核電站超高溫閥閥蓋密封應用研究.pdf

1、2011年3月日本福島核事故后，為提高我國在運和在建核電機組安全技術水平以及應對極端自然災害能力，國家能源局組織開展了超設計基準事故安全技術研發(fā)項目。嚴重事故泄放閥是本項目中的重要設備之一。本課題要求閥門在650℃時，能實現(xiàn)無任何外漏。其中，閥門閥蓋密封是設計關鍵。因此，開展超高溫閥閥蓋密封結構的研究具有重要的工程應用價值。本文主要對閥門自緊密封閥蓋在650℃超高溫及溫度、壓力循環(huán)工況下密封性能進行研究。對目前自緊密封結構中密封墊結構和

2、螺栓預緊方式進行改進和優(yōu)化。
　　本文以彈塑性力學經(jīng)典理論為基礎，對新的閥蓋結構密封墊片在設計壓力工況下密封所需的力進行計算。根據(jù)設計壓力和墊片密封力對支撐環(huán)、四開環(huán)零件的彎曲應力和剪切應力進行校核，得到支撐環(huán)、四開環(huán)的應力均小于材料在設計溫度下許用應力值。根據(jù)密封墊片所需的密封力，計算得到預緊螺栓最小直徑為11.9mm,設計選取8個M16螺栓。運用ANSYS軟件對自緊密封閥蓋結構進行多種工況應力、溫度場和熱變形模擬仿真分析。模擬

3、得到閥體、閥蓋在1.5倍設計壓力、管道載荷以及三個方向4g地震載荷共同作用下應力強度均小于材料的許用應力強度。通過對閥體、閥蓋、四開環(huán)在360℃下沿壁厚方向熱應力分析，得到各零件總體熱應力值均小于1倍許用應力強度。通過對事故工況的模擬，獲得在650℃下，閥體與四開環(huán)徑向、軸向的絕對變形值分別為0.892mm、1.381mm，閥蓋與閥體之間絕對熱變形為0.72mm。對新閥蓋結構進行三次溫度、壓力循環(huán)試驗，試驗過程中，在360℃、17.5M