電站控制閥驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)
電站控制閥驅(qū)動(dòng)裝置是核動(dòng)力工業(yè)抗地震限定條件影響的控制閥部件,曾一度被認(rèn)為本質(zhì)上簡單的控制閥驅(qū)動(dòng)裝置已被其自身證明做樣品分析和為了增加固有頻率而做的改進(jìn)是同樣困難的。正像閥門中別的部分一樣,驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)已基本上十幾年保持不變了;它的設(shè)計(jì)能力已在以礦物燃料為動(dòng)力的工廠,造紙廠石油精煉廠以及所有大大小小的輪船上的多年應(yīng)用中得到證明,直到閥門制造商不得不通過檢驗(yàn)證明抗地震要求.才有了設(shè)計(jì)上的改變。
一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置有兩個(gè)基本部件,支架和動(dòng)力裝置,支架用于將驅(qū)動(dòng)裝置固定在閥蓋上,以提供一個(gè)連接閥桿和驅(qū)動(dòng)裝置的位置、以及提供一個(gè)用來安裝附件的位置(如彈簧膜片驅(qū)動(dòng)裝置中的限位開關(guān)和定位器等)。第二部分是動(dòng)力源,典型的類型是彈簧膜板、氣缸、液壓千斤頂和電機(jī)。
在大多數(shù)情況下支架由鑄鐵制成,并用一些大的緊固螺母與水蓋連接在一起,然而因?yàn)楸仨毘惺芟竦卣疬@樣的動(dòng)力負(fù)荷的需要.就必須改變設(shè)計(jì)。首先改變的是材質(zhì),最初所用的材質(zhì)一鑄鐵非常適合最初的設(shè)計(jì)負(fù)荷,即主要的驅(qū)動(dòng)一裝置推力。鑄鐵有一個(gè)問題,它很脆的材料對于大的沖擊負(fù)荷和低轉(zhuǎn)疲勞負(fù)荷損壞非常敏感,因此將鑄鐵材料改為鑄鋼材料、通常是ASTM一216WCB型,這個(gè)改變是容易實(shí)現(xiàn)的,因?yàn)樵O(shè)計(jì)和模具都是相同的.機(jī)加工也是相同的,只是材料改變而已。
下一個(gè)改變就比較困難,許多抗地震檢驗(yàn)的結(jié)果證實(shí)支架和閥蓋的連接必須重新設(shè)計(jì),緊固螺母比起初的設(shè)計(jì)性能要高,然而抗地震檢驗(yàn)的動(dòng)力負(fù)荷情況結(jié)果中顯露出一些問題:首先,支架是支撐在閥蓋的小座上,這足夠支撐延伸出來的驅(qū)動(dòng)裝置的推力負(fù)荷,因?yàn)樗薪M件都是受一壓力作用,然而,在電站控制閥驅(qū)動(dòng)裝置的基部沒有足夠的支撐面來保持盡可能高的支架的堅(jiān)固程度。
其次,緊固螺母在抗地震檢驗(yàn)中傾向于松動(dòng).一次地震試驗(yàn)的過程要比任何一次可能遇到的地震都劇烈,而且這種松動(dòng)不像鑄鐵的斷裂那樣是災(zāi)難性的。盡管如此,在緊固螺母這樣的關(guān)鍵部位的松動(dòng)也是不允許的。同時(shí),緊固螺母的松動(dòng)也有其它問題,它意味著支架和閥蓋間的連接一旦松動(dòng).驅(qū)動(dòng)裝置接著就可能繞著閥桿軸線偏轉(zhuǎn),從而導(dǎo)致像限位開關(guān)和定位器元件的位移而造成失控。
電站控制閥驅(qū)動(dòng)裝置和閥蓋兩者在連接上都做了改進(jìn),設(shè)計(jì)的基本思想是在支架和閥蓋問提供一個(gè)大的接觸面,提供一個(gè)防止驅(qū)動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)和連接處的松動(dòng),使支架和閥蓋間的連接更堅(jiān)同。在閥蓋和支架間提供一個(gè)大的接觸向的設(shè)計(jì)是相當(dāng)容易的。閥蓋的澆鑄模型做了臨時(shí)或地改進(jìn),以提供一個(gè)緊固驅(qū)動(dòng)裝置的固定法蘭或是在州有閥蓋上焊接一塊平板.如何使驅(qū)動(dòng)裝置堅(jiān)固可取決于設(shè)計(jì)者的措施。連接方式見圖2.它包括最初的緊固螺母結(jié)構(gòu),其它的方式有;將電站控制閥驅(qū)動(dòng)裝置根據(jù)和閥蓋法蘭螺栓相接或壓扳放于用螺栓固定閥蓋的位置上使驅(qū)動(dòng)裝置緊固,或者通過閥蓋法蘭用螺栓直接固定在支架上。
電站控制閥驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)中根據(jù)抗地震的基本原則也也進(jìn)行了部分修改.這些原則包括盡可能提高強(qiáng)度,減輕重量和降低整體的重心。盡管(這將在后就討論)這些改變的目的不是討論起來十分簡單,但實(shí)際上這些原則執(zhí)行起來卻十分困難。例如:為了提高強(qiáng)度就必須增加材料(增加質(zhì)量),因?yàn)閯?dòng)力源必須支架腿支撐,重心也只能降低到有限的程度,很多情況下為了適應(yīng)抗地震必要條件就必須用結(jié)構(gòu)鋼安裝驅(qū)動(dòng)裝置或額外增加支撐。
通常的情形是.一個(gè)給定尺寸的標(biāo)。準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)裝置必有一個(gè)在1OHz范圍內(nèi)的固定頻率,為了抗地震需要而重新設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)裝置幾乎是進(jìn)行一個(gè)全新的設(shè)計(jì)。增加基座使用螺栓固定閥蓋。支架由結(jié)構(gòu)鋼制成。主要是槽鋼,這是為了提高強(qiáng)度。在強(qiáng)度低的隔板箱上增設(shè)加同板,以消除彎曲,通過去掉多余的材料使重心降低。結(jié)果使驅(qū)動(dòng)裝置在同樣的電站控制閥上有相同的功能。它的同有頻率在33Hz之上。為了滿足核電站控制閥抗地震條件要求,電站控制閥驅(qū)動(dòng)裝置經(jīng)歷丁相當(dāng)大的結(jié)構(gòu)改進(jìn)。這些改進(jìn)包括材料、連接方式和總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),結(jié)果是常常用一種類型的設(shè)汁和—項(xiàng)工程改革,就能滿足工業(yè)產(chǎn)口的需要。
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