Tiếng Việt
CHNLGVF丨中國大乾洋貿 nghiên cứu về đặc tính dòng chảy và kín hai chiều của van dừng khí nén cấp độ hạt nhân
2024.10.04
Giới thiệu
Trong ngành công nghiệp điện hạt nhân, van dừng là thiết bị quan trọng để kiểm soát dòng chất lỏng và cắt nguồn cung cấp, và có yêu cầu an toàn và đáng tin cậy cao. Đặc biệt trong các ứng dụng cấp độ hạt nhân, thiết kế van dừng cần đáp ứng các điều kiện làm việc nghiêm ngặt, bao gồm nhiệt độ cao, áp suất cao, môi trường ăn mòn, v.v. GHNLGVF | Trung Quốc Dagangyang Trading cam kết thúc đẩy nghiên cứu và sản xuất chất lượng cao của van dừng khí nén cấp độ hạt nhân. Bài viết này sẽ bắt đầu với khả năng dòng chảy và đặc tính kín hai chiều, thảo luận về tối ưu hóa thiết kế của van dừng, và đề xuất các khái niệm thiết kế mới để cải thiện hiệu suất van cầu điện hạt nhân trong ứng dụng.
Tổng quan về van dừng khí nén cấp hạt nhân.
Van dừng khí nén điều khiển luồng chất lỏng bằng cách thúc đẩy chuyển động mở và đóng của đĩa van thông qua bộ kích hoạt khí nén. Do tốc độ phản ứng nhanh và độ chính xác điều khiển cao, van dừng khí nén được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điện hạt nhân. Van dừng khí nén cấp hạt nhân thường cần có các đặc tính sau:
Khả năng lưu thông cao
Dưới điều kiện lưu lượng cao, van phải duy trì mức kháng lưu thấp để đảm bảo lưu thông mượt mà của chất lỏng. Khả năng lưu thông thường được đo bằng hệ số lưu lượng (giá trị Cv) của van. Giá trị Cv càng cao, hiệu suất lưu thông của van càng tốt.
Đặc tính kín hai chiều
Đóng kín hai chiều có nghĩa là van vẫn đảm bảo kín đáo hiệu quả khi áp suất của chất trên cả hai bên được cân bằng hoặc đảo ngược. Các van dừng truyền thống thường chỉ có khả năng kín một chiều, nhưng trong điều kiện vận hành lò hạt nhân, hướng dòng thường thay đổi, vì vậy thiết kế kín hai chiều đặc biệt quan trọng.
1.3 Khả năng chịu nhiệt độ và áp suất cao
Van cầu trái đất trong hệ thống điện hạt nhân thường cần chịu được nhiệt độ và áp suất cực kỳ cao, vì vậy vật liệu và cấu trúc kín của van phải có khả năng duy trì hiệu suất ổn định dưới những điều kiện này trong thời gian dài.
Phân tích và tối ưu hóa khả năng lưu thông
Yếu tố ảnh hưởng đến khả năng dòng chảy của van dừng
Khả năng dòng chảy của một van cầu chủ yếu bị ảnh hưởng bởi thiết kế của kênh van và hình dạng đĩa van. Trong thiết kế van cầu truyền thống, đĩa van thường có cấu trúc phẳng hoặc hình nón. Tuy nhiên, hai cấu trúc này vẫn tạo ra sự cản trở đối với dòng chảy của chất lỏng khi mở hoàn toàn, làm giảm hệ số dòng chảy của van. Để cải thiện khả năng dòng chảy, việc tối ưu hóa thiết kế kênh van và giảm cản trở dòng cục bộ đã trở thành yếu tố quan trọng.
Thiết kế kênh được tinh giản 2.2
Để giảm sự cản trở dòng chảy, GHNLGVF丨China Dagangyang Trading đã tối ưu hóa hình học của kênh nội bộ của van dừng thông qua phân tích mô phỏng cơ học chất lỏng. Thiết kế kênh dòng chảy theo dạng dòng chảy lưu có thể giảm hiệu quả sự hỗn loạn và xoáy của chất lỏng khi chảy qua van, từ đó tăng giá trị Cv. Việc tối ưu hóa này không chỉ cải thiện hiệu suất dòng chảy, mà còn giảm mất áp suất trong khi đảm bảo hiệu suất kín nước.
Mối quan hệ giữa phớt hình nón và hiệu suất dòng chảy
Sử dụng phốt côn rộng rãi trong thiết kế kín của van cầu. Cấu trúc nghiêng của nó cung cấp diện tích tiếp xúc lớn hơn khi van đóng, từ đó cải thiện hiệu quả kín. Tuy nhiên, khi van mở, cấu trúc phốt côn có thể ảnh hưởng đến khả năng dòng chảy. Để đảm bảo hiệu quả kín và giảm thiểu sự cản trở của đĩa van đối với chất lỏng, GHNLGVF áp dụng một thiết kế tối ưu hóa góc côn.
Đặc điểm phân tích tính kín hai chiều
Yêu cầu thiết kế cho kín hai chiều
Trong các hệ thống năng lượng hạt nhân, hướng dòng chất lỏng có thể đảo ngược khi điều kiện vận hành của hệ thống thay đổi, và thiết kế kín một chiều truyền thống không thể đáp ứng nhu cầu này. Để cải thiện khả năng kín hai chiều của van dừng, cần áp dụng một cấu trúc kín có khả năng chịu áp suất hai chiều để đảm bảo rằng van có thể cung cấp hiệu suất kín đáng tin cậy bất kể hướng dòng chảy thay đổi.
Ứng dụng của miếng đệm C-ring kim loại 3.2
Để cải thiện hiệu suất kín hai chiều, GHNLGVF đã giới thiệu cấu trúc kín vòng C kim loại vào thiết kế của van dừng. Vòng C có khả năng phục hồi đàn hồi xuất sắc và có thể duy trì hiệu suất kín thích ứng tốt dưới các điều kiện áp suất khác nhau. So với các phớt mềm truyền thống, vòng C kim loại có hiệu quả kín ổn định hơn dưới nhiệt độ và áp suất cao, và có thể duy trì khả năng kín tương tự khi hướng dòng thay đổi.
Kết hợp của phớt nón và vòng C kim loại
GHNLGVF áp dụng một kế hoạch thiết kế kết hợp giữa phớt hình nón và phớt hình vòng C kim loại để đảm bảo van dừng cung cấp hiệu suất kín hai chiều ổn định dưới các hướng dòng khác nhau và điều kiện áp suất khác nhau. Phớt hình nón cung cấp một phần cơ khí khi van đóng, trong khi phớt hình vòng C kim loại tăng cường hiệu quả kín thông qua sự biến dạng đàn hồi của nó. Thiết kế này cải thiện đáng kể độ tin cậy kín của van dừng dưới điều kiện làm việc phức tạp.
Khái niệm thiết kế mới và cải tiến công nghệ
4.1 Tối ưu cấu trúc cơ thể van
Dưới điều kiện làm việc cực kỳ khắc nghiệt, van dừng khí nén truyền thống thường gặp phải sự cố về kín của van hoặc khó vận hành do mở rộng nhiệt và chênh lệch áp suất cao. Để đáp ứng thách thức này, GHNLGVF đề xuất một thiết kế cấu trúc thân van mới, sử dụng cơ cấu cơ học thân van và cấu trúc trục van điều chỉnh. Dưới điều kiện nhiệt độ cao, tỷ lệ mở rộng khác nhau của thân van và trục van được cân bằng thông qua cơ cấu điều chỉnh được thiết kế để đảm bảo rằng van mở và đóng linh hoạt mà không ảnh hưởng đến hiệu suất kín.
Thiết kế cân đối giữa lưu thông và kín đáo
Khi cải thiện khả năng dòng chảy của van dừng, hiệu suất kín không thể bị bỏ qua. GHNLGVF đề xuất một khái niệm thiết kế cân bằng và tìm ra điểm cân bằng tốt nhất giữa dòng chảy và kín bằng cách mô phỏng chất lỏng và thử nghiệm thực nghiệm. Cụ thể, bằng cách tối ưu hóa các tham số như góc nón và độ sần của đĩa van và ghế van, sự kháng cự dòng chảy của van được giảm đáng kể khi nó hoàn toàn mở, trong khi vẫn có thể cung cấp kín đáng tin cậy hai chiều khi nó đóng.
Kiểm soát và giám sát thông minh
Với sự tiến bộ liên tục của công nghệ thông minh, GHNLGVF cũng đã giới thiệu công nghệ điều khiển và giám sát thông minh vào các van dừng khí nén. Thông qua cảm biến và hệ thống thu thập dữ liệu, trạng thái làm việc của van được giám sát theo thời gian thực, bao gồm các thông số chính như vị trí mở và đóng, áp suất kín, v.v. Thông qua hệ thống điều khiển thông minh, không chỉ có thể điều khiển van từ xa, mà còn có thể tự động điều chỉnh các thông số vận hành của van theo sự thay đổi trong môi trường làm việc để đảm bảo rằng van luôn ở trong điều kiện làm việc tốt nhất. Thiết kế này cải thiện đáng kể tính an toàn và đáng tin cậy của các van dừng cấp hạt nhân.
5. Thực hành sản xuất và kiểm tra
Công nghệ chế tạo chính xác cao
Quá trình sản xuất van dừng cấp hạt nhân yêu cầu độ chính xác cực kỳ cao để đảm bảo hoạt động ổn định dưới điều kiện làm việc cực kỳ khắc nghiệt. GHNLGVF đã giới thiệu công nghệ gia công CNC tiên tiến và thiết bị kiểm tra chính xác để đảm bảo độ chính xác trong quá trình xử lý các thành phần chính của van (như ghế van, đĩa van và các thành phần kín). Thông qua việc kiểm soát chính xác cao của trung tâm gia công CNC, các lỗi kích thước khác nhau của van có thể được kiểm soát trong một phạm vi rất nhỏ, đảm bảo hiệu suất ổn định dưới các điều kiện làm việc khác nhau.
Kiểm tra độ tin cậy và xác minh
Trước khi van rời khỏi nhà máy, tất cả các van dừng khí nhiệt hạt nhân phải trải qua kiểm tra độ tin cậy nghiêm ngặt, bao gồm kiểm tra khả năng dòng chảy dưới điều kiện nhiệt độ và áp suất cao, kiểm tra hiệu suất kín hai chiều và kiểm tra tuổi thọ mệt mỏi. GHNLGVF mô phỏng môi trường hệ thống điện hạt nhân thực sự để xác minh hiệu suất của van để đảm bảo hoạt động ổn định lâu dài trong các ứng dụng thực tế. Ngoài ra, công ty đã thiết lập các tiêu chuẩn kiểm tra nội bộ nghiêm ngặt hơn để đảm bảo chất lượng cao của sản phẩm.
Triển vọng tương lai và hướng phát triển công nghệ
Ứng dụng của vật liệu mới
Với sự phát triển của khoa học vật liệu, van dừng khí hạt nhân sẽ có nhiều không gian cho sự đổi mới trong việc lựa chọn vật liệu trong tương lai. GHNLGVF dự định tiếp tục nghiên cứu các vật liệu mới chịu nhiệt độ cao và chống ăn mòn, như vật liệu composite ma trận gốm, hợp kim có điểm nóng chảy cao, v.v., để cải thiện hiệu suất của van dừng trong điều kiện làm việc cực đoan.
Sự cải tiến liên tục của công nghệ niêm phong
Mặc dù những chiếc ống kín hình C kim loại đã hoạt động tốt trong các ứng dụng hiện tại, trong thiết kế tương lai, tính linh hoạt và độ bền của cấu trúc kín cần được cải thiện thêm. Thông qua việc cải thiện vật liệu và quy trình, đảm bảo rằng hiệu suất kín của van dừng có thể hoạt động ổn định dưới nhiệt độ cao hơn và điều kiện làm việc phức tạp hơn.
Quản lý thông minh và số hóa
Trong tương lai, với sự phổ biến của sản xuất thông minh, sản xuất và quản lý van dừng khí nhiệt độ cấp hạt nhân sẽ tiếp tục phát triển theo hướng thông minh và số hóa. GHNLGVF sẽ tiếp tục giới thiệu các dây chuyền sản xuất thông minh và hệ thống quản lý số hóa, và liên tục tối ưu hóa sản xuất và quản lý van dừng thông qua phân tích dữ liệu lớn và học máy.
WhatsApp