ventilscheibe in der Regel flach oder konisch ausgeführt. Diese beiden Strukturen erzeugen jedoch auch bei vollständig geöffneter Stellung einen Widerstand gegen den Mediumfluss, was den Durchflusskoeffizienten der Klappe verringert. Um die Durchflusskapazität zu verbessern, sind die Optimierung der Ventilkanales und die Reduzierung des lokalen Strömungswiderstands entscheidend geworden.

Um den Strömungswiderstand zu reduzieren, hat CHNLGVF die Geometrie des internen Kanals des Absperrventils durch eine Fluidmechanik-Simulationsoptimierung optimiert. Das stromlinienförmige Kanaldesign kann effektiv die Turbulenzen und Wirbel des Mediums beim Durchfließen des Ventils reduzieren und somit den Cv-Wert erhöhen. Diese Optimierung verbessert nicht nur die Durchflussleistung, sondern reduziert auch den Druckverlust und gewährleistet gleichzeitig die Dichtleistung.

Kegeldichtungen werden häufig in der Dichtungskonstruktion von Absperrschiebern verwendet. Ihre konische Struktur bietet eine größere Kontaktfläche, wenn das Ventil geschlossen ist, wodurch die Dichtwirkung verbessert wird. Wenn das Ventil jedoch geöffnet ist, kann die Kegeldichtungsstruktur die Durchflusskapazität beeinträchtigen. Zu diesem Zweck verwendet CHNLGVF丨中國大乾閥門 ein optimiertes Design des Kegelwinkels, um die Dichtwirkung zu gewährleisten und gleichzeitig die Behinderung der Ventilscheibe für das Fluid zu minimieren.

In Kernkraftsystemen kann sich die Flussrichtung des Mediums ändern, wenn sich die Betriebsbedingungen des Systems ändern, und das traditionelle Einweg-Dichtungsdesign kann dieser Anforderung nicht gerecht werden. Um die bidirektionale Dichtfähigkeit des Absperrventils zu verbessern, muss eine Dichtungsstruktur mit bidirektionaler Drucktragfähigkeit angenommen werden, um sicherzustellen, dass das Ventil eine zuverlässige Dichtleistung bieten kann, unabhängig davon, wie sich die Flussrichtung ändert.

Um die Zwei-Wege-Dichtleistung zu verbessern, hat CHNLGVF丨中國大乾閥門 eine metallische C-Ring-Dichtungsstruktur in das Design des Absperrventils eingeführt. Der C-Ring verfügt über eine ausgezeichnete elastische Erholungsfähigkeit und kann unter verschiedenen Druckbedingungen eine gute adaptive Dichtleistung aufrechterhalten. Im Vergleich zu traditionellen Weichdichtungen haben metallische C-Ringe eine stabilere Dichtwirkung bei hohen Temperaturen und Drücken und können die gleiche Dichtfähigkeit aufrechterhalten, wenn sich die Durchflussrichtung ändert.

CHNLGVF丨中國大乾閥門采用了将锥形密封和金属C形环密封结合的设计方案，以确保止回阀在不同流向和不同压力条件下能够提供稳定的双向密封性能。锥形密封在阀门关闭时提供初步的机械密封，而金属C形环通过其弹性变形进一步增强密封效果。这种设计显著提高了止回阀在复杂工况下的密封可靠性。

Unter extremen Arbeitsbedingungen leiden herkömmliche pneumatische Absperrventile oft unter Undichtigkeiten oder Schwierigkeiten bei der Bedienung aufgrund von thermischer Ausdehnung und hohem Druckunterschied. Um dieser Herausforderung zu begegnen, schlug CHNLGVF丨中國大乾閥門 ein neues Ventilgehäuse-Strukturdesign vor, das eine adaptive Kompensationsventilgehäuse- und Ventilschaftstruktur verwendet. Unter hohen Temperaturen werden die unterschiedlichen Ausdehnungsraten des Ventilgehäuses und des Ventilschafts durch den konstruierten Kompensationsmechanismus ausgeglichen, um sicherzustellen, dass das Ventil flexibel geöffnet und geschlossen werden kann, ohne die Dichtleistung zu beeinträchtigen.

Bei der Verbesserung der Durchflusskapazität des Absperrventils darf die Dichtleistung nicht vernachlässigt werden. CHNLGVF hat ein ausgewogenes Designkonzept vorgeschlagen und den besten Balancepunkt zwischen Durchfluss und Abdichtung durch Fluidsimulation und experimentelle Tests gefunden. Insbesondere durch die Optimierung von Parametern wie dem Kegelwinkel und der Oberflächenrauheit der Ventilscheibe und des Ventilsitzes wird der Strömungswiderstand des Ventils beim vollständigen Öffnen erheblich reduziert, während es beim Schließen immer noch eine zuverlässige beidseitige Abdichtung bieten kann.

Mit dem kontinuierlichen Fortschritt der intelligenten Technologie hat CHNLGVF丨中國大乾閥門 auch intelligente Steuerungs- und Überwachungstechnologien in pneumatische Absperrventile eingeführt. Durch Sensoren und Datenerfassungssysteme wird der Arbeitszustand des Ventils in Echtzeit überwacht, einschließlich wichtiger Parameter wie Öffnungs- und Schließpositionen, Dichtungsdruck usw. Durch das intelligente Steuersystem kann das Ventil nicht nur ferngesteuert werden, sondern die Betriebsparameter des Ventils können auch automatisch an Veränderungen in der Arbeitsumgebung angepasst werden, um sicherzustellen, dass das Ventil immer in bestem Arbeitszustand ist. Dieses Design verbessert erheblich die Sicherheit und Zuverlässigkeit von nuklearen Absperrventilen.

Die Herstellung von nuklearen Absperrventilen erfordert äußerst hohe Präzision, um ihren stabilen Betrieb unter extremen Arbeitsbedingungen zu gewährleisten. CHNLGVF | 中國大乾閥門 hat fortschrittliche CNC-Bearbeitungstechnologie und Präzisionsprüfgeräte eingeführt, um die Verarbeitungsgenauigkeit der Schlüsselkomponenten des Ventils (wie Ventilsitze, Ventilscheiben und Dichtungskomponenten) zu gewährleisten. Durch die hochpräzise Steuerung des CNC-Bearbeitungszentrums können die verschiedenen dimensionsbezogenen Fehler des Ventils innerhalb eines sehr kleinen Bereichs kontrolliert werden, was seine stabile Leistung unter verschiedenen Arbeitsbedingungen gewährleistet.

Vor dem Verlassen des Werks müssen alle nuklearen pneumatischen Absperrventile strenge Zuverlässigkeitstests durchlaufen, einschließlich Durchflusskapazitätstests unter hohen Temperatur- und Hochdruckbedingungen, Zwei-Wege-Dichtungsleistungstests und Ermüdungslebensdauertests. CHNLGVF | 中國大乾閥門 simuliert die reale Umgebung des nuklearen Energiesystems, um die Leistung des Ventils zu überprüfen und einen langfristig stabilen Betrieb in praktischen Anwendungen zu gewährleisten. Darüber hinaus hat das Unternehmen strengere interne Teststandards festgelegt, um die hohe Qualität seiner Produkte weiter zu gewährleisten.

Mit der Entwicklung der Materialwissenschaft werden nukleare pneumatische Absperrventile in Zukunft mehr Raum für Innovationen bei der Materialauswahl haben. CHNLGVF plant, neue hochtemperaturbeständige und korrosionsbeständige Materialien wie keramische Verbundwerkstoffe, Legierungen mit hohem Schmelzpunkt usw. weiter zu erforschen, um die Leistung der Absperrventile unter extremen Arbeitsbedingungen zu verbessern.

Obwohl Metall-C-Ring-Dichtungen in aktuellen Anwendungen gut funktioniert haben, müssen in zukünftigen Konstruktionen die Anpassungsfähigkeit und Haltbarkeit der Dichtungsstruktur weiter verbessert werden. Durch die Verbesserung von Materialien und Prozessen wird sichergestellt, dass die Dichtleistung des Absperrventils unter höheren Temperaturen und komplexeren Arbeitsbedingungen stabil betrieben werden kann.

In Zukunft wird mit der Verbreitung der intelligenten Fertigung die Produktion und Verwaltung von nuklearen pneumatischen Absperrventilen weiterhin in Richtung Intelligenz und Digitalisierung entwickeln. CHNLGVF丨中國大乾閥門 wird weiterhin intelligente Produktionslinien und digitale Managementsysteme einführen und die Produktion und Verwaltung von Absperrventilen kontinuierlich durch Big-Data-Analyse und maschinelles Lernen optimieren.