进口高温高压闸阀-密封组件结构设计-德国莱克LIK品牌

发布时间：2022-12-25

介绍了核电站高温高压工况用闸阀密封组件的优化结构、理论分析和试验验证，阐述了新结构的可行性。

关键词　核级闸阀；进口高温高压闸阀；密封组件；结构

１　概述
目前，以三代核电为主的堆型对设备的要求大幅度提升，如稳压器快速卸压闸阀的设计温度为３６０℃，设计压力为１７２３ＭＰａ。当温度上升到６００℃，阀门应保证开启，温度达到１２００℃，阀门应保持开启状态。
２　结构优化与分析
密封组件是保证阀门性能的关键件。闸阀的密封组件通常有楔式闸板及平行闸板两种结构。鉴于阀门用于高温工况，选取了平行式闸板结构（图１）。

常用的平行式密封组件结构复杂，零件多（图２）。阀杆通过螺纹与闸板架相连，限位架通过销轴与螺母固定在闸板架上，闸板安装在闸板架上，通过限位架保持闸板在阀门启闭过程中不从闸板架中脱离。此结构在高温高压下易产生故障。因此针对１２００℃特殊工况，设计了新式密封组件结构。

密封组件结构优化后，阀杆和闸板架通过Ｔ形槽连接，限位架置于阀杆下面，通过阀杆和闸板架固定限位架，闸板通过限位架保证阀门启闭过程中不从闸板架中脱离（图

优化后的密封组件零件数量少，阀杆与闸板架之间采用Ｔ形槽连接，利用阀杆与闸板架定位限位架，避免了１２００℃高温下金属蠕变导致螺纹连接不可靠的问题，并去除了销轴、螺母等高风险因素的小零件，提高了连接强度及可靠性，能满足稳压器快速卸压闸阀高温高压的设计要求

３　强度分析
３１阀杆稳态热结构
边界条件为温度载荷１２００℃，压力载荷２ＭＰａ，对流换热系数５Ｗ／（ｍ２·℃），环境温度为１５０℃，顶端固定约束。经过软件分析（图４～图６），阀杆的最大应力强度为７ＭＰａ，小于１２００℃下材料的设计应力强度９ＭＰａ，在工况条件下不会出现屈服、断裂及堵塞管道的现象。

３２闸板架
闸板架危险部位为Ｂ－Ｂ截面（图７），Ｂ－Ｂ截面面积为３０３６ｍｍ２（Ｂ－Ｂ左右两截面面积之和）。经计算，闸板架最大应力σ＝６７７ＭＰａ，闸板架设计温度下的许用应力为１０８ＭＰａ。闸板架承受最大应力小于设计温度下的许用应力，强

３３　闸板
闸板（图８）校核分为两部分，一部分为阀门密封时闸板厚度的校核，另一部分是阀门启闭时对闸板Ｂ－Ｂ截面的强度校核。
（１）闸板厚度
已知Ｐ＝１７２３ＭＰａ（设计压力），Ｄ２＝１３８ｍｍ，Ｂ＝１４ｍｍ，Ｓ＝３５ｍｍ，Ｄ＝１１０ｍｍ，Ｋ＝６４ｍｍ，Ｋ２＝０１３５（圆板应力系数值），则闸板中心处弯曲应力σ１、闸板密封面处弯曲应力σ２和闸板Ｂ－Ｂ截面最大

闸板设计温度下的许用应力σ＝１０８ＭＰａ，由于σ１＜σ，σ２＜σ，σ３＜σ，则闸板强度合格。

４　结语
优化后的密封组件零件数量少，提高了连接件强度，结构合理，满足了稳压器快速卸压闸阀高温高压工况的技术要求

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