核電閥門就是核電站(zhàn)專用閥門。是指在核電站中(zhōng)核島N1、常規島CI和(hé)電站輔助設施BOP系統及其他火(huǒ)力電站中使用的閥門,起到了切斷或接通管路介質的作用。從安全級别上分為(wéi)核安全Ⅰ級、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級、非核級。其中核安全Ⅰ級要求zui高。核電閥門在核(hé)電站中是(shì)使用數量較多的介質輸送控制設備,是核電站安全運行中的必不可少的重要組成部分。
據統計目前全世界共(gòng)有447個核電機組正(zhèng)在運行,總裝機容(róng)量為3.8億KW,約占全球(qiú)總發電量的16.2%。有17個國家核電站裝機容量占其本國總(zǒng)發電量的25%以上。其中法國占77%,韓國占38%,日本占36%,英國占28%。美國也達到(dào)了20%。在所運行的核電(diàn)機組中,50%以(yǐ)上為壓水堆,其次有重水堆、沸水堆、石墨(mò)堆、快(kuài)中子增殖堆、高溫氣冷堆。我國zui早應用核動力技術的領(lǐng)域是軍(jun1)事工業。20世(shì)紀70年代初海軍diyi艘壓水堆核動力潛(qián)艇正式投入使用。從1985年我國自行設計建造秦山一期(qī)30萬KW核電機組以來,先後通過自主(zhǔ)設(shè)計建造,引進國外技(jì)術方(fāng)式又建了大亞灣秦山二期(qī)、秦山三期、嶺澳、田(tián)灣共6座核(hé)電站,總裝機容量達到870萬KW。占(zhàn)全國發電裝(zhuāng)機容量的2%。我國計劃到2020年核電裝機容量(liàng)将由現在的870萬KW增加到4000萬KW,屆時占全國電力裝機總(zǒng)量的4%左右(yòu),即從現在起,平均每年至(zhì)少建造兩個百萬(wàn)KW的核電機組。已建成的核電站中,除秦山三期采用加拿大重(zhòng)水堆型外,其(qí)它均為壓水堆(duī)。由俄羅斯提供的田灣核電站(zhàn)單機功率參數zui大,為106萬KW。
中國原子能科學研究院、清華大學等單位建造的(de)快中子增殖反應堆,先進堆、高溫氣冷堆(duī)等在國内尚屬(shǔ)研究試驗堆,取得經驗後将擴大建造商(shāng)業用堆。值得(dé)關注的是由美國西屋公司設(shè)計的超第三代壓水堆核電機組AP600、AP1000具有(yǒu)更高的運行(háng)安全性,其設計采用了非(fēi)能動原理如重力(lì)、對流、冷凝等,用來做為安全系統中(zhōng)的驅動力,大大減少了電、液、氣等能動驅動力。同時閥門使用(yòng)量減少(shǎo)50%,泵減少35%、電纜用量減少80%,抗(kàng)震等級要求設備數量下降了45%,電站壽期(qī)可達60年(現為30~40年)。但這種核(hé)電站(zhàn)目前世界上還沒(méi)有建成運行的範例。我(wǒ)國目前也在進行第三(sān)代核電站的研究和(hé)實驗工作。
核電站(zhàn)中閥門的數量分布以大亞灣核電(diàn)站為例,核島部分占43.5%、常規(guī)島(dǎo)部分占45%、輔助設施占11.5%。其核島部分使用的各類閥門共有1.3萬台。以(yǐ)閥門配置情況看,截止閥占33.6%,隔膜(mó)閥占26.2%、球閥占12.8%。這三(sān)項占核島閥門的72.6%。從安全等級分布(bù)看,核Ⅰ級的僅有2.3%、核Ⅱ、Ⅲ級的合計有52%,而非核級的占(zhàn)了45.7%。核電閥門在核電站中(zhōng)的投資比例占核電(diàn)站建成價的1.6%左右。按(àn)嶺澳兩台百(bǎi)萬KW機組核電站建成價35億美元計算,閥門投(tóu)資為0.56億美(měi)元,折合人民币約4.6億元。按國家核電(diàn)發展(zhǎn)規劃,到2020年新建核電站中閥門(mén)總投資累計将達到(dào)70多億元人民币(bì)(若将材料等(děng)物價上漲(zhǎng)因素考慮在内将達到近百(bǎi)億元人民币)。核電(diàn)閥(fá)門的維修、更換費(fèi)用(yòng)在核電站維修總額中約占50%。一座(zuò)具有兩台百萬千(qiān)瓦機組的核電站每年總維修(xiū)費用将在1.35億元人民(mín)币(bì)左右。閥門維修、更(gèng)換費用每年達到約6700萬(wàn)元(yuán)人民币。當我國運行的百萬千瓦核電機組裝機容量達到2000萬KW時(shí),每年核電閥門的(de)維修、更換費(fèi)用就将(jiāng)達到6.7億元人民币。目前,我國核電站(zhàn)中(zhōng)使用的閥門,除秦山一期、二期中使用(yòng)部分國産閥門外,其(qí)它核島(dǎo)和常規島部分所用閥門幾乎全部進口(kǒu)。這種狀況和國家到2020年發展核(hé)電(diàn)的規劃,為中國的閥門行(háng)業提供了良好的發展機遇,同時也是對中國閥門行業的一個嚴峻的考驗(yàn)。
與(yǔ)國内核(hé)電閥門比(bǐ)較而言,國外核電閥門種類齊全、技術先進、性能優良、可靠性較高。美國(guó)1942年建造了世界上diyi座實驗性核反應堆,前蘇聯于1954年建成世界上diyi座核電(diàn)站。在60多年的核(hé)動力技術發展過程中,僅就核電閥門而言,國(guó)外形(xíng)成了(le)完整的設計、實驗、制造、檢測體(tǐ)系,積(jī)累了大量的經驗,産品成熟、技術可(kě)靠。美國的西屋公司(sī)、加拿大的維蘭公司(sī)、法國的法瑪通公司等西方公(gōng)司掌握着當代先(xiān)進的核電技術。維蘭公司的核電閥門幾乎在世界上90%以上的核電站中都有着良好的供(gòng)貨記錄。世界上核電站中的核島和常規島中(zhōng)許多重要的核級、非核級(jí)閥門(mén),如先導式安全閥、主蒸氣隔離(lí)閥,調節閥等的核電閥門技術和(hé)市場均被發達國家著名的(de)閥門公(gōng)司(sī)所壟斷,而且價格十分昂貴。
國外主要生産核(hé)電閥門公司
1.美國洛克威(wēi)爾國際公司(RockwellInternationalCorp.)
洛克威爾國際公(gōng)司總部設在美國賓夕法尼亞州的匹茲(zī)堡,職工總(zǒng)數12萬餘人。該公司有(yǒu)200多個工廠及辦事處,在美國以外的30多個(gè)國家裡約有100多(duō)家附屬公司、聯合公司和分公司。公司由宇航、汽車、電子(zǐ)及通用工業(yè)四大(dà)生産部門組成。産品品種繁多,廣泛地為高精度工(gōng)程(chéng)提供設備與部件(jiàn)。洛克威爾國際公(gōng)司的(de)通用工業部門中的流量控制設備産品(pǐn),包括公用事業用閥門、石(shí)油(yóu)、天然氣及原子能工業用閥門。該(gāi)公司1974年生産diyi台核(hé)電站用金屬密封(fēng)隔膜(mó)閥。
2.德國的蘇爾壽KSB公(gōng)司
該公司(sī)創建于1871年,原名(míng)法蘭肯(kěn)塔爾廠,1972年1月瑞士的蘇爾壽公司與KSB公司在該廠原址成立蘇爾壽——KSB公司,并投資34萬馬克,專門從事核電站泵(bèng)和閥門的設計與制造(zào)。該廠占地面積57400㎡,職工人數3000餘人。該公司的主要産品有原子能反應堆用截止閥、截止止回閥、閘閥、彈簧安全閥、隔膜閥。以及化工用耐(nài)酸鋼截止(zhǐ)閥,閘閥,隔膜閥等(děng)。
3.加拿大維蘭工程公司(VelenEngineeringco.ltd.)
維蘭工(gōng)程公司創建于1950年,目前已經發展成為世界閥門(mén)行業(yè)的先驅。現有十家專業制造廠(chǎng),2000餘名雇員。該公司在60個國(guó)家設有代表處。維蘭工程公司的(de)閥門制造廠除三家在本國外,其(qí)餘七家在英國(guó)、美國(guó)、法國、德國(guó)、葡(pú)萄牙及韓國。維蘭工程公司作為(wéi)核電閥門的主要供貨廠商,以其(qí)優異的質量樹起了信(xìn)譽。公司在(zài)北美的三家工廠持有ASME核電站“N”許可證。公司生産大量的包括核電閥門在(zài)内的各種類型和(hé)參數(shù)的電站閥門。核(hé)電閥門中具有代表(biǎo)性的有核Ⅰ級閘閥DN350,設(shè)計壓力17.6Mpa,zui高工作(zuò)溫度350℃;核Ⅱ級主蒸氣隔離閥DN800,1500磅級。世界(jiè)上有24個國家在使(shǐ)用該公司的核電閥門。
4.英國HaatterleyHeaton公司(哈特利海通)
HaatterleyHeaton公司具(jù)有六十年生産鋼制閥門的經(jīng)驗(yàn),也是核電站用閥門的主要供貨商。40餘年來,該公司高度(dù)完善的多種類型(xíng)的波紋管密封(fēng)閥(fá)門被廣(guǎng)泛應用于世界各地的核電站(zhàn),也被應用于核動力潛艇(tǐng)上。
5.美國費希爾控制公司
美國的費希爾控制(zhì)公司以研制和(hé)生産(chǎn)控制閥著稱,在各國核電站中廣泛采用其生産(chǎn)的先導調節閥、籠(lóng)式調節閥、球形調節閥、減(jiǎn)壓閥等各類控制閥(fá)門(mén),調節壓力或流量平穩(wěn)、噪音小、執行機構動作靈(líng)敏。