Válvulas de compuerta para energía nuclear

Existen principalmente cuatro estructuras para la válvula de compuerta de grado nuclear: válvulas de compuerta de placa simple con cuña elástica, válvulas de compuerta de placa doble con cuña, válvulas de compuerta de placa doble paralela con precarga de resorte y válvulas de compuerta de placa doble paralela con expansión de bloque superior. El DN de la válvula de compuerta En NI, el diámetro interior suele ser superior a 80 mm. El cuerpo de la válvula de compuerta de nivel nuclear 1 debe forjarse. Las piezas fundidas solo se permiten para los cuerpos de las válvulas de compuerta de nivel nuclear 2 y 3. Sin embargo, la calidad de las piezas fundidas no es fácil de controlar ni garantizar, por lo que a menudo se utilizan piezas forjadas. Para evitar fugas del medio, la válvula de compuerta suele incorporar una empaquetadura de doble capa con tubo de descarga y un dispositivo de pretensado con resorte de disco para evitar que la empaquetadura se afloje. Existen dos métodos de accionamiento: manual y eléctrico. El dispositivo de transmisión eléctrica utilizado para válvulas de compuerta eléctricas debe considerar la influencia de la inercia rotacional del motor en la fuerza de cierre. Es recomendable utilizar un motor con freno para evitar sobrecargas. Existen dos formas de conexión entre el cuerpo de la válvula y el bonete: pernos de brida y autosellado a presión. Sin embargo, el perno de brida es el más común, ya que esta estructura facilita la adición de una soldadura de sello de labio, lo cual es más confiable.
 
Las válvulas de compuerta de cuatro placas tienen diferentes estructuras y rendimientos. La válvula de compuerta de placa simple elástica de cuña se caracteriza por su solidez y fiabilidad, pero requiere un ajuste preciso del ángulo de ajuste entre la placa y la superficie de sellado del cuerpo de la válvula, por lo que se utiliza ampliamente en sistemas de circuitos principales. La válvula de compuerta de placa doble de cuña tiene una estructura común en centrales térmicas. Dado que el ángulo de las placas dobles de cuña se puede ajustar automáticamente, el sellado es más fiable y el mantenimiento más sencillo. La válvula de compuerta de placa doble paralela con precarga de resorte ofrece la ventaja de que la carga de la placa no aumenta bruscamente al cerrarse. Sin embargo, la fuerza del resorte la mantiene alejada del asiento de la válvula al abrirse y cerrarse, lo que provoca el desgaste de la superficie de sellado. Además, el par de sellado de placas incluye numerosas piezas auxiliares, lo que dificulta su montaje. La válvula de compuerta de placa doble paralela con bloques de elevación utiliza el método de escalonamiento de las dos placas a lo largo de un plano inclinado mediante el bloque de elevación para asegurar un buen cierre y un sellado relativamente fiable. Sin embargo, también hay problemas con el número de piezas para los pares de sellado de placas.

Además de las cuatro estructuras mencionadas, existen dos válvulas de compuerta sin prensaestopas. Una es una válvula de compuerta accionada hidráulicamente, comercializada en el extranjero, que utiliza agua a presión para empujar el pistón y abrirla o cerrarla. Dado que el pistón está conectado directamente a la placa a través del vástago de la válvula, no cuenta con sello de empaquetadura, lo que evita fugas externas. Sin embargo, el sellado entre el pistón y el cilindro es difícil de garantizar la estanqueidad. Para mantener la estabilidad de la presión, se requieren medidas en el sistema de control. La otra es una válvula de compuerta eléctrica completamente cerrada, diseñada y desarrollada con éxito en China. La válvula utiliza un motor especial con pantalla cerrada, y la placa se abre y cierra mediante un mecanismo de reducción planetaria interno sumergido en agua. Se utilizan pares de tornillos rodantes. Al no tener relleno, se reduce el consumo de energía. Esto contribuye a garantizar un funcionamiento seguro y simplificar el mantenimiento. Las desventajas de estas dos válvulas de compuerta son su estructura más compleja y su alto costo.
   
Tipos y aplicaciones de la válvula de compuerta principal
1) La válvula de compuerta paralela de doble placa hidráulica soldada tiene una presión nominal de PN17.5MPa, una temperatura de trabajo de 315 ℃ y un diámetro nominal de 350 a 400 mm.
2) Las válvulas de compuerta de doble disco con cuña eléctrica se utilizan principalmente en el circuito primario de refrigerante de agua ligera, con una presión nominal de PN45.0MPa, temperatura de 500°C y diámetro nominal DN500mm.
3) La válvula de compuerta de doble disco de cuña eléctrica se utiliza en la planta de energía nuclear con reactor moderado de grafito de alta potencia, con una presión nominal de PN10.0MPa, un diámetro nominal DN800mm y una temperatura de funcionamiento de 290°C.
4) Las válvulas de compuerta de placa elástica eléctricas soldadas se utilizan para tuberías de vapor y agua de proceso de la unidad de turbina de vapor, con una presión nominal de PN2.5MPa, una temperatura de funcionamiento de 200°C y un diámetro nominal de 100 a 800 mm.
5) La válvula de compuerta paralela de doble compuerta con orificios de desviación, utilizada en la máquina de recarga de combustible de la central nuclear de agua en ebullición moderada con grafito de alta potencia, tiene una presión nominal de PN8,0 MPa. La válvula solo puede abrirse o cerrarse cuando la presión desciende a menos de 1,0 MPa.
6) Las válvulas de compuerta de placa elástica con empaque sólido congelado se utilizan en plantas de energía nuclear con reactores de neutrones rápidos.
7) Las válvulas de compuerta de doble disco con bonete autosellante y presión interna se utilizan para unidades de reactores hidráulicos de agua, con una presión nominal de PN16,0 MPa y un diámetro nominal de DN500 mm.
8) La brida de las válvulas de compuerta de doble disco de cuña con resorte de mariposa en la parte de la carrera está conectada mediante pernos y se adopta soldadura.