W przemyśle energetyki jądrowej zawory zatrzymania są ważnymi urządzeniami do kontrolowania przepływu mediów i odcięcia rurociągów, a mają wysokie wymagania dotyczące bezpieczeństwa i niezawodności. W szczególności w zastosowaniach na poziomie jądrowym projektowanie zaworów zatrzymania musi spełniać rygorystyczne warunki pracy, w tym wysoką temperaturę, wysokie ciśnienie, środowiska korozyjne, itp. CHNLGVF丨中國大乾閥門 zobowiązuje się do promowania wysokiej jakości badań i rozwoju oraz produkcji zaworów zatrzymania pneumatycznego na poziomie jądrowym. Niniejszy artykuł rozpocznie się od przepustowości i charakterystyk uszczelniania dwukierunkowego, omówi optymalizację projektowania zaworów zatrzymania i zaproponuje nowe koncepcje projektowe w celu poprawy wydajności zaworu kulowego w energetyce jądrowej w zastosowaniach.

Zawór zatrzymujący pneumatyczny kontroluje przepływ mediów poprzez napędzanie ruchu otwierania i zamykania tarczy zaworu za pomocą napędu pneumatycznego. Ze względu na szybką reakcję i wysoką dokładność sterowania, zawory zatrzymujące pneumatyczne są szeroko stosowane w systemach energetyki jądrowej. Zawory zatrzymujące pneumatyczne klasy jądrowej zazwyczaj muszą mieć następujące cechy:

Przy wysokich warunkach przepływu zawór musi utrzymać niskie opory przepływu, aby zapewnić płynny przepływ medium. Pojemność przepływu jest zwykle mierzona wartością współczynnika przepływu (wartość Cv) zaworu. Im wyższa wartość Cv, tym lepsza wydajność przepływu zaworu.

Uszczelnienie dwukierunkowe oznacza, że zawór może zapewnić skuteczne uszczelnienie nawet wtedy, gdy ciśnienie medium po obu stronach jest zrównoważone lub odwrócone. Tradycyjne zawory zwrotne zazwyczaj posiadają tylko zdolności uszczelniania w jednym kierunku, ale w warunkach pracy elektrowni jądrowej kierunek przepływu często się zmienia, dlatego projekt dwukierunkowego uszczelnienia jest szczególnie ważny.

Zawory kulowe w systemach energetyki jądrowej często muszą wytrzymać ekstremalne temperatury i ciśnienia, dlatego materiały zaworów i struktury uszczelniające muszą być w stanie utrzymać stabilną wydajność w tych warunkach przez długi czas.

Pojemność przepływu zaworu kulowego jest głównie uzależniona od konstrukcji kanału zaworu i kształtu tarczy zaworu. W tradycyjnym projekcie zaworu kulowego tarcza zaworu zazwyczaj przyjmuje płaską lub stożkową strukturę. Jednak obie te struktury wciąż generują opór dla przepływu medium w pełni otwartym stanie, co zmniejsza współczynnik przepływu zaworu. Aby poprawić pojemność przepływu, optymalizacja projektu kanału zaworu i redukcja lokalnego oporu przepływu stały się kluczowe.

W celu zmniejszenia oporu przepływu, CHNLGVF丨中國大乾閥門 zoptymalizował geometrię wewnętrznego kanału zaworu zatrzymującego poprzez analizę symulacji mechaniki płynów. Zastosowany projekt kanału o kształcie aerodynamicznym skutecznie redukuje turbulencje i wirowanie medium przepływającego przez zawór, zwiększając wartość Cv. Ta optymalizacja nie tylko poprawia wydajność przepływu, ale także zmniejsza straty ciśnienia, jednocześnie zapewniając uszczelnienie.

Uszczelki stożkowe są szeroko stosowane w konstrukcji uszczelnienia zaworów kulowych. Ich stożkowa struktura zapewnia większą powierzchnię kontaktu podczas zamykania zaworu, poprawiając w ten sposób efekt uszczelnienia. Jednakże, gdy zawór jest otwarty, struktura uszczelki stożkowej może mieć pewien wpływ na przepustowość. W tym celu, CHNLGVF丨中國大乾閥門 przyjmuje zoptymalizowany kąt stożka, aby zapewnić efekt uszczelnienia, minimalizując jednocześnie przeszkodę tarczy zaworu dla płynu.

W systemach zasilania jądrowego kierunek przepływu medium może odwrócić się w miarę zmian warunków pracy systemu, a tradycyjny projekt uszczelnienia jednokierunkowego nie może sprostać temu wymaganiu. Aby poprawić zdolność dwukierunkowego uszczelniania zaworu zatrzymania, konieczne jest przyjęcie struktury uszczelnienia z dwukierunkową zdolnością do przenoszenia ciśnienia, aby zapewnić, że zawór może zapewnić niezawodną wydajność uszczelniania, niezależnie od zmiany kierunku przepływu.

W celu poprawy dwukierunkowej wydajności uszczelnienia, CHNLGVF丨中國大乾閥門 wprowadził metalową strukturę uszczelnienia pierścieniowego C do projektu zaworu zatrzymującego. Pierścień C ma doskonałą zdolność do elastycznego odzyskiwania i może utrzymać dobrą adaptacyjną wydajność uszczelnienia w różnych warunkach ciśnienia. W porównaniu z tradycyjnymi uszczelnieniami miękkimi, metalowe pierścienie C mają bardziej stabilny efekt uszczelnienia w warunkach wysokiej temperatury i ciśnienia, oraz mogą utrzymać tę samą zdolność uszczelniania przy zmianie kierunku przepływu.

CHNLGVF丨中國大乾閥門 przyjmuje schemat projektowy, który łączy uszczelki stożkowe i metalowe uszczelki pierścieniowe C, aby zapewnić, że zawór zatrzymujący może zapewnić stabilną dwukierunkową wydajność uszczelniania pod różnymi kierunkami przepływu i różnymi warunkami ciśnienia. Uszczelka stożkowa zapewnia wstępne uszczelnienie mechaniczne podczas zamykania zaworu, podczas gdy metalowy pierścień C dalszo wzmacnia efekt uszczelniania poprzez swoje odkształcenie elastyczne. Ten projekt znacząco poprawia niezawodność uszczelniania zaworu zatrzymującego w warunkach pracy o złożonej strukturze.

W warunkach ekstremalnych tradycyjne zawory pneumatyczne często cierpią z powodu uszkodzenia uszczelki zaworu lub trudności w działaniu spowodowanych rozszerzaniem cieplnym i dużą różnicą ciśnień. Aby sprostać temu wyzwaniu, CHNLGVF proponuje nowy projekt struktury korpusu zaworu, wykorzystujący adaptacyjny korpus zaworu i strukturę trzpienia zaworu. W warunkach wysokiej temperatury różne współczynniki rozszerzalności korpusu zaworu i trzpienia zaworu są zrównoważone poprzez zaprojektowany mechanizm kompensacji, aby zapewnić, że zawór otwiera się i zamyka elastycznie, nie wpływając na wydajność uszczelnienia.

Podczas poprawiania zdolności przepływu zaworu zatrzymania, nie można zaniedbać wydajności uszczelnienia. CHNLGVF | 中國大乾閥門 zaproponował zrównoważoną koncepcję projektową i znalazł najlepszy punkt równowagi między przepływem a uszczelnieniem poprzez symulację płynów i testy eksperymentalne. Konkretnie, poprzez optymalizację parametrów, takich jak kąt stożka i chropowatość powierzchni tarczy zaworu i siedziska zaworu, opór przepływu zaworu jest znacznie zmniejszony, gdy jest w pełni otwarty, podczas gdy nadal może zapewnić niezawodne dwukierunkowe uszczelnienie, gdy jest zamknięty.

Z ciągłym postępem technologii inteligentnych, CHNLGVF丨中國大乾閥門 wprowadził również inteligentną technologię sterowania i monitorowania do pneumatycznych zaworów zatrzymujących. Dzięki czujnikom i systemom akwizycji danych, status pracy zaworu jest monitorowany w czasie rzeczywistym, w tym kluczowe parametry, takie jak pozycje otwarcia i zamknięcia, ciśnienie uszczelnienia, itp. Dzięki inteligentnemu systemowi sterowania, zawór może być zdalnie sterowany, a parametry pracy zaworu mogą być automatycznie dostosowywane do zmian w środowisku pracy, aby zapewnić, że zawór zawsze jest w najlepszym stanie pracy. Ten projekt znacznie poprawia bezpieczeństwo i niezawodność zaworów zatrzymujących na poziomie jądrowym.

Produkcja zaworów stopowych o stopniu jądrowym wymaga niezwykle wysokiej precyzji, aby zapewnić ich stabilne działanie w ekstremalnych warunkach pracy. CHNLGVF | 中國大乾閥門 wprowadził zaawansowaną technologię obróbki CNC oraz precyzyjne urządzenia testowe, aby zapewnić dokładność przetwarzania kluczowych elementów zaworu (takich jak siedziska zaworowe, tarcze zaworowe i elementy uszczelniające). Dzięki wysokoprecyzyjnej kontroli centrum obróbczego CNC, różne błędy wymiarowe zaworu można kontrolować w bardzo małym zakresie, zapewniając jego stabilne działanie w różnych warunkach pracy.

Przed opuszczeniem fabryki zawór pneumatyczny o stopniu jądrowym musi przejść surowe testy niezawodności, w tym testy przepustowości pod wysoką temperaturą i wysokim ciśnieniem, testy wydajności uszczelniania dwukierunkowego oraz testy trwałości zmęczeniowej. CHNLGVF | 中國大乾閥門 symuluje rzeczywiste środowisko systemu energetyki jądrowej w celu zweryfikowania wydajności zaworu, aby zapewnić jego długotrwałą stabilną pracę w praktycznych zastosowaniach. Ponadto firma ustaliła bardziej rygorystyczne wewnętrzne standardy testowania, aby dodatkowo zapewnić wysoką jakość swoich produktów.

Z rozwojem nauk o materiałach zawór pneumatyczny o stopniu jądrowym będzie miał w przyszłości większe pole do innowacji w doborze materiałów. CHNLGVF | 中國大乾閥門 planuje dalsze badania nad nowymi materiałami odpornymi na wysoką temperaturę i korozję, takimi jak materiały kompozytowe ceramiczne, stopy o wysokim punkcie topnienia, itp., aby poprawić wydajność zaworów w warunkach skrajnych pracy.

Chociaż metalowe pierścienie uszczelniające typu C sprawdziły się dobrze w obecnych zastosowaniach, to w przyszłych projektach konieczne będzie dalsze usprawnienie adaptacyjności i trwałości struktury uszczelki. Poprzez ulepszenie materiałów i procesów zapewnione zostanie, że wydajność uszczelniania zaworu kulowego będzie działać stabilnie w wyższych temperaturach i bardziej złożonych warunkach pracy.

W przyszłości, wraz z upowszechnieniem inteligentnego wytwarzania, produkcja i zarządzanie zaworami pneumatycznymi o stopniu jądrowym będą rozwijać się w kierunku inteligencji i cyfryzacji. CHNLGVF丨中國大乾閥門 będzie nadal wprowadzać inteligentne linie produkcyjne i systemy zarządzania cyfrowego, ciągle optymalizując produkcję i zarządzanie zaworami poprzez analizę danych oraz uczenie maszynowe.