四．核电阀门技术要求
核电阀门，由于其使用工况特殊、复杂、恶劣，加之量大面广，故其要求较高。
1．核电阀门工作条件：
核电阀门除了其工况环境错综复杂之外，其输送介质的放射性和温度、压力等级的苛刻性也是很特殊的。
核电阀门输送的介质主要为：饱和蒸汽、冷凝水、放射性水蒸汽重水、辐照腐蚀物、放射性介质、稀硫酸和碱液、二氧化碳、钠、氦、油、真空等各种流体介质。
一回路上的大通径阀门工作条件是zui复杂的，在现阶段核动力装置上的蒸汽参数比热电厂的蒸汽参数（压力22.5MPa、温度565℃）要低，但核电厂运行条件却复杂得多。在液态金属冷却剂的快中子反应堆装置上，蒸汽参数为zui高（汽轮机前的蒸汽温度为600℃，压力为14.0MPa）。
2．核电阀门常见故障类型：
在核电站系统中运行的阀门，zui常见的故障类型有如下四种：
①阀杆泄漏
②阀座泄漏
③执行机构选配过大和关闭力矩过高引起的密封面损坏
④外泄漏
3．核电阀门技术要求：
根据核电阀门运行的实际工况，核电阀门其技术特点和要求比火力发电阀门更高。核电阀门的技术要求除了阀门常规的技术要求外，还要着重考虑介质中杂质的污染、环境温度、运行温度、环境湿度、放射性、直流电源及电压波动、有关地震和振动条件下稳定性的技术要求、安全等级等等。
①核电阀门的设计
a）强度设计
核电阀门设计中，强度计算是*的。除常规的强度计算、有限元分析和抗震计算分析外，对核安全1级的阀门，还要求进行：一次薄膜应力的极限计算、一次薄膜应力＋弯曲应力的极限计算、与回路启——停循环有关的一次加二次应力变化幅度的极限计算、除回路中启——停工况以外的一次加二次应力的变化幅度极限计算、疲劳性能分析。
b）结构设计
由于核电系统输送介质大多带有放射性，不允许有任何泄漏，故结构设计中阀门的填料、波纹管、阀座的密封结构设计尤为重要（阀体的形状设计，规定在ASME标准中）。
国外，填料一般采用多重密封结构、Ω环密封结构和填料层之间夹碟簧的填料箱密封结构。波纹管一般采用组合波纹管密封结构。对重要的高压阀门，阀座采用锻造结构。此外，阀体与管道的连接采用对接或承插焊接结构。
②核电阀门的材料
核电阀门的材料必须具有良好的耐腐蚀、抗辐照、抗冲击和抗晶间腐蚀。一般情况下：
a）承压零件必须采用ASMEBPVC-Ⅱ-D-1表2A和表2B中的材料要求
b）阀杆和承压螺栓常采用沉淀硬化钢制造
c）填料多用石墨纤维、纯石棉或膨胀石墨
③核电阀门驱动装置
核电阀门驱动装置的性能和质量非常重要和关键，必须具有安全操作的可靠性，同时，应能承受温度、压力、湿度、辐照、地震破坏、化学污染及所供电源变化的zui大值，而且必须在发生失水故障的情况下，仍能在规定的期限内工作（一般标准为14天）。
此外，除了驱动装置的电动部件要求用O形密封圈将其与外部环境密封隔离之外，驱动装置的设计者还应考虑核电工况用高压阀门的快速操作问题（一般标准，CL1500的14”以下的阀门，其快速操作时间为10秒）。
④核电阀门的试验与检验
a）核电阀门需进行常规的水压试验——壳体试验、阀瓣强度试验、上密封试验、阀座密封试验、填料密封试验；
b）对带有执行机构，如电动、气动阀进行抗震试验；
c）对所有操作形式的阀门进行静压寿命试验；
d）对一回路的重要阀门还必须经过冷态、热态和LOCA事故（即失水事故）的试验。
（美国的ASME、日本的JEM等标准，对上述试验及检验作了详细描述，并提供了评定标准。）
五．核电阀门发展趋势
1．核电机组发展方向
据资料分析，在核电站的建设中，机组容量的发展方向，国外主要向130万、140万及150万千瓦方向发展。国内主要向80万、90万及100万方向发展。核电设备将向大型化、高参数、高性能方向发展。
2．核电阀门发展方向
随着核工业的发展，核电站设备大型化、高参数、高性能及可靠性、安全性的要求越来越高。这就要求核电阀门也能适应这种发展趋势。
核电用阀发展的具体类型、参数如下：
⑴无填料函的闸阀：
a液压驱动闸阀。该阀借助自身压力水推动活塞开启或关闭，该阀公称通径：DN350、400mm；工作压力：PN17.5MPa；工作温度：315℃。
b全封闭型电动闸阀。该阀应采用特制的屏闭式电机，通过浸水工作的内行星减速机构使闸板作启闭运动。该阀公称通径：DN100~800mm；工作压力：PN2.5~45.0MPa；工作温度：200~500℃。
（注：上述两种无填料函闸阀优点：没有填料密封，避免了外漏点，同时，减少能耗。缺点：结构复杂、造价较高。）
⑵截止阀：
用于辅助管路上截止阀
该阀通常为三种结构，即填料式截止阀、波纹管式截止阀和金属膜片式截止阀。该阀介质为中等参数（中温、中压）的水和蒸汽；公称通径：DN10~150mm。
⑶蝶阀
用于冷却系统和安全壳内输送空气介质的系统中的蝶阀。该阀通常为三种结构，即同轴直连式衬胶蝶阀偏心式金属密封蝶阀和双动式（蝶板在回转前先脱开密封面再回转）金属密封蝶阀。该阀公称通径：DN≤2500mm；工作压力：PN＜4.0MPa；工作温度：100~150℃。此外，用于风道系统中的快速关闭蝶阀其公称通径：DN400~1200mm也列为发展的方向。
⑷带探测器的先导式安全阀
用于核岛系统中的带探测器的先导式安全阀。采用带探测器的先导式安全阀，可以根据压力与弹簧力平衡的敏感关系，来改变位置控制释放和加充介质的两个触点的原理，从结构上避免卡阻问题。该阀采用正作用式带弹簧预紧和波纹管密封的阀瓣结构，可以保证可靠的密封。该阀公称通径：DN600mm；工作压力：PN1.265MPa。
⑸止回阀型隔离阀
用于蒸汽系统的止回阀型隔离阀，其结构形状类似于升降式止回阀。该阀公称通径：DN64~800mm（21/2in~30in）；工作压力：PN1.0~42.0MPa（Class600~2500）；工作温度：-29~1050℃。
⑹主蒸汽隔离阀
核岛和常规岛用主蒸汽隔离阀、主给水阀门，其公称通径：DN800mm；公称压力：40.0MPa；温度700℃；
此外，满足地震要求的安全阀、核燃料提取用的软硬密封高真空电磁阀、上装式核电球阀也是急需开发的核电阀门。
