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核级阀门试验系统的研制
2018-9-24 07:05 中国泵阀制造网 作者:佚名 点击:3278
【中国泵阀制造网 行业论文】电动闸阀经过寿命考核试验后进行拆检测试,紧固件及法兰连接部位未发现任何松动等异常现象,闸板与阀座密封面的吻合尺寸、闸板上端面距阀体中法兰端面的尺寸、滚珠丝杠的尺寸和外观等均符合图纸要求,内部结构完整,并保持了其固有的功能特性。自动控制装置能自动调控回路升温或降温,控制过程温度平稳。冷、热态下自动控制装置可以准确的自动调控主回路和试验段流量。

徐斌福,苏琳

(1.沈阳阀门研究所,辽宁 沈阳110142;2.上海思苗信息科技(沈阳)有限公司,辽宁 沈阳110179)

摘要:介绍了核级阀门试验系统的主要结构、技术性能及试验方法。通过核级阀门的试验,验证了试验装置系统的可靠性,为新型节能产品的研发提供了技术支持。

关键词:核级阀门;试验系统;试验装置;标准

1 概述

阀门产品的性能测试是工业阀门生产和流通过程中的重要环节,也是对阀门产品质量监督的主要手段之一。核级阀门工况条件复杂,为保证可靠运行,研制了模拟阀门运行状态的试验系统,验证阀门在整个寿命期内的安全性和可靠性。

2 系统特性

2.1 结构特点

阀门试验系统主要由回路装置、测量装置、控制装置(手动控制模式和自动控制模式)以及电气装置等组成(图1)。回路装置采用封闭式循环。测量装置主要作用是测量试验系统的参数,如试验阀门前后的压力、温度和流量等。控制装置主要功能是实现试验设备的连接和不同管路间的切换和调节。

电气装置是对被试阀及其他装置的操作进行远程自动控制。

核级阀门试验系统为模块化设计,主要由循环泵、往复泵、稳压器、冷却器、加压泵和电加热器等组成,监测试验过程中回路的运行状态。

阀门试验系统回路的主体框架为矩形钢结构析架,采用型钢焊接成可移动式台架,方便整体吊装。回路中设有不同的试验段接口,适用于闸阀球阀截止阀止回阀及控制阀等开关型切断阀门进行冷和热态工况性能试验。回路设计压力为9 MPa,设计温度为280 ℃。采用可拆卸异型保温壳,达到回路保温要求。稳压器为回路提供稳压和加热,稳压器底部设有2组电加热管(3根为一组),设计为自动和手动控制。回路中的介质采用除盐水以减少腐化,回路材料为奥氏体不锈钢。试验回路设有超压保护、超温保护、超水位保护、用电设备故障保护以及系统报警和急停功能。计算机操作系统有良好的人机界面,可实时显示系统状态并记录保存数据。

2.2 运行过程

试验阀装入回路并通过水压试验后,利用除盐水箱出口管和加压泵对试验回路和稳压器进行充水放气,全开电动节流阀以排尽回路空气,并使稳压器处于水实体状态。充水放气完毕后,使用加压泵对试验回路增压,启动循环泵循环回路。根据运行需要启动1~2组稳压器电加热器对回路加热。全开稳压器进出口节流阀,循环电加热器产生的热量。

核级阀门 闸板 阀座 密封面 调节阀 水阀 疏水阀

图1 核级阀门试验装置系统

当回路压力和温度到达试验要求,稳压器液位稳定在约1.1 m时,即可对试验阀进行各项试验。在试验过程中,两组稳压器比例电加热器置于自动档。对回路温度和压力自动控制。当回路温度高于设定值3℃时,在控制室发出高报,并停运1~2组电加热器。当回路压力低于设定值3℃时,在控制室发出低报,并自动运行1 }2组电加热器。当回路压力高于设定值0. 2 MPa时,在控制室发出高报。当回路压力低于设定值0.2 MPa时,在控制室发出低报。回路压力也可以通过电动节流阀进行手动调节。若回路压力和温度超过试验要求,或在试验过程中需进行冷热交变试验时,可通过冷却器对回路进行降温降压。

阀门试验完成后,关闭所有电加热器,维持循环泵继续运行。利用冷却器对回路进行降温和降压。降温速率可通过冷却器的出口调节阀和自来水冷却水量控制,减少降温过程中产生的热应力。当回路温度接近常温常压时,打开回路排气阀和疏水阀,对回路进行疏水。疏水结束并拆除试验阀门后,对回路进行干保养或重新充入合格的去离子水,己备下次的阀门试验。

3 验证试验

为检测试验系统性能,以全封装电动闸阀为测试样机进行核级阀门性能试验。

3.1 密封性能

在300℃下关闭试验段电动阀V2和被试阀后,该段可以泄压到0MPa,打开法兰检查阀门密封,无泄漏。

3.2 热态动作性能

试验环境温度为300℃,试验回路运行压力为15MPa,以最不利驱动力(323V,242V)开关阀门,测量电流和时间。动作性能循环试验时回路试验段阀后可以泄压到0 MPa,进行热态动作性能循环试验。热态动作性能试验表明试验回路可以保证300℃下,被试阀后压力泄压到0 MPa,可以满足阀门大压差开启阀门的功能,试验时回路温度和压力平稳。冷态时试验段阀后压力泄压到0 MPa,本试验只验证试验回路能否满足循环试验要求,故冷态试验未做。

3.3 冷热态动作

阀门无故障连续开关次数大于2 000次,冷、热态寿命试验过程中,回路温度和压力平稳,试验回路能满足寿命试验要求。

3.4 失水事故下整机性能

将阀门整机放置于专用失水容器中(图2),阀门的两端与试验回路相连压力为13.73 MPa,回路内介质温度为300℃高温水,向失水专用容器中充入压力为1.8 MPa,温度为227℃饱和蒸汽,保温保压30 min开关阀门,观察阀门运行是否正常。

核级阀门 闸板 阀座 密封面 调节阀 水阀 疏水阀

图2 失水事故环境条件阀门整机性能试验装置

3.5 测试阀门分析

电动闸阀经过寿命考核试验后进行拆检测试,紧固件及法兰连接部位未发现任何松动等异常现象,闸板与阀座密封面的吻合尺寸、闸板上端面距阀体中法兰端面的尺寸、滚珠丝杠的尺寸和外观等均符合图纸要求,内部结构完整,并保持了其固有的功能特性。

试验系统的回路一次仪表和二次仪表数值显示在误差范围之内,校验计算机显示数值与核级阀门试验回路一次仪表和二次仪表显示数值在误差范围之内。自动控制装置能自动调控回路升温或降温,控制过程温度平稳。冷、热态下自动控制装置可以准确的自动调控主回路和试验段流量。

4 结语

经试验检测,核级阀门试验系统在满足总体技术参数的基础上运行可靠,配合不同的试验段接口能满足不同类型核级阀门产品的功能性试验,对核级阀门产品技术水平、产品质量、产品开发及可靠性方面有很大提高。

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(来源:中国泵阀第一网)

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