Válvulas de compuerta de doble disco paralelas con resorte para centrales nucleares

Las válvulas de compuerta de doble disco paralelas con resorte, también conocidas como válvulas de compuerta tipo V, se utilizan comúnmente en centrales nucleares. Por ejemplo, en el reactor Hualong One ACP1000, se utilizan ampliamente en sistemas críticos como sistemas auxiliares de agua de alimentación, sistemas de derivación de turbinas y sistemas principales de control del flujo de agua de alimentación, desempeñando un papel vital para garantizar el funcionamiento normal y estable de las centrales nucleares. El principio de sellado de las válvulas de compuerta de doble disco paralelas con resorte se basa en el sellado automático, que presenta ciertas limitaciones a baja presión. La tasa de fugas de las válvulas de compuerta de doble disco paralelas con resorte en centrales nucleares no cumple con los requisitos. Las investigaciones revelaron que la baja presión en la tubería donde se ubica la válvula no proporciona la fuerza media suficiente para que el par de sellado principal forme un sello, lo que resulta en una tasa de fugas de la válvula superior a la estándar.

 

La estructura de sellado principal del resorte paralelo válvula de compuerta de doble disco Se muestra en la Figura 1. Se caracteriza por un bajo par de apertura y cierre, y la válvula no es propensa al acuñamiento. La compuerta se presiona contra el asiento de la válvula mediante una fuerza media para lograr el sellado, funcionando como un sello automático. El marco de la compuerta cumple principalmente una función de conexión. El resorte aplica empuje al asiento de la válvula, forzando la compuerta a cerrarse contra él. Cuando el conjunto de la compuerta se eleva, el marco de límite impide el movimiento horizontal de la compuerta, actuando como una restricción. El eje del pasador conecta el marco de límite, el marco de la compuerta y el vástago de la válvula. Cuando la válvula se abre y se cierra, el conjunto de la compuerta se mueve hacia arriba y hacia abajo con el vástago de la válvula.

 
1. Asiento de válvula 2. Cuña 3. Resorte 4. Marco de cuña 5. Marco de límite 6. Pasador 7. Vástago
Figura 1 Estructura del sello principal

Todas las válvulas de compuerta paralelas de doble disco accionadas por resorte para energía nuclear tienen asiento metálico. Muchos factores afectan la fuga de sus superficies de sellado, entre ellos, los siguientes:

La superficie de sellado generalmente está soldada con aleación dura Stellite, seguido de un tratamiento térmico para aliviar la tensión, lo que garantiza una dureza y una vida útil suficientes.

La calidad de la superficie de sellado incluye el grosor, la rugosidad, la planitud y la dureza del revestimiento de aleación dura. La superficie de sellado de la válvula de compuerta de doble disco paralelo accionada por resorte para energía nuclear cumple estrictos requisitos en cuanto a estos parámetros. Además, se realizan pruebas ultrasónicas y de penetración de líquidos para detectar defectos en la superficie de sellado y garantizar así la calidad del sello.

No se permite el uso de grasa de sellado en la superficie de sellado de la válvula de compuerta de doble disco paralela con resorte para energía nuclear.

Los fluidos en el sistema de la válvula de compuerta paralela de doble disco accionada por resorte para energía nuclear suelen incluir agua de alimentación, agua desmineralizada, agua bruta, agua potable y aire. Los diferentes fluidos tienen un impacto variable en la tasa de fuga de la superficie de sellado. Dado que el fluido en la válvula de compuerta paralela de doble disco accionada por resorte del reactor ACP1000 suele ser agua a baja presión, este artículo utiliza agua común para un análisis específico.

Un resorte se coloca entre los dos platos de la válvula de compuerta de doble disco paralelo accionado por resorte. Dado que la válvula puede instalarse en una orientación específica, la fuerza del resorte debe diseñarse para compensar el peso de un solo plato al seleccionar el resorte. Si la válvula de compuerta de doble disco paralelo accionada por resorte se instala horizontalmente, la fuerza del resorte también actuará sobre la superficie de sellado, proporcionando soporte adicional para el sellado de la válvula. Sin embargo, dado que el resorte debe precargarse durante el montaje de la válvula, una fuerza excesiva puede dificultar el montaje. Por lo tanto, al seleccionar el resorte, su fuerza debe ser ligeramente mayor que el peso del plato de la válvula.

El ancho de la superficie de sellado es un factor clave que influye en la relación de presión de la superficie de sellado. Generalmente, el diseñador de la válvula lo determina en función de su propósito, la estructura del componente de cierre y el valor de la relación de presión en la superficie de sellado.

La válvula de compuerta de doble disco paralela accionada por resorte se basa principalmente en la fuerza del fluido para lograr el sellado. La diferencia de presión entre la parte delantera y trasera de la válvula es el factor principal que influye en la relación de presiones de la superficie de sellado. Para este análisis, se asume que la presión detrás de la válvula es de 0 MPa.

La presión específica sobre la superficie de sellado depende de su ancho, material y la presión del medio, y es un factor crítico para determinar si la válvula puede lograr un sellado adecuado.

Al seleccionar válvulas, se debe considerar el principio de sellado. Si la presión de diseño es baja, se recomienda evitar el uso de válvulas de compuerta de doble disco paralelo con resorte. Si la presión de diseño es baja y se debe seleccionar una válvula de compuerta de doble disco paralelo con resorte, se recomienda realizar ajustes de diseño especiales, como modificar el ancho de sellado para garantizar que la presión específica real sobre la superficie de sellado supere la presión específica requerida, permitiendo así que la válvula logre un sellado adecuado.