Применение уплотнений на атомных электростанциях

Thread Content

С развитием промышленных технологий высокоэффективные уплотнения получили широкое применение на атомных электростанциях. В то же время эти высокоэффективные уплотнения также играют важную роль в безопасной и стабильной работе атомных электростанций. На примере блока с наибольшей установленной мощностью отечественной генерации электроэнергии на данном этапе будет описано применение и роль уплотнений на атомных электростанциях. Атомные электростанции отличаются от гражданских тепловых, гидроэлектростанций и других электростанций, которые требуют более высокой безопасности и технологической зрелости. Поэтому уплотнения, установленные на атомных электростанциях, также должны обладать высокой безопасностью, высокой надежностью и единообразием, которые можно легко заменить. Уплотнения широко используются при проектировании конструкций, систем и элементов (КСК) атомных электростанций, в основном в том числе: Применяется для уплотнительного кольца на уплотнительной дверце для соблюдения требований к герметизации конструкции, для герметизации фланцев трубопроводов в системах технологических жидкостей, для герметизации фланцев на различном оборудовании, находящемся под давлением, особенно для герметизации верхней крышки корпуса высокого давления активной зоны ядерного реактора, основного оборудования атомной электростанции и т. д. один: Применение уплотнений в конструкции конструкций представлено уплотнениями, установленными в подводной герметичной дверце между топливным бассейном и каналом перекачки топлива на атомных электростанциях. Описаны конструктивные особенности, конструктивные характеристики, функциональные требования к уплотнению и т. д. уплотнений, применяемых для обеспечения функциональных требований конструкции. В конструкции атомных электростанций подводные герметичные двери являются элементами, связанными с ядерной безопасностью. Дверное уплотнение является ключевым компонентом герметизации. Когда дверь находится в закрытом положении, внутренняя полость уплотнения надувается, заставляя уплотнение расширяться и сжимать периферийную прижимную пластину, тем самым обеспечивая уплотнение двери. Средой, в которой находится герметичная дверь, является борсодержащая вода. Содержание бора в воде составляет от 2000 до 2500 ppm, а значение pH среды (250°C) от 4,7 до 5,5. Когда герметичная дверь закрыта, по обе стороны двери возникает большая разница давления воды. При отсутствии воды с одной стороны и нормальном уровне воды с другой, разница уровней воды достигает 6,5 м. Следовательно, уплотнительный материал должен иметь хорошую эластичность и хорошую ударную вязкость, и обычно используется материал из бутадиен-стирольного каучука. два: Применение уплотнений при проектировании систем При проектировании атомных электростанций уплотнения наиболее широко используются в системах технологических жидкостей. Фланцы труб в жидкостных системах обычно представляют собой фланцы, спроектированные в соответствии со стандартами. Стандарты реализации трубных фланцев в основном относятся к серии ASME, например ASME B16.5, ASME B16.47 и т. д. Уплотнительные прокладки между стандартными фланцами разработаны в соответствии с конструкцией фланца. Разумный выбор уплотнений между фланцами играет важную роль в поддержании нормальной и безопасной работы системы технологической жидкости. Выбор уплотнительных прокладок для фланцев трубопровода тесно связан со средой, расчетной температурой и расчетным давлением жидкостной системы, в которой расположен фланец. В настоящее время на атомных электростанциях диапазон размеров фланцев труб составляет: 1/2”～38” (DN15～DN950), диапазон классов фланцев:: Класс 150~2500 ； Расчетный температурный диапазон технологической системы ядерного острова АЭС составляет: 15℃～343℃ ； Диапазон расчетного давления составляет: 0,1 МПа~20,3 МПа ； К основным текучим средам относятся: Теплоноситель реактора, борсодержащая вода, пар, охлаждающая вода, деминерализованная вода, 30% раствор гидроксида натрия, 7% раствор азотной кислоты, кислород, азот, дизельное топливо и др. Типы уплотнительных прокладок, применяемых для фланцев трубопроводов в технологических системах, в основном включают:: Металлографитовая уплотнительная прокладка, гибкая спирально-навитая прокладка с внутренним и наружным усиливающими кольцами, неметаллическая плоская прокладка. 1. Применение металлографитовых прокладок Металлографитовые прокладки в основном используются в важных трубопроводных системах ядерной безопасности. Основной особенностью прокладки является применение концепции уплотнения «металл-касание-металл». Прокладка состоит из внутреннего и внешнего металлических колец и графитовых колец. Внутреннее и наружное металлические кольца играют разную роль в уплотнении прокладки, а графитовое кольцо служит уплотнительным кольцом прокладки. Эта уплотнительная конструкция может гарантировать, что прокладка находится в герметичном состоянии и всегда поддерживает полный контакт между металлическим кольцом прокладки и уплотнительной поверхностью фланца, обеспечивая тем самым постоянное рабочее напряжение графитового уплотнительного кольца. ； Кроме того, структура уплотнения «металл по металлу» также может эффективно снизить неблагоприятное воздействие внешних изгибающих моментов, колебаний температуры и давления на уплотняемую поверхность. Уплотнительное кольцо в металлографитовой прокладке прессовано из пластин расширенного графита высокой чистоты. Кольцо из графита высокой чистоты обладает уникальной радиационной стойкостью. Металлическое ограничительное кольцо изготовлено из аустенитной нержавеющей стали с хорошей коррозионной стойкостью. Основная марка материала — 316L. Текущий диапазон размеров металлографитовых прокладок составляет 1/2”~24” (DN15~DN600), что подходит для всех уровней стандартных фланцев, изготовленных в соответствии с ASME B16.5. Металлографитовые прокладки требуют наличия выступающей поверхности уплотнения фланца. Для обеспечения герметизирующих свойств прокладки шероховатость уплотняющей поверхности фланца не должна превышать 3,2 мкм. Хорошие герметизирующие свойства металлографитовой прокладки показаны в Таблице 1. 2. Гибкие спиральнонавитые прокладки с внутренними и внешними армирующими кольцами также широко используются в системе технологической жидкости атомных электростанций. Конструктивные размеры гибких спиральнонавитых прокладок соответствуют требованиям стандарта ASME B16.20. Внутреннее и наружное кольца, а также металлические полосы прокладки изготовлены из пластин/лент из аустенитной нержавеющей стали, а заполняющие полосы - из чистого графита. Гибкие спирально-навитые прокладки широко используются в машиностроении и химической промышленности. Гибкие спирально-навитые прокладки, используемые на атомных электростанциях, предъявляют другие требования к графитовым лентам, предъявляемым к другим промышленным отраслям. Подробную информацию см. в Таблице 2. 3. Неметаллические плоские прокладки используются в водной системе атомных электростанций, особенно в системах морской воды. Поскольку диаметр труб системы большой, а фланцы, используемые в трубопроводах системы, представляют собой фланцы большого диаметра с плоскими уплотнительными поверхностями (Flat Face), для обеспечения хорошей герметизации трубопроводов системы в конструкции используются неметаллические плоские прокладки из 100% вспененного политетрафторэтилена (э-ПТФЭ). По характеристикам материала прокладок из ПТФЭ: Изготовленная из 100% растянутого во всех направлениях вспененного политетрафторэтилена, прокладка обладает хорошей стойкостью к химической коррозии. Основные свойства прокладки приведены в таблице 3. три: Применение уплотнений в деталях оборудования применяется для фланцевых уплотнений на оборудовании, работающем под давлением. Большинство прокладочных конструкций имеют нестандартные размеры или специальные размеры, обработанные по проектным чертежам. Материалы прокладок в основном включают в себя: Прокладки, используемые в напорном оборудовании, изготовленные из резины EPDM, безасбеста, полиэтилена и других материалов, в основном используются во фланцевых соединениях, таких как люки оборудования. Металлические С-образные уплотнения, используемые на корпусах реакторов, активном оборудовании атомных электростанций. Металлические пломбы имеют следующие характеристики:: Конструкция линейного уплотнения, высокая прочность прокладки и низкая скорость утечек. Чтобы обеспечить герметичность металлических уплотнений, уплотняющая поверхность должна иметь хорошую точность обработки. Шероховатость обрабатываемой поверхности Ra уплотняющей поверхности регулируется в пределах от 0,8 до 1,6 мкм. Резюме: В качестве комплектующей трубопроводной арматуры технологических систем уплотнения широко применяются в первых и вторичных контурах атомных электростанций и вспомогательных технологических системах. Конструкция и выбор уплотнений обеспечивают высокие герметизирующие свойства конструкций, систем и элементов атомной электростанции. Уплотнения, как одноразовые запасные части, должны изготавливаться с высокой однородностью. Будучи слабым звеном границы, несущей давление, уплотнения должны обеспечивать безопасную и надежную работу при любых обстоятельствах. Вышеупомянутые уплотнения широко используются в атомной энергетике и имеют отличные эксплуатационные характеристики и подтверждены опытом. Концепция эффективной и надежной конструкции уплотнений широко используется при проектировании атомных электростанций.