1概述
核電廠電動(dòng)關(guān)斷類閥門被廣泛的應(yīng)用在核電站的各系統(tǒng)的管道上，起到對(duì)介質(zhì)的截?cái)嗪屯鞯淖饔�。在核電閥門能保證性能和壽命的前提下，閥門的安全性與可靠性取決于電動(dòng)執(zhí)行器，正確的合理選用和設(shè)定電動(dòng)執(zhí)行器，才能使電動(dòng)閥門的安全性、可靠性得到更有效的保障。相反，如果電動(dòng)執(zhí)行器選擇或設(shè)定不當(dāng)，輕者會(huì)造成閥門使用性能不能正常的發(fā)揮，重者會(huì)造成閥門的損壞，從而影響核電廠運(yùn)行的安全性。本文主要從核電關(guān)斷類閥門用多回轉(zhuǎn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇和設(shè)定的安全性進(jìn)行了分析和研究，對(duì)于多回轉(zhuǎn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)關(guān)于開關(guān)時(shí)間、動(dòng)作特性等使用性能的分析不在本文的研究范圍內(nèi)。
核電廠電動(dòng)關(guān)斷類閥門中采用多回轉(zhuǎn)電動(dòng)執(zhí)行器的具有代表性的閥門有閘閥、截止閥等閥門。核電廠的運(yùn)行工況一般分為正常工況，異常工況和事故工況。安裝在核電廠的電動(dòng)閥門要能在各種不同工況下都能保證運(yùn)行的安全性和可靠性，因此電動(dòng)閥門配備的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)也應(yīng)針對(duì)這三種工況進(jìn)行選型和設(shè)定。
2電動(dòng)執(zhí)行器力矩值的分析與計(jì)算
多回轉(zhuǎn)電動(dòng)執(zhí)行器涉及安全性保證和控制的主要部件為力矩開關(guān)和限位開關(guān)。力矩開關(guān)通常是保護(hù)閥門和電動(dòng)執(zhí)行器不被損壞，限位開關(guān)是用來控制閥門的開關(guān)位置。在多回轉(zhuǎn)電動(dòng)執(zhí)行器的眾多參數(shù)中電動(dòng)執(zhí)行器的額定輸出力矩、力矩開關(guān)觸發(fā)值和電機(jī)跳閘值是涉及閥門和電動(dòng)執(zhí)行器安全的關(guān)鍵參數(shù)。本節(jié)主要針對(duì)在閥門運(yùn)行在正常工況，異常工況和事故工況三種不同工況時(shí)，如何對(duì)閥門與電動(dòng)執(zhí)行器配合的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行計(jì)算和選型。
2.1正常工況
正常工況（第二類工況）是指設(shè)備正常運(yùn)行期間可能遇到的一種工況，包括穩(wěn)態(tài)運(yùn)行工況以及與啟動(dòng)、停運(yùn)有關(guān)的瞬態(tài)。此工況為閥門工作的最多的工況，因此應(yīng)根據(jù)此工況下閥門所需的操作扭矩來選擇電動(dòng)執(zhí)行器的額定輸出力矩。
根據(jù)計(jì)算出的開、關(guān)操作扭矩的最大值來對(duì)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的額定輸出力矩進(jìn)行選擇。例如：閥門關(guān)閉力矩：3160N.m，開啟力矩：4000N.m，應(yīng)按最大力矩值4000N.m進(jìn)行電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型。
2.2緊急工況
緊急工況（第三類工況）是指設(shè)備在稀有的事故情況下所處的工況。此類工況很少發(fā)生，但也必須考慮。此工況為閥門工作較少工況，在此工況下閥門工作的壓力和溫度將會(huì)有一定的波動(dòng)，特備是可能會(huì)有一定的升高，因此閥門開、關(guān)操作力矩也相應(yīng)會(huì)有所升高。根據(jù)RCC-M規(guī)范要求，在此工況對(duì)應(yīng)于LevelC級(jí)限制，設(shè)備應(yīng)限制在過度變形、塑性失穩(wěn)范圍內(nèi)，因此閥門在此工況下運(yùn)行時(shí)，必須保證電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出操作力矩不能超過閥桿材料許用應(yīng)力，即在閥桿材料沒有超過許用應(yīng)力前電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)停止工作。
2.3事故工況
事故工況（第四類工況）是一種極不可能出現(xiàn)的工況，但對(duì)于造成設(shè)備安全性的后果應(yīng)予以研究。不應(yīng)因此類工況出現(xiàn)的概率太小而不予考慮。根據(jù)RCC-M規(guī)范要求，在此工況對(duì)應(yīng)于LevelD級(jí)限制，設(shè)備應(yīng)限制在彈性或彈塑性失穩(wěn)的范圍內(nèi)。在此工況下閥門工作的壓力和溫度將會(huì)有較大的波動(dòng)，特別是會(huì)有較大的升高，因此閥門的開、關(guān)操作力矩也相應(yīng)會(huì)有所升高。因此閥門在此工況下運(yùn)行時(shí)，必須保證在閥桿材料沒有超過其屈服強(qiáng)度前電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)停止工作。
3小結(jié)
綜合以上分析，在進(jìn)行多回轉(zhuǎn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型時(shí)要計(jì)算，及根據(jù)以下數(shù)據(jù)選擇選擇和設(shè)定電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：
（1）85%額定電壓下電裝的輸出扭矩≥閥門開、關(guān)值的最大值力矩T1。
（2）電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)部力矩開關(guān)的觸發(fā)值≤閥桿許用強(qiáng)度所能承受的最大力矩值T2。
（3）電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)部電機(jī)跳閘力矩開關(guān)的觸發(fā)值≤閥桿屈服強(qiáng)度所能承受的最大力矩值T3。