核電(diàn)閥門就(jiù)是核電站(zhàn)專(zhuān)用閥門。是(shì)指在核電(diàn)站中核島N1、常規島CI和電站輔助(zhù)設施BOP系統及其他火(huǒ)力電站中使用(yòng)的閥門,起到了切斷或(huò)接通管路介質的作用。從安全級别上分為核安全Ⅰ級(jí)、Ⅱ級、Ⅲ級、非核級。其中核安(ān)全Ⅰ級要(yào)求zui高。核電閥門在核(hé)電站中(zhōng)是(shì)使用(yòng)數量(liàng)較多的介質輸送控(kòng)制設備,是核電站安(ān)全運行中的必不可少的(de)重要組成部分。
據統計目前全世界共有447個核(hé)電機組正(zhèng)在運行,總裝機容量為3.8億KW,約占全球(qiú)總發電量的16.2%。有(yǒu)17個國家核電站裝機(jī)容量占其(qí)本國總(zǒng)發電量的25%以(yǐ)上。其中法(fǎ)國占(zhàn)77%,韓國占38%,日本占36%,英國占28%。美(měi)國也達到了20%。在所(suǒ)運行的核電機組中,50%以(yǐ)上為壓水堆,其次有重水堆、沸水堆、石墨堆、快中子增殖堆、高溫氣(qì)冷堆。我國zui早應用核動力技術的領(lǐng)域是軍事工業。20世紀70年代初海軍diyi艘壓水堆核動(dòng)力潛(qián)艇正式投入使用(yòng)。從1985年我國自行設計建造(zào)秦山一期30萬KW核(hé)電機(jī)組以來,先後通過自主設計建造,引進國外技術方式又建了大亞灣(wān)秦山二期(qī)、秦山三期、嶺澳、田灣共6座核電站,總裝機容量達到870萬(wàn)KW。占全國發電裝(zhuāng)機容量的2%。我國計劃到2020年核電裝機(jī)容量(liàng)将(jiāng)由現在(zài)的870萬KW增加到4000萬KW,屆時占全國電力裝機總量的4%左右,即從現在起,平均每年至(zhì)少建造兩個百萬KW的核電機組。已建(jiàn)成的核電站中,除秦山三期采用加(jiā)拿大重水堆(duī)型外,其它均為壓水堆(duī)。由俄羅(luó)斯提供的田灣核電站(zhàn)單機功率參數zui大,為106萬(wàn)KW。
中國原子能科學研究院、清(qīng)華大學(xué)等單位建造的快(kuài)中子增殖反應(yīng)堆,先進堆、高溫氣冷堆等在國内尚屬研究試驗堆,取得經驗後将擴大建(jiàn)造商業用堆。值得(dé)關注的是由美國西屋公司設計的(de)超第三代壓水堆核電機組AP600、AP1000具有更高的運行安全性,其(qí)設計采用了非能動原(yuán)理如重力、對流、冷凝等,用來做為安全(quán)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(fá)門使用量減少50%,泵減少35%、電纜用(yòng)量減(jiǎn)少80%,抗(kàng)震等級要求(qiú)設備數(shù)量下降了45%,電(diàn)站壽期可達60年(現為30~40年)。但這種核(hé)電站目前世界上還沒有建成運行的範例。我(wǒ)國目前也在進行第(dì)三代核電站的研究和實驗工作。
核電站(zhàn)中閥門(mén)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(yǒu)1.3萬台。以閥門配置情況看,截止閥占33.6%,隔膜閥占26.2%、球閥占12.8%。這三項占核島閥門的72.6%。從安全(quán)等級分布看,核Ⅰ級的僅有2.3%、核Ⅱ、Ⅲ級的合計有52%,而非核級(jí)的占了45.7%。核電閥門在核電(diàn)站中(zhōng)的(de)投資比例占核電站建成價(jià)的1.6%左(zuǒ)右。按嶺澳兩台百萬KW機組核電站建(jiàn)成價35億美元計算(suàn),閥門投資為0.56億美元,折合人民币約4.6億元。按國家核電(diàn)發展規劃,到2020年新建核電站中(zhōng)閥門(mén)總投資累計将達到70多億元人民币(bì)(若将材料等(děng)物價上漲因素考慮在内将達到近百億元人民币)。核電閥(fá)門的維修(xiū)、更換費用在核電站維修(xiū)總額中約占50%。一座具有兩台百萬千(qiān)瓦機組的核電站每(měi)年總維修費用将在1.35億元人民币左右。閥(fá)門維修、更換費用每年達到(dào)約6700萬元人民币。當我國運行的百萬千瓦核電機組裝機容量達到2000萬KW時,每年核電閥門的(de)維修、更換費用就(jiù)将達到6.7億(yì)元人民(mín)币。目前,我國核電站(zhàn)中使用的閥門,除秦山一期、二期中使用(yòng)部分國産閥門外,其它核島(dǎo)和常規島部分所用閥門幾乎全部進口。這種狀況和國家到2020年發展核(hé)電的規劃,為中國的閥門行業提供了良好(hǎo)的發展機(jī)遇,同時也是對(duì)中國閥門行業(yè)的一(yī)個嚴峻的考驗。
與國内核電閥門比(bǐ)較而言,國外核(hé)電閥門種類齊全、技術先進、性能優(yōu)良、可靠(kào)性(xìng)較高。美國(guó)1942年建造了世界上(shàng)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(de)核動力技術發展(zhǎn)過程中,僅(jǐn)就核電閥門而言,國(guó)外形(xíng)成了完整的設計、實驗、制造、檢測體系,積累了大量的經驗,産品成熟、技術可(kě)靠。美國的西屋公司、加拿大的維蘭公(gōng)司、法國的法瑪通公司等西方公(gōng)司掌握着當代先進的核電技術。維(wéi)蘭公司的核電閥門幾乎(hū)在世界上90%以上的核電站中都有着良好的供(gòng)貨記(jì)錄。世(shì)界上(shàng)核電站中的核(hé)島和常規島中許多重(zhòng)要的核級、非核級閥門(mén),如先導式安全閥、主蒸氣隔離閥(fá),調節閥等的核(hé)電閥門技術(shù)和(hé)市(shì)場均被發(fā)達國家(jiā)著名的閥門公司所壟斷,而且價格十分昂貴。
國外主要生産核電閥門公司
1.美國洛克威(wēi)爾國際公司(RockwellInternationalCorp.)
洛克威爾國際公司總(zǒng)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200多個(gè)工廠及辦事處,在美國以外的30多個國家裡約有100多(duō)家附屬公司、聯合公司和(hé)分公司。公(gōng)司由宇航、汽車、電子及(jí)通用工業四大生産部門組(zǔ)成。産品品種繁多,廣泛地為高精度工程提供設備與部件。洛克威爾國際公(gōng)司的通用工業部門中的(de)流量控制設備産品,包括公(gōng)用事業用閥門、石(shí)油、天然氣及原(yuán)子能工業用閥(fá)門。該公司1974年生産diyi台核(hé)電(diàn)站用金屬密封隔膜(mó)閥。
2.德國的蘇爾壽KSB公司
該公司創建于1871年,原名法蘭肯塔爾廠,1972年1月瑞(ruì)士的蘇爾壽公司(sī)與KSB公(gōng)司在該廠原址成立蘇爾壽——KSB公(gōng)司,并投資34萬馬克,專門從事核電站泵和(hé)閥門的設計與制造(zào)。該廠占(zhàn)地面積57400㎡,職工人(rén)數3000餘人。該公司的(de)主要(yào)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(jí)化工用耐酸鋼截止閥,閘閥(fá),隔膜閥等。
3.加拿大維蘭工程公司(VelenEngineeringco.ltd.)
維蘭工程公司創建(jiàn)于(yú)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(zài)60個國家設有代表處。維蘭(lán)工程(chéng)公司的(de)閥門制造廠除三家在本國外,其餘七家在英國、美國、法國、德國、葡萄牙及韓國。維蘭(lán)工程公司作為核(hé)電閥門的主(zhǔ)要供(gòng)貨廠商,以其優異的(de)質量樹起了信(xìn)譽。公司在北美的三(sān)家工廠持有ASME核電站“N”許可證。公司生産大(dà)量的(de)包括核電閥門在内的各種類型和參數的電站閥門。核電閥門中具有(yǒu)代表性的有核(hé)Ⅰ級閘閥(fá)DN350,設計壓力17.6Mpa,zui高工(gōng)作(zuò)溫度350℃;核Ⅱ級(jí)主蒸氣隔離閥(fá)DN800,1500磅級。世界上有24個國家在使用(yòng)該公司的(de)核電閥門。
4.英國HaatterleyHeaton公司(哈特利海(hǎi)通)
HaatterleyHeaton公司具有六十年生産鋼(gāng)制閥門的經驗,也是核電站用閥門的(de)主要供貨商。40餘(yú)年來,該公(gōng)司高度完善的多種類型(xíng)的波紋管密封閥門被廣(guǎng)泛應用于世界各地的核電站,也被應用于核動力(lì)潛艇上。
5.美國費希爾控制公(gōng)司(sī)
美國的(de)費希爾控制(zhì)公司以研制和生産控制閥著(zhe)稱,在各國核電(diàn)站中(zhōng)廣泛采用其生産的先導(dǎo)調節閥、籠式調節閥、球形(xíng)調節閥、減壓(yā)閥等各(gè)類控(kòng)制閥門,調節壓力或流量平穩、噪音小、執行機構動作靈敏。