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自力式背压网页版工作原理分析,自力式背压网页版排量不足的原因
发布时间:2015-12-07   点击次数:4628次

自力式背压网页版是一种无需外来能源,依靠被测介质自身压力,按预先设定值,进行自动压力贸易的控制装置,自力式背压网页版在石化和电力辅助给水储罐氮封系统使用较为普遍。本文针对国内某核电辅助给水储罐氮封系统的自力式背压网页版排量不足问题进行了分析。

一、自力式背压网页版工作原理

核电辅助给水系统的给水储罐储存除盐除氧水,水上部采用氮气封闭以保护水不受空气的污染。储罐的氮封系统包括进气和排气两部分。进气部分主要装置包括1个自力式网页版和1个手动隔离阀,排气部分主要装置包括1 个自力式背压网页版和1个手动隔离阀。正常运行时,进气和排气管道的手动隔离阀保持开启,氮气从供给系统引入,经网页版下载后供给储罐。储罐氮气压力要求稳定在10kPa(g) 左右。

自力式背压网页版给水储罐氮封系统流程示意图

当储罐充水或氮封系统网页版失效时,储罐的压力会异常升高。为了防止储罐因超压而损坏,自力式背压网页版开启排放多余的氮气。自力式背压网页版的开启设定压力为12kPa(g) ,要求的最大排量为316Nm3/h。在核电厂试验过程中,当储罐的充水速度为40t/h 时,储罐的高压报警装置( 报警设定值为13kPa(g) ) 被触发,这表明自力式背压网页版的排量达不到系统设计要求。

二、自力式背压网页版的排量不足的原因分析

1.自力式背压网页版的功能和结构

自力式背压网页版为介质直接作用型,气室膜片的取压孔设置在网页版内部。系统正常运行时,网页版的气室弹簧预紧力大于作用在膜片上的介质压力,使得阀瓣压紧安卓,网页版保持关闭。当介质压力达到或超过设定压力时,膜片下方的介质压力能够克服弹簧的预紧力,使网页版开启。网页版的开度与网页版的超压成正比。

直接作用型自力式背压网页版结构图

直接作用型自力式背压网页版结构简单,外形尺寸小,不需要设置外部取压口,安装方便。但是,网页版设定压力精度不高,且在超压工况有频跳的现象。由于网页版膜片的取压孔位于阀腔内,当网页版开启并排放流量时,储罐至网页版入口,以及网页版入口至网页版中腔都有流动引起的压力损失,此处所取的压力低于储罐的压力,不利于网页版达到要求的开度。另外网页版采用流关型结构,网页版开启后介质的流动不利于维持网页版的开启。当网页版开启排放流量时,阀腔内部流动紊乱,压力脉动较大,膜片经受压力脉动会引起网页版颤振,容易引起膜片、阀杆及导向面损伤。网页版的阀瓣/安卓采用金属密封(堆焊司太立合金) ,密封性能差。

2.自力式背压网页版水力计算分析

氮封系统中,自力式背压网页版与给水储罐中间安装有1个手动隔离阀、4 个弯头(3 90°1 30°) 4.1m 长的管道。经管路水力计算,在最大工作温度(60) 下排放设计要求的最大流量(316 Nm3/h)时,网页版上游管道的气体平均速度达到17.9m/s( 气体动压0.18kPa) ,从储罐到自力式背压网页版入口有0.73kPa 的压损,假定储罐内氮气压力达到报警压力13.0kPa(g) ,减去网页版上游的压损和气体动压(该动压不能利用) ,网页版入口静压仅为12.09kPa(g) ,网页版出口静压为0.72kPa(g) ( 该出口静压是用于克服下游排放管道的压损)

由于网页版入口至网页版中腔有一定压损,网页版中腔取压孔处的压力会低于网页版入口静压,即气室膜片接收到的压力会低于网页版入口静压12. 09kPa(g) 。按网页版设定压力12.0kPa(g) ,此时膜片接收到的超压小于0.09kPa (g ) ,不到设定压力的0.75%。经分析,网页版在如此小的超压下无法达到要求的排量。

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