核电阀门的国产化案例

“华龙一号”海外首堆核级阀门国产化简介摘要：核电设备国产化是关系核电项目成功与否的重要因素，“华龙一号”海外首堆核级重要阀门基本实现了国产化，提高了设备国产化率，积累了丰富可贵的经验，为后续核电项目建设提供了有力支持。

关键字：“华龙一号”海外首堆；核级阀门；国产化引言2019年4月“华龙一号”海外首堆稳压器气动卸压阀验收完成，标志着“华龙一号” 海外首堆核级阀门国产化供货风险全部排除，核级阀门国产化的顺利推进为“华龙一号”顺利走出国门提供了坚实的技术保障。

阀门作为核电站分布最广的设备，控制核电站管道压力、温度、流量，并对重要系统和设备起压力保护作用，是核电站不可或缺的组成部分，由于其种类繁多、可靠性要求高，长期以来，关键核级阀门如稳压器安全阀、主蒸汽隔离阀、主给水隔离阀等都依赖国外进口，并且国产化的难度非常大。

关键核级阀门数量仅占阀门总数的1%，采购成本则占到电站阀门采购成本的30%，有较高的技术附加利润，关键核级阀门的国产化既是时代赋予我们的使命也是中国阀门的历史机遇，在响应“一带一路”、“华龙一号”走出国门的号召下，“华龙一号”海外首堆建设中将核级阀门国产化当做重要的战略目标，最终在承建方、设计院、各制造厂的努力下攻克了这个难关。

核级阀门的国产化过程中最艰难也是最有代表性的有一回路压力保护阀门（稳压器安全阀、稳压器气动卸压阀、快速卸压阀）、主蒸汽回路压力保护阀（主蒸汽安全阀、大气排放阀、主蒸汽隔离阀）等。

一、一回路压力保护阀门国产化情况1.1稳压器安全阀的国产化稳压器安全阀作为反应堆冷却剂系统的超压保护装置，用于在事故工况下对反应堆冷却剂系统的保护、卸压和隔离，是压水堆核电厂最重要的阀门之一，是保证反应堆安全稳定运行的关键设备。

稳压器有功率运行双相工况和低温运行单相工况，两种工况都需要超压保护，需要可远程控制先导式安全阀来实现其超压保护功能，而国内尚无厂家拥有核一级先导式安全阀生产资质和供货业绩，安全阀的研发周期非常长，“华龙一号”海外首堆选择了使用弹簧式稳压器安全阀加气动卸压阀的形式，弹簧式稳压器安全阀仅对稳压器功率运行双相工况超压保护，由气动卸压阀对稳压器低温运行单相工况进行超压保护，同时气动卸压阀对稳压器功率运行双相工况也进行优先超压保护减少弹簧式稳压器安全阀动作次数。

AP1000核电站循环水蝶阀位置反馈连杆振动断裂治理实例发布时间：2023-01-04T00:45:26.986Z 来源：《当代电力文化》2023年17期作者：刘鹏举1 [导读] AP1000核电厂中的一些安装在大管径管道上的大型阀门，受到管道中流体紊流的影响，阀门的阀板会产生振动，这种振动会传递到阀门位置装置的传动连杆上，造成传动连杆金属疲劳，进而导致传动连杆断裂。

通过在连杆端部增加万向节可增加连杆的抗振性能，延长使用寿命。

刘鹏举1（山东核电有限公司，山东省海阳市，265116）摘要：AP1000核电厂中的一些安装在大管径管道上的大型阀门，受到管道中流体紊流的影响，阀门的阀板会产生振动，这种振动会传递到阀门位置装置的传动连杆上，造成传动连杆金属疲劳，进而导致传动连杆断裂。

通过在连杆端部增加万向节可增加连杆的抗振性能，延长使用寿命。

关键词：阀门抗振万向节1 概述AP1000核电厂中的一些安装在大管径管道上的大型阀门，受到管道中流体紊流的影响，阀门的阀板会产生振动，且在系统运行时此类振动是无法消除的。

阀门阀板的振动会传递到阀门位置反馈装置的传动连杆上，因此这些传动连杆会长期受到一种外力，当这种外力长时间作用在传动连杆，会造成传动连杆金属疲劳，进而导致传动连杆断裂，位置反馈装置功能丧失。

2 技术问题电厂中液控蝶阀使用的阀门位置反馈装置（图1）的传动连杆为不锈钢棒材一体成型的直连杆（图2）。

图1 阀门位置反馈装置图2 位置反馈装置连杆在阀门全开运行状态下，阀门阀板受到管道中紊流的冲击，导致阀板振动，这种振动会传递到阀门位置反馈装置的传动连杆(图3)，产生的外力作用在连杆上，且这种外力在连杆的一个径向面上，方向会发生变化。

阀门在机组运行期间是长时间全开运行的，这就使阀门位置传动装置的传动连杆受外力影响，产生金属疲劳，一段时间后传动连杆会发生断裂。

图3 位置反馈装置与阀门连杆示意图在装的6台阀门中，共发生十余次连杆断裂现象，属于共性原因，并非是偶然发生：3 原因分析将断裂的连杆进行检测分析，结论如下：连杆材料的化学成分和室温拉伸性能满足 022Cr17Ni2Mo2 标准要求，微观组织为形变孪晶奥氏体和少量条带状铁素体，同时含有少量非金属夹杂，硬度处于棒材标准硬度上限。

超（超）临界火电阀门国产化实施方案二Ｏ一Ｏ年九月超（超）临界火电阀门国产化实施方案我国是一个以煤炭为主要一次能源的国家，常规火电占电力装机的70%以上。

随着机组的大型化，600MW、1000MW超超临界火电机组已逐渐成为常规火电的主力机组。

大型火电机组设备国产化取得了重要进展，锅炉、汽轮机和发电机三大主机已完全能够自主设计制造，但电站辅机一直是薄弱环节，特别是阀门，既是火电机组中价值量较大的设备，又代表了阀门制造业的设计制造水平。

据统计，一台1000MW超超临界火电机组中约有500余台高端阀门，其中90%依赖进口。

因此，尽快推进超超临界阀门国产化迫在眉睫，对实现自主发展能源事业，提升装备制造业竞争能力都具有重要意义。

根据中央领导的要求和国宝主任的批示精神，借鉴核电泵阀设备国产化的经验，政府部门组织协调，业主单位、规划设计院、主机厂积极配合、装备制造业联合攻关，共同推进常规火电阀门国产化,并顺势推进四大主管道、锅炉给水泵等其它关键辅机设备的国产化是完全有条件的。

一、超（超）临界火电阀门国产化现状（一）阀门行业现状我国阀门制造业近几年取得了长足进步。

通过自主开发和消化吸收引进技术，依托国家重点工程落实首台首套，同时积极进行技术改造，使我国阀门行业的研发能力、设计制造水平和产品质量都有了较大的提高。

特别是核电阀门国产化工作成效显著，取得重大进展，研制出一大批拥有自主知识产权的新产品，打破了国外的技术封锁和市场垄断。

天然气长输管道阀门过去也长期依赖进口，在国家能源局的领导和协调下，中国机械工业联合会和中石油集团公司组织阀门企业开发成功40〞和48〞Class600及Class900全焊接球阀，其中3家企业研制的30台样机经过严格的试验，已经通过了出厂鉴定和验收，所有技术性能指标均满足西气东输二线主干线的要求。

（二）在超（超）临界火电机组中已经有部分业绩多年来，阀门行业为火电站机组提供了大量阀门。

如：开封高压阀门有限公司生产的F92、F91电动闸阀和截止阀，WB36电动闸阀和三通截止阀，F22堵阀、止回阀及C12A 闸阀、截止阀、止回阀等，已先后使用于邹县等1000MW 超超临界火电站，运行状况良好，打破了我国超超临界火电机组高温高压阀门必须依赖进口的局面。

基于三代核电技术核一级大口径电动闸阀研制技术研究阀门作为关键部件之一，其重要性是不可小视。

文章介绍了三代核电中大口径电动闸阀的工作原理、结构特点及设计计算，并进行了试验验证研究，希望能够为相关行业的发展提供一些借鉴，仅供参考。

标签：三代核电；大口径电动闸阀；技术研究1 概述第三代大型先进压水堆核电项目是《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》确定的16个国家科技重大专项之一的子项，也是我国建设创新型国家的标志性工程之一。

阀门作为关键部件之一，其重要性是不可小视。

本次研究的课题便是关键阀门之一：大口径电动闸阀。

本类型阀门为大口径电动闸阀，该阀适用于RCS、RNS、CVS、SGS、PCS 和PXS系统，阀门电动装置采用1E级直流电动机驱动，保证了在事故工况下，阀门仍能获得驱动其动作的电源，并按系统的要求执行其预期的安全有关功能。

2 三代核电阀门与二代+阀门对比我国引进的第三代核电技术，虽然其核级阀门的数量大为减少，但技术要求、技术难度、零部件加工制造要求更高；试验、鉴定都有一些特定的要求；分析、计算尤其是可靠性分析等方面有特殊要求。

三代与二代+阀门相比存在以下差别（三代/二代+）：（1）设计标准：ASME，但部分要求高于ASTM/RCC-M；（2）设计寿命：60年/40年；（3）操作循环：一般开关类阀门手动6000次、电动3000 /隔离阀1500次；（4）地震加速度：6g/4g；（5）空间尺寸、重量及重心限定：包络图/无确切要求；（6）可靠性：“D-RAP”、“R”/无确切文件要求；（7）材料：部分阀门堆焊控制钴含量/无要求；（8）热附着工况：数据表中表述/无表述；（9）阀门导向面材料：有要求/无明确规定；（10）阀门细节结构（唇边焊、螺纹啮合长度、密封面倒角、电装缓冲装置等）：有较多细致规定/相对少；（11）鉴定的文件要求：明确，基本按照ASME QM1-1的要求/不明确。

3 主要技术参数阀门名称：核一级大口径电动闸阀；阀门型号：H1-10Z20WA2L-DU1U3（YJ）；公称通径：DN250；公称压力：2060lb；安全等级：SC-1；地震等级：QSA1；质保等级：I；工作温度：350℃；工作压力：17.2MPa；工作介质：反应堆冷却剂；阀门与管道连接方式：对接焊；主体材料：SA-351MCF3M；执行机构：电动、1E级、抗震I类、直流；阀位指示：开、关位置各一个；设计寿命：60年（易损件除外）；循环寿命：3000次（5次事件）。

华龙一号：一座创造性的超级工程作者：高敬张华迎来源：《科学导报》2021年第09期2021年1月30日，福建福清。

在这里，全球第一台“华龙一号”核电机组——中核集团福建福清核电5号机组投入商业运行。

这一天，距离2015年5月7日“华龙一号”全球首堆正式开工建设已经过去了2000多个日夜。

6万多台（套）设备、165公里管道、2200公里电缆，上千人的研发设计团队、5300多家设备供货厂家、近20万人先后参与项目建设……这是一座创造性的超级工程，更是一张闪光的国家名片。

“華龙一号”是我国具有完全自主知识产权的三代核电技术，是当前世界核电市场上接受度最高的三代核电机型之一。

“华龙一号”设计寿命60年，反应堆采用177堆芯设计，堆芯设计换料周期18个月，创新采用“能动和非能动”相结合安全系统及双层安全壳等技术，在安全性上满足国际最高安全标准要求。

对核工业来说，安全走到哪一步，科学才能走到哪一步。

安不安全，是核电站建设运营单位和公众最为关注的问题。

“华龙一号”自然也不例外。

“‘华龙一号’严格执行了国家安全标准。

”中核集团党组书记、董事长余剑锋说，我国现行安全标准是国际上最严、最高、最先进的标准。

可抗震、抗大飞机撞击的“华龙一号”，安全性靠什么实现？中国工程院院士叶奇蓁在接受笔者采访时说，三代核电技术相比二代核电技术更安全，从故障的概率上低了一个量级。

“华龙一号”达到了国际上关于三代核电安全的指标。

叶奇蓁指出，“华龙一号”采用177堆芯设计，将堆芯燃料组件数量从157组增加到177组。

这不仅仅只是单纯的燃料组件数量的提高，在增加发电能力的同时又提高了运行的安全裕量。

“华龙一号”采取了“能动+非能动”的双重安全系统。

所谓“能动”，即靠电来驱动安全系统，保障核电站运行。

如果在极端情况下，核电站断电了，这时“非能动”就能派上用场。

他说，“非能动”就要靠自然力量来驱动安全系统。

比如发生火灾时，楼上有一盆水在自然的重力作用下浇下来，就能在没有能源的情况下起到安全保障。

Science &Technology Vision科技视界0引言截止阀是一种常用的截断阀，主要用来接通或截断管道中的介质。

截止阀适用压力、温度范围很大，但一般用于中、小口径的管道。

截止阀关闭件（阀瓣）沿阀座中心线移动，其阀座通口的变化与阀瓣行程成正比例。

本文以国内某阀门厂承接的方家山核电项目1号、2号机组，福清核电项目1号、2号、3号、4号机组的核一级截止阀中腔泄漏为例，通过泄漏原因的分析，以期对后续阀门设计进行优化。

1情况介绍阀门厂根据采买方（设计院）出版的技术规格书设计并制造阀门。

技术规格书要求该阀门手动开关，运行压力17.2Mpa （表压），温度343℃，外径60.3mm ，壁厚8.7mm ，介质为反应堆冷却剂。

特殊要求：阀体和阀盖的联接为焊接密封阀门，螺旋缠绕垫片随阀门供货，密封唇现场焊接。

该厂阀门设计为：公称通径DN50，公称压力1690Lb ，壳体强度试验压力43.8Mpa ，阀座密封试验压力29.2Mpa ，阀瓣强度试验压力32Mpa ，阀门采用了螺纹阀盖设计，中腔密封采用金属垫片加唇边焊接辅助密封结构。

阀门出厂前，唇焊已经施焊完毕。

阀门设计草图如图1所示：图1螺纹阀盖截止阀示意图在系统冷试及热试时，部分安全等级为核一级的截止阀发生中腔泄漏现象。

2013年11月-12月期间，阀门厂陆续收到方家山和福清现场的质量信息反馈，在热试期间RCP 系统和RPE 系统的口径为DN50、压力为1690Lb 、安全等级为核一级的截止阀分别有3台和5台唇边焊处有蒸汽排出，如图2所示：图2中腔泄漏示意图阀门厂与现场沟通，返修方案批准后，制定了1号机组阀门返厂处理，2号机组在线排查处理的方案。

2原因分析（1）从技术上分析，该阀门厂设计的阀门采用了经典的螺纹阀盖设计，具有结构紧凑的特点，常被用于空间布置不充裕的场所如核电站、潜艇等项目上。

中腔采用金属垫片加唇焊接辅助密封结构。

具有密封性保持持续周期长、密封可靠的特点，可大大减少由于密封件本身失效导致的检修频次。

中国核电阀门的发展全球阀门网整理 2008-1-7 来源:全球阀门网【大中小】『关闭』直接进论坛于国良（沈阳盛世高中压阀门有限公司总工程师）一、概况核电阀门是指在核电站中核岛N1、常规岛CI和电站辅助设施BOP系统中使用的阀门。

从安全级别上分为核安全Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、非核级。

其中核安全Ⅰ级要求最高。

核电阀门在核电站中是使用数量较多的介质输送控制设备，是核电站安全运行中的必不可少的重要组成部分。

据统计一座具有两台100万KW机组的核电站有各类阀门3万台。

据统计目前全世界共有447个核电机组正在运行，总装机容量为3.8亿KW，约占全球总发电量的16.2%。

有17个国家核电站装机容量占其本国总发电量的25%以上。

其中法国占77%，韩国占38%，日本占36%，英国占28%。

美国也达到了20%。

在所运行的核电机组中，50%以上为压水堆，其次有重水堆、沸水堆、石墨堆、快中子增殖堆、高温气冷堆。

我国最早应用核动力技术的领域是军事工业。

20世纪70年代初海军第一艘压水堆核动力潜艇正式投入使用。

从1985年我国自行设计建造秦山一期30万KW核电机组以来，先后通过自主设计建造，引进国外技术方式又建了大亚湾秦山二期、秦山三期、岭澳、田湾共6座核电站，总装机容量达到870万KW。

占全国发电装机容量的2%。

我国计划到2020年核电装机容量将由现在的870万KW增加到4000万KW，届时占全国电力装机总量的4%左右，即从现在起，平均每年至少建造两个百万KW的核电机组。

已建成的核电站中，除秦山三期采用加拿大重水堆型外，其它均为压水堆。

由俄罗斯提供的田湾核电站单机功率参数最大，为106万KW。

中国原子能科学研究院、清华大学等单位建造的快中子增殖反应堆，先进堆、高温气冷堆等在国内尚属研究试验堆，取得经验后将扩大建造商业用堆。

值得关注的是由美国西屋公司设计的超第三代压水堆核电机组AP600、AP1000具有更高的运行安全性，其设计采用了非能动原理如重力、对流、冷凝等，用来做为安全系统中的驱动力，大大减少了电、液、气等能动驱动力。

探析核电站大修核岛阀门专项摘要：阀门是控制流动介质（如水、蒸汽、油及气）的设备，其功能是接通或隔断介质；控制介质流量、压力或方向，保护管道和设备。

核电阀门，在核电站设备中虽为附件，但至关重要，因此，核电站在大修中对阀门的检修存在数量大、种类多的情况，在阀门管理方面就需要阀门专项进行专项管理。

关键词：核电站；大修；阀门专项1．核岛阀门专项简介核电站阀门是核电站中量大面广的承压设备，它连接整个核电站的300余个系统，是核电站安全运行的关键附件。

每轮换料大修会安排大量核岛阀门的预检与消缺工作，根据系统与机组状态安排不同的检修窗口，在对应的检修窗口及时准确的发出相应的检修工作票，这样就能基本保证阀门检修工作顺利进行，但是核岛阀门窗口复杂，维修量大，人力及配合需求量多，这样不得不在大修前期准备过程中充分讨论，才能保证核岛阀门检修工作及时有序的开展；在大修执行期间的持续跟踪使得阀门检修工作能够按照既定计划顺利完成，新增缺陷得到及时响应，因此只有制定严密周全的核岛阀门专项计划才能为机组检修保驾护航2．核岛阀门专项编制、实施2.1前期准备阶段阀门检修项目的收集当前一轮大修结束时即意味着下一轮大修的准备工作即将开始，此时下一轮大修的预防性工作票在SAP中未必已发出，但此时预防性维修大纲应该很快就讨论确定了。

因此我们可以暂时用讨论后的大纲来初步收集阀门检修项目，待后续SAP发出清单后再进一步收集确定。

大纲确定后，下一步工作就是描点，即将有检修的工作点描在流程图上。

这样做的目的是：一是可以在流程图上方便地查看每个系统的主要工作有哪些；二是便于做检修计划，如在流程图上可以直接看出哪些工作要开口即需要隔离排空，哪些工作不开口即无需排空，也方便查看同类工作有哪些以便于合票，以及有新增工作时可以查看是否已有工作可等效而不必出票。

阀门检修窗口的编写阀门检修计划的编写其实是跟着其它检修项目一起编写的，首次编写是由核岛计划工程师负责的，待核岛计划工程师编写并讨论后再将阀门部分交给阀门专项计划工程师整理即可。

核电站用气动调节阀的应用问题研究发布时间：2021-02-03T06:11:16.667Z 来源：《建筑学研究前沿》2020年24期作者：赵军军胡建成[导读] 调节阀是工业生产中较为常见的终端控制设备，在控制系统中发挥着不可替代的效用。

中国核电工程有限公司河北分公司河北石家庄 050000摘要：调节阀是工业生产中较为常见的终端控制设备，在控制系统中发挥着不可替代的效用。

能够有效获取数据信号，并配合调节设备来控制阀门的开启程度，进而控制相关参数，朝着预设标准调整，最终提升生产性能并优化产品品质。

本文主要从核电站发展情况着手分析，探究常见气动阀门的应用情况，综合研究气动阀门的参数要求和结构特点。

紧跟阀门国产化的大背景，加之相关标准需求，给出核电站常规阀门的优化方案，期望带动核电站稳定前行。

关键词：核电站；用阀；常规岛；调节阀；设计1概述核电本身属于清洁能源，具有良好的环境保护作用。

大力推行核电发展，也是国内核心的发展战略。

能够有效弥补经济快速发展中的能源供给不足，真正实现能源、经济、环境的协调发展，为国家综合实力的提升奠定稳固基础。

压水堆型核电站中包括有核岛和配套的辅助系统。

其中NI作为核岛主要组成，可以把核能转变成热能，并向常规岛输送高压蒸汽。

对于NI、CI、以及BOP3来说，阀门起到至关重要的作用，决定着系统运行的可靠度和稳定性，也是确保工艺技术达标的关键所在，还具有一定的系统保护功效。

2工况分析从当前发展来说，国内核电站常规岛中常用的阀门为气动结构，因为其参数标准和核电站运行参数都较为复杂且专业程度较高，所以相较于火电站系统来说，气动阀门的性能和耐用性等方面都有着更高要求。

并且还需要结合核电站运行状态来综合调整阀门管理内容，不可完全按借鉴火电站管理体系。

核电站常规岛选用气动阀门时，主要从产品性能、安全系数、耐用性等方面进行分析，对防水性能、密封质量以及耐辐照等方面并未过高要求。

同时在基本性能方面有部分特殊规定，例如说阀门的寿命周期，相较于无明确期限的常规系统来说，核电站会结合自身的运行情况来划定使用周期。

华龙一号在役核电机组阀门电仪附件国产化探讨发布时间：2022-03-21T04:46:18.387Z 来源：《福光技术》2022年3期作者：封昊伟王欢[导读] 阀门是核电厂重要的设备，是压力管道中的重要组成部件之一，用于启闭、节流和保障管道及设备的安全运行等。

阀门一般是由多个零部件装配而成的组合件，用于控制其动作、指示其位置的零部件统一称为阀门电仪附件。

随着我国三代核电华龙一号投入商业运行，阀门电仪附件的国产化迫在眉睫。

本文介绍了华龙一号机组中主要阀门电仪附件的种类，描述了阀门电仪附件的主要性能指标，分昊伟王欢中国核电工程有限公司北京市 100142摘要：阀门是核电厂重要的设备，是压力管道中的重要组成部件之一，用于启闭、节流和保障管道及设备的安全运行等。

阀门一般是由多个零部件装配而成的组合件，用于控制其动作、指示其位置的零部件统一称为阀门电仪附件。

随着我国三代核电华龙一号投入商业运行，阀门电仪附件的国产化迫在眉睫。

本文介绍了华龙一号机组中主要阀门电仪附件的种类，描述了阀门电仪附件的主要性能指标，分析阀门电仪附件国产化的现状，并提出一些建议。

关键词：华龙一号；阀门电仪附件；国产化1 背景华龙一号核电机组中，阀门是工艺系统设计中必不可少的重要部件之一，数量众多、类型多样，以华龙一号核岛为例，单机组阀门数量约为1万台。

这些阀门按结构形式可分为闸阀、截止阀、蝶阀、球阀、隔膜阀、安全阀等类型；安装驱动形式可分为手动阀、电动阀、气动阀等类型。

不同类型阀门按照功能需求配备了数量不等的阀门电仪附件。

由于国内对核电厂阀门用核级电仪附件的研究基础比较薄弱，各方面均无法保证产品在高湿、高热、高辐射、高振动的环境条件下长期连续可靠使用，所以阀门电仪附件这一领域一直由国外产品垄断。

实现阀门电仪附件的国产化对于我国核电行业的发展将起到积极的促进作用。

2 技术要求2.1 阀门电仪附件种类核电厂阀门驱动装置配套的电仪附件主要有电磁阀、限位开关、电气转换器（调节阀专用）、气动阀门定位器（调节阀专用）、电气阀门定位器（调节阀专用）等。