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CHNLGVF丨중국 대건양무역의 핵급 공기식 중지 밸브의 유량 및 양방향 밀봉 특성에 대한 연구
2024.10.04
소개
핵 전력 산업에서 정지 밸브는 미디어 흐름을 제어하고 파이프 라인을 차단하는 데 중요한 장비로 안전 및 신뢰성 요구 사항이 높습니다. 특히 핵 수준의 응용 분야에서는 정지 밸브의 설계가 고온, 고압, 부식 환경 등과 같은 엄격한 작업 조건을 충족해야 합니다. GHNLGVF | 중국 다강양 무역은 핵급 공기식 정지 밸브의 고품질 R&D 및 제조를 촉진하기 위해 노력하고 있습니다. 이 기사는 유량 및 양방향 밀봉 특성부터 시작하여 정지 밸브의 설계 최적화를 논의하고, 응용 분야에서 핵 전력 구현을 개선하기 위한 새로운 설계 개념을 제안합니다.
핵급 공기식 정지 밸브 개요
풍압 정지 밸브는 풍압 액추에이터를 통해 밸브 디스크의 개폐 운동을 구동하여 미디어의 유량을 제어합니다. 빠른 응답 속도와 높은 제어 정확도를 갖기 때문에, 풍압 정지 밸브는 원자력 시스템에서 널리 사용됩니다. 원자력 등급의 풍압 정지 밸브는 일반적으로 다음 특성을 가져야 합니다.
고 순환 용량
고유량 조건에서 밸브는 매체의 원활한 유동을 보장하기 위해 낮은 유동 저항을 유지해야 합니다. 유량 용량은 일반적으로 밸브의 유량 계수(Cv 값)로 측정됩니다. Cv 값이 높을수록 밸브의 유동 성능이 더 좋습니다.
1.2 양방향 밀봉 특성
양방향 밀봉은 밸브가 양쪽의 압력이 균형을 이루거나 역전될 때에도 효과적인 밀봉을 보장할 수 있는 것을 의미합니다. 전통적인 정지 밸브는 일방향 밀봉 능력만을 갖고 있지만, 원자력 발전 운전 조건에서는 유동 방향이 자주 변경되므로 양방향 밀봉 설계가 특히 중요합니다.
고온 및 고압 저항력
핵 전력 시스템에서의 구형 밸브는 종종 극한 온도와 압력을 견딜 수 있어야 하므로, 밸브 소재와 밀봉 구조는 장기간 이러한 조건 하에서 안정한 성능을 유지할 수 있어야 합니다.
순환 용량 분석 및 최적화
2.1 정지 밸브 유량에 영향을 미치는 요인
구형 밸브의 유량 용량은 주로 밸브 채널의 설계와 밸브 디스크의 형태에 영향을 받습니다. 전통적인 구형 밸브 설계에서 밸브 디스크는 일반적으로 평평하거나 원뿔 모양의 구조를 취합니다. 그러나 이 두 구조는 완전히 열릴 때 여전히 매체의 유동에 저항을 일으켜 밸브의 유량 계수를 감소시킵니다. 유량 용량을 향상시키기 위해 밸브 채널 설계를 최적화하고 지역 유동 저항을 줄이는 것이 중요해졌습니다.
2.2 간소화된 채널 디자인
흐름 저항을 줄이기 위해, 중국 다강양 거래는 유체 역학 시뮬레이션 분석을 통해 정지 밸브의 내부 채널의 기하학을 최적화했습니다. 유선형 채널 디자인은 밸브를 통과할 때 매체의 난류와 소용돌이를 효과적으로 줄일 수 있어 Cv 값을 증가시킵니다. 이 최적화는 유량 성능을 향상시키는데 그치지 않고 밀봉 성능을 보장하면서 압력 손실을 줄입니다.
원뿔 씰과 유량 성능 간의 관계
원뿔형 씰은 글로브 밸브의 밀봉 설계에 널리 사용됩니다. 그 원뿔형 구조는 밸브가 닫힐 때 더 큰 접촉 면적을 제공하여 밀봉 효과를 향상시킵니다. 그러나 밸브가 열릴 때는, 원뿔형 씰 구조가 유량에 일정한 영향을 미칠 수 있습니다. 이를 위해 GHNLGVF는 원뿔 각도의 최적화된 설계를 채택하여 밀봉 효과를 보장하면서도 밸브 디스크가 유체에 대한 방해를 최소화합니다.
양방향 밀봉 특성 분석
2방향 밀봉을 위한 디자인 요구 사항
핵 전력 시스템에서는 시스템 운전 조건이 변화함에 따라 매체 유동의 방향이 반전될 수 있으며, 기존의 일방향 밀봉 설계는 이 요구를 충족시킬 수 없다. 정지 밸브의 양방향 밀봉 능력을 향상시키기 위해, 양방향 압력 지지 능력을 갖춘 밀봉 구조를 채택해야 하며, 유동 방향이 어떻게 변하든 밸브가 신뢰할 수 있는 밀봉 성능을 제공할 수 있도록 보장해야 한다.
금속 C 링 씰의 응용 3.2
두 방향 밀봉 성능을 향상시키기 위해 GHNLGVF는 정지 밸브의 설계에 금속 C 링 밀봉 구조를 도입했습니다. C 링은 우수한 탄성 회복 능력을 갖추고 다양한 압력 조건 하에서 좋은 적응형 밀봉 성능을 유지할 수 있습니다. 전통적인 소프트 밀봉과 비교했을 때, 금속 C 링은 고온 및 고압에서 더 안정적인 밀봉 효과를 갖고 있으며 유동 방향이 변경될 때도 동일한 밀봉 능력을 유지할 수 있습니다.
원뿔 씰과 금속 C 링의 조합 3.3
GHNLGVF는 원뿔 씰과 금속 C 링 씰을 결합한 디자인 스키마를 채택하여, 정지 밸브가 다양한 유량 방향 및 다양한 압력 조건 하에서 안정한 양방향 밀봉 성능을 제공할 수 있도록 합니다. 원뿔 씰은 밸브가 닫힐 때 초기 기계적 밀봉을 제공하며, 금속 C 링은 탄성 변형을 통해 밀봉 효과를 더욱 향상시킵니다. 이 디자인은 복잡한 작업 조건 하에서 정지 밸브의 밀봉 신뢰성을 크게 향상시킵니다.
새로운 디자인 개념과 기술적 개선 사항
4.1 밸브 본체 구조 최적화
극한 작업 조건에서, 기존의 공압 정지 밸브는 열팽창 및 고압차로 인한 밸브 밀봉 고장 또는 작동 어려움으로 인해 종종 문제가 발생합니다. 이에 대응하기 위해 GHNLGVF는 새로운 밸브 본체 구조 설계를 제안했습니다. 적응 보상 밸브 본체 및 밸브 줄기 구조를 사용합니다. 고온 조건에서, 밸브 본체와 밸브 줄기의 서로 다른 팽창 속도를 설계된 보상 메커니즘을 통해 균형을 맞춰 밸브가 밀봉 성능에 영향을 미치지 않고 유연하게 열고 닫힐 수 있도록 합니다.
4.2 순환 및 밀봉의 균형 잡힌 디자인
흐름 용량을 향상시키는 동안 밀봉 성능을 무시할 수 없습니다. GHNLGVF는 균형 잡힌 설계 개념을 제안하고 유체 시뮬레이션 및 실험 테스트를 통해 흐름과 밀봉 사이의 최적 균형점을 찾았습니다. 구체적으로, 밸브 디스크와 밸브 시트의 원뿔 각도 및 표면 거칠기와 같은 매개 변수를 최적화함으로써 밸브가 완전히 열릴 때 밸브의 흐름 저항이 크게 감소하고, 닫힐 때 신뢰할 수 있는 양방향 밀봉을 제공할 수 있습니다.
4.3 지능형 제어 및 모니터링
지능 기술의 지속적인 발전과 함께, GHNLGVF는 공압 정지 밸브에도 지능형 제어 및 모니터링 기술을 도입했습니다. 센서와 데이터 획득 시스템을 통해 밸브의 작동 상태가 실시간으로 모니터링되며, 개폐 위치, 밀봉 압력 등과 같은 주요 매개변수가 포함됩니다. 지능형 제어 시스템을 통해 밸브를 원격으로 제어할 뿐만 아니라, 작업 환경의 변화에 따라 밸브의 운전 매개변수를 자동으로 조절하여 밸브가 항상 최적의 작동 상태에 있도록 보장합니다. 이 설계는 원자력 등급 정지 밸브의 안전성과 신뢰성을 크게 향상시킵니다.
제조 및 시험 관행
5.1 고정밀 제조 기술
핵급 정지 밸브의 제조에는 극도로 높은 정밀도가 필요하며 극한 작업 조건 하에서 안정적인 작동을 보장해야 합니다. GHNLGVF는 고급 CNC 가공 기술과 정밀 시험 장비를 도입하여 밸브의 핵심 구성 요소(밸브 시트, 밸브 디스크 및 밀폐 구성 요소)의 가공 정확도를 보장합니다. CNC 가공 센터의 고정밀 제어를 통해 밸브의 다양한 치수 오차를 매우 작은 범위 내로 제어하여 다양한 작업 조건 하에서 안정한 성능을 보장합니다.
신뢰성 테스트 및 확인
공장을 떠나기 전에 모든 원자력급 공기식 정지 밸브는 엄격한 신뢰성 테스트를 거쳐야 합니다. 이는 고온 및 고압 조건에서의 유량 용량 테스트, 양방향 밀봉 성능 테스트 및 피로 수명 테스트를 포함합니다. GHNLGVF는 실제 원자력 발전 시스템 환경을 시뮬레이션하여 밸브의 성능을 확인하여 실제 응용에서의 장기 안정적인 운영을 보장합니다. 또한, 회사는 제품의 고품질을 더욱 확보하기 위해 보다 엄격한 내부 테스트 기준을 수립했습니다.
미래 전망 및 기술 발전 방향
새로운 재료의 응용
소재 과학의 발전과 함께, 원자력 등급의 공기 압축식 정지 밸브는 미래에 소재 선택에서 더 많은 혁신 공간을 갖게 될 것입니다. GHNLGVF는 신규 고온 내식 및 내부식 소재인 세라믹 행렬 복합 소재, 고녹는점 합금 등을 연구하여 극한 작업 조건 하에서 정지 밸브의 성능을 향상시키기 위해 노력할 계획입니다.
6.2 밀봉 기술의 지속적인 개선
비록 금속 C 링 씰이 현재 응용 분야에서 잘 작동했지만, 미래 설계에서는 씰 구조의 적응성과 내구성을 더 개선해야 합니다. 재료와 공정의 개선을 통해, 정지 밸브의 밀봉 성능이 더 높은 온도와 더 복잡한 작업 조건 하에서 안정적으로 작동할 수 있도록 보장됩니다.
6.3 지능적이고 디지털 관리
미래에는 지능형 제조의 보급으로 인해, 원자력 등급의 공압 정지 밸브의 생산 및 관리가 지능화 및 디지털화 방향으로 더 발전할 것입니다. GHNLGVF는 계속해서 지능형 생산 라인과 디지털 관리 시스템을 도입하고, 빅데이터 분석과 기계 학습을 통해 정지 밸브의 생산 및 관리를 지속적으로 최적화할 것입니다.
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