核電閥門知識(shí).doc

核電閥門知識(shí)一、概況： 核電閥門是指在核電站中核島N1、常規(guī)島CI和電站輔助設(shè)施BOP系統(tǒng)中使用的閥門。從安全級(jí)別上分為核安全級(jí)、級(jí)、級(jí)、非核級(jí)。其中核安全級(jí)要求最高。核電閥門在核電站中是使用數(shù)量較多的介質(zhì)輸送控制設(shè)備，是核電站安全運(yùn)行中的必不可少的重要組成部分。據(jù)統(tǒng)計(jì)一座具有兩臺(tái)100萬(wàn)KW機(jī)組的核電站有各類閥門3萬(wàn)臺(tái)。 據(jù)統(tǒng)計(jì)目前全世界共有447個(gè)核電機(jī)組正在運(yùn)行，總裝機(jī)容量為3.8億KW，約占全球總發(fā)電量的16.2%。有17個(gè)國(guó)家核電站裝機(jī)容量占其本國(guó)總發(fā)電量的25%以上。其中法國(guó)占77%，韓國(guó)占38%，日本占36%，英國(guó)占28%。美國(guó)也達(dá)到了20%。在所運(yùn)行的核電機(jī)組中，50%以上為壓水堆，其次有重水堆、沸水堆、石墨堆、快中子增殖堆、高溫氣冷堆。 我國(guó)最早應(yīng)用核動(dòng)力技術(shù)的領(lǐng)域是軍事工業(yè)。20世紀(jì)70年代初海軍第一艘壓水堆核動(dòng)力潛艇正式投入使用。從1985年我國(guó)自行設(shè)計(jì)建造秦山一期30萬(wàn)KW核電機(jī)組以來(lái)，先后通過自主設(shè)計(jì)建造，引進(jìn)國(guó)外技術(shù)方式又建了大亞灣秦山二期、秦山三期、嶺澳、田灣共6座核電站，總裝機(jī)容量達(dá)到870萬(wàn)KW。占全國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量的2%。我國(guó)計(jì)劃到2020年核電裝機(jī)容量將由現(xiàn)在的870萬(wàn)KW增加到4000萬(wàn)KW，屆時(shí)占全國(guó)電力裝機(jī)總量的4%左右，即從現(xiàn)在起，平均每年至少建造兩個(gè)百萬(wàn)KW的核電機(jī)組。已建成的核電站中，除秦山三期采用加拿大重水堆型外，其它均為壓水堆。由俄羅斯提供的田灣核電站單機(jī)功率參數(shù)最大，為106萬(wàn)KW。中國(guó)原子能科學(xué)研究院、清華大學(xué)等單位建造的快中子增殖反應(yīng)堆，先進(jìn)堆、高溫氣冷堆等在國(guó)內(nèi)尚屬研究試驗(yàn)堆，取得經(jīng)驗(yàn)后將擴(kuò)大建造商業(yè)用堆。值得關(guān)注的是由美國(guó)西屋公司設(shè)計(jì)的超第三代壓水堆核電機(jī)組AP600、AP1000具有更高的運(yùn)行安全性，其設(shè)計(jì)采用了非能動(dòng)原理如重力、對(duì)流、冷凝等，用來(lái)作為安全系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)力，大大減少了電、液、氣等能動(dòng)驅(qū)動(dòng)力。同時(shí)閥門使用量減少50%，泵減少35%、電纜用量減少80%，抗震等級(jí)要求設(shè)備數(shù)量下降了45%，電站壽期可達(dá)60年（現(xiàn)為3040年）。但這種核電站目前世界上還沒有建成運(yùn)行的范例。我國(guó)目前也在進(jìn)行第三代核電站的研究和實(shí)驗(yàn)工作。 核電站中閥門的數(shù)量分布以大亞灣核電站為例，核島部分占43.5%、常規(guī)島部分占45%、輔助設(shè)施占11.5%。其核島部分使用的各類閥門共有1.3萬(wàn)臺(tái)。 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(xiàng)占核島閥門的72.6%。從安全等級(jí)分布看，核級(jí)的僅有2.3%、核、級(jí)的合計(jì)有52%，而非核級(jí)的占了45.7%。 核電閥門在核電站中的投資比例占核電站建成價(jià)的1.6%左右。按嶺澳兩臺(tái)百萬(wàn)KW機(jī)組核電站建成價(jià)35億美元計(jì)算，閥門投資為0.56億美元，折合人民幣約4.6億元。按國(guó)家核電發(fā)展規(guī)劃，到2020年新建核電站中閥門總投資累計(jì)將達(dá)到70多億元人民幣（若將材料等物價(jià)上漲因素考慮在內(nèi)將達(dá)到近百億元人民幣）。 核電閥門的維修、更換費(fèi)用在核電站維修總額中約占50%。一座具有兩臺(tái)百萬(wàn)千瓦機(jī)組的核電站每年總維修費(fèi)用將在1.35億元人民幣左右。閥門維修、更換費(fèi)用每年達(dá)到約6700萬(wàn)元人民幣。當(dāng)我國(guó)運(yùn)行的百萬(wàn)千瓦核電機(jī)組裝機(jī)容量達(dá)到2000萬(wàn)KW時(shí)，每年核電閥門的維修、更換費(fèi)用就將達(dá)到6.7億元人民幣。 目前，我國(guó)核電站中使用的閥門，除秦山一期、二期中使用部分國(guó)產(chǎn)閥門外，其它核島和常規(guī)島部分所用閥門幾乎全部進(jìn)口。這種狀況和國(guó)家到2020年發(fā)展核電的規(guī)劃，為中國(guó)的閥門行業(yè)提供了良好的發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)也是對(duì)中國(guó)閥門行業(yè)的一個(gè)嚴(yán)峻的考驗(yàn)。 二、國(guó)內(nèi)核電閥門水平 目前，國(guó)內(nèi)已有19個(gè)企業(yè)獲得了國(guó)家核安全局頒發(fā)的民用核承壓設(shè)備設(shè)計(jì)和生產(chǎn)資格許可證，可設(shè)計(jì)和生產(chǎn)核級(jí)閥門。其設(shè)計(jì)、生產(chǎn)閥門的種類有閘閥、截止閥、止回閥、球閥、蝶閥、彈簧式安全閥、調(diào)節(jié)閥、節(jié)流閥、隔膜閥、波紋管截止閥等。這19個(gè)企業(yè)中具備設(shè)計(jì)生產(chǎn)核級(jí)閥門的企業(yè)有五家。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的供核電站用閥門大多是非核級(jí)和核、級(jí)閥門。 國(guó)內(nèi)核級(jí)閥門研制起步于60年代初。到目前，經(jīng)過幾十年的努力，國(guó)內(nèi)已形成了一定規(guī)模的核級(jí)閥門設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、制造、檢測(cè)能力，并為秦山核電站一期、二期建設(shè)提供了大量的核級(jí)和非核級(jí)閥門，為核電閥門國(guó)產(chǎn)化做出了重要貢獻(xiàn)。目前，國(guó)內(nèi)已成功研制生產(chǎn)了壓水堆核島核級(jí)電動(dòng)閘閥、止回閥；核級(jí)電動(dòng)波紋管截止閥、快中子增殖反應(yīng)堆用核級(jí)電動(dòng)波紋管鈉截止閥等具有較高水平的核級(jí)閥門。同時(shí)隨著國(guó)家發(fā)展核電政策的引導(dǎo)，這種能力正在得到迅速的加強(qiáng)和擴(kuò)大。但我們也應(yīng)該清醒地認(rèn)識(shí)到，由于國(guó)內(nèi)核電閥門還存在著一些技術(shù)水平較低、質(zhì)量和可靠性不高等現(xiàn)象，在一定程度上影響核電閥門的國(guó)產(chǎn)化。核電站中核島、常規(guī)島的一些重要閥門如先導(dǎo)式安全閥、調(diào)節(jié)閥、主蒸汽隔離閥等國(guó)內(nèi)還不能提供成熟、可靠的產(chǎn)品。同時(shí)由于受國(guó)內(nèi)核電閥門的實(shí)驗(yàn)測(cè)試手段所限，以及技術(shù)、管理等原因，核電閥門產(chǎn)品的可靠性數(shù)據(jù)少、自動(dòng)控制水平低、產(chǎn)品的質(zhì)量不穩(wěn)定。核電是以安全可靠為第一原則的。國(guó)內(nèi)核電閥門存在的問題，導(dǎo)致核電站業(yè)主不愿或不輕易采用國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的核電閥門。這是我們各個(gè)閥門企業(yè)需要花大力氣才能解決的核電閥門產(chǎn)品技術(shù)水平和質(zhì)量這個(gè)根本問題，也是行業(yè)關(guān)注之處。需要在技術(shù)、人才、政策、軟件、硬件、管理諸方面采取措施才能加以解決。三、國(guó)外核電閥門簡(jiǎn)介 與國(guó)內(nèi)核電閥門比較而言，國(guó)外核電閥門種類齊全、技術(shù)先進(jìn)、性能優(yōu)良、可靠性較高。美國(guó)1942年建造了世界上第一座實(shí)驗(yàn)性核反應(yīng)堆，前蘇聯(lián)于1954年建成世界上第一座核電站。在60多年的核動(dòng)力技術(shù)發(fā)展過程中，僅就核電閥門而言，國(guó)外形成了完整的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、制造、檢測(cè)體系，積累了大量的經(jīng)驗(yàn)，產(chǎn)品成熟、技術(shù)可靠。美國(guó)的西屋公司、加拿大的維蘭公司、法國(guó)的法瑪通公司等西方公司掌握著當(dāng)代先進(jìn)的核電技術(shù)。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著良好的供貨記錄。世界上核電站中的核島和常規(guī)島中許多重要的核級(jí)、非核級(jí)閥門，如先導(dǎo)式安全閥、主蒸汽隔離閥，調(diào)節(jié)閥等的核電閥門技術(shù)和市場(chǎng)均被發(fā)達(dá)國(guó)家著名的閥門公司所壟斷，而且價(jià)格十分昂貴。國(guó)外主要生產(chǎn)核電閥門公司 1.美國(guó)洛克威爾國(guó)際公司（Rockwell International Corp.） 洛克威爾國(guó)際公司總部設(shè)在美國(guó)賓夕法尼亞州的匹茲堡，職工總數(shù)12萬(wàn)余人。該公司有200多個(gè)工廠及辦事處，在美國(guó)以外的30多個(gè)國(guó)家里約有100多家附屬公司、聯(lián)合公司和分公司。 公司由宇航、汽車、電子及通用工業(yè)四大生產(chǎn)部門組成。產(chǎn)品品種繁多，廣泛地為高精度工程提供設(shè)備與部件。洛克威爾國(guó)際公司的通用工業(yè)部門中的流量控制設(shè)備產(chǎn)品，包括公用事業(yè)用閥門、石油、天然氣及原子能工業(yè)用閥門。該公司1974年生產(chǎn)第一臺(tái)核電站用金屬密封隔膜閥。 2.德國(guó)的蘇爾壽KSB公司 該公司創(chuàng)建于1871年，原名法蘭肯塔爾廠，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(wàn)馬克，專門從事核電站泵和閥門的設(shè)計(jì)與制造。該廠占地面積57400m，職工人數(shù)3000余人。 該公司的主要產(chǎn)品有原子能反應(yīng)堆用截止閥、截止止回閥、閘閥、彈簧安全閥、隔膜閥。以及化工用耐酸鋼截止閥，閘閥，隔膜閥等。3.加拿大維蘭工程公司（Velen Engineering co. ltd.） 維蘭工程公司創(chuàng)建于1950年，目前已經(jīng)發(fā)展成為世界閥門行業(yè)的先驅(qū)?，F(xiàn)有十家專業(yè)制造廠，2000余名雇員。該公司在60個(gè)國(guó)家設(shè)有代表處。維蘭工程公司的閥門制造廠除三家在本國(guó)外，其余七家在英國(guó)、美國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、葡萄牙及韓國(guó)。 維蘭工程公司作為核電閥門的主要供貨廠商，以其優(yōu)異的質(zhì)量樹起了信譽(yù)。公司在北美的三家工廠持有ASME核電站“N”許可證。公司生產(chǎn)大量的包括核電閥門在內(nèi)的各種類型和參數(shù)的電站閥門。核電閥門中具有代表性的有核級(jí)閘閥DN350，設(shè)計(jì)壓力17.6Mpa，最高工作溫度350；核級(jí)主蒸汽隔離閥DN800，1500磅級(jí)。世界上有24個(gè)國(guó)家在使用該公司的核電閥門。 4.英國(guó)HaatterleyHeaton公司（哈特利海通） HaatterleyHeaton公司具有六十年生產(chǎn)鋼制閥門的經(jīng)驗(yàn)，也是核電站用閥門的主要供貨商。40余年來(lái)，該公司高度完善的多種類型的波紋管密封閥門被廣泛應(yīng)用于世界各地的核電站，也被應(yīng)用于核動(dòng)力潛艇上。 5.美國(guó)費(fèi)希爾控制公司 美國(guó)的費(fèi)希爾控制公司以研制和生產(chǎn)控制閥著稱，在各國(guó)核電站中廣泛采用其生產(chǎn)的先導(dǎo)調(diào)節(jié)閥、籠式調(diào)節(jié)閥、球形調(diào)節(jié)閥、減壓閥等各類控制閥門，調(diào)節(jié)壓力或流量平穩(wěn)、噪音小、執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作靈敏。四、幾點(diǎn)看法根據(jù)我國(guó)核電站發(fā)展的大好形勢(shì)和核電閥門發(fā)展的現(xiàn)狀，為實(shí)現(xiàn)核電快速發(fā)展，核電閥門國(guó)產(chǎn)化，個(gè)人認(rèn)為中國(guó)的閥門企業(yè)、行業(yè)和國(guó)家應(yīng)采取措施解決影響核電閥門國(guó)產(chǎn)化的幾個(gè)問題。 1.盡快補(bǔ)充完善我國(guó)的核電閥門的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。將現(xiàn)有的EJ、GB、按ASME、RCC-M標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)充完善，符合國(guó)情，提高可操作性，以利于國(guó)內(nèi)核電閥門在設(shè)計(jì)、選材制造、檢驗(yàn)等各個(gè)環(huán)節(jié)上能夠達(dá)到國(guó)產(chǎn)化。 2.整合國(guó)內(nèi)閥門行業(yè)核電閥門的實(shí)驗(yàn)、檢測(cè)和鑒定的設(shè)備和能力，資源共享，避免重復(fù)投資重復(fù)建設(shè)，加快核電