Документ описывает исследование герметичности энергетической арматуры с целью оптимизации усилия закрытия при различных давлениях. Экспериментальный стенд был создан для анализа протечек и зависимости их от крутящего момента, что позволяет повысить безопасность и экономическую эффективность эксплуатации арматуры. Результаты показывают критериальную зависимость герметичности арматуры от усилия закрытия, что может привести к улучшению условий работы на атомных электростанциях.

1. «Исследование герметичности
энергоарматуры»
СТУДЕНТ: ТАЯКИН ВЛАДИМИР СЕРГЕЕВИЧ
РУКОВОДИТЕЛЬ: ПРОФ. КОРОЛЁВ А. В.
КОНСУЛЬТАНТ: ПАВЛЫШИН П. Я.
1

2. Цель:
Исследование оптимального усилия закрытия
энергетической арматуры экспериментальным методом.
Объект исследования:
Усилие закрытия арматуры
2

3. Для достижения поставленной цели
сформулированы задачи:
 Выполнить анализ состояния арматур на АЭС, а также ГОСТов
регламентирующих эксплуатацию арматуры.
 Разработать стенд и выполнить исследование протечек
арматуры на разных давлениях при различных усилиях
закрытия.
 Выполнить анализ и интерпретировать экспериментальные
данные. Разработать рекомендации по эксплуатации
арматуры.
3

4. Актуальностьность темы
Последствия протечек арматуры:
 Увеличение неблагоприятных условий
работы обслуживающего персонала
АЭС, а именно радиационного фона.
 Усложнение контроля параметров
рабочей среды в отдельных аппаратах и
трубопроводах.
 Снижение КПД энергоустановки.
4

5. Экспериментальный стенд
собран на основе
Чеховского дроссельно-
регулирующего вентиля.
*Чехов – город под Москвой.
5

6. Исследуемый чеховский
дроссельно-регулирующий вентиль
 Дренажный вентиль высокого давления.
Используется на котлах и паропроводах
2 контура. Также возможно использование в 1
контуре, но выполненном из нержавеющей стали.
Через вентиль протекает: вода и двухфазный
поток.
6

7. От усилия затяжки
зависит
герметичность
трубопровода
(участка, где
установлен
вентиль)
Вентиль закручен с
оптимальным усилием
Вентиль закручен с
недостаточным усилием или
с излишним усилием.
7

8. Пример
 Если закрутить вентиль с
недостаточными усилиями, то
головка штока неплотно прижмется к
седлу клапана и будет иметь место
протечка.
 Если закрутить вентиль с излишними
усилиями, то головка штока и седло
могут иметь пластическую
деформацию, что несет за собой
нежелательные последствия в виде
протечек (неплотного прижатия
головки штока к седлу клапана).
8

9. Влияние крутящего момента на срок
эксплуатации арматуры
По данным «Центрального
конструкторского бюро
арматуростроения»
превышение величины
настройки арматуры, а именно
крутящего момента на 17%
приводит к сокращению ее
службы в 1.5 раза.
9

10. Экспериментальный стенд
Исследование проводилось при
различных давлениях:
- 0.4 МПа
- 0.8 МПа
- 1.2 МПа
- 1.6 МПа
- 1.8 МПа
10

11. Экспериментальный стенд
Исследование проводилось при
различных давлениях:
- 0.4 МПа
- 0.8 МПа
- 1.2 МПа
- 1.6 МПа
- 1.8 МПа
10

12. Оборудование
Затяжка вентиля
производилась электронным
моментным ключем
КД-200-13
Класс точности: 2
Предел измерений : 250 Н⋅м
11

13. Эксперимент
Вращение ключем
производилось через
приваренную гайку к
маховику вентиля
Измеряемая величина:
крутящий момент (Н⋅м)
12

14. Эксперимент
Величина протечки за
определенное время
измерялась с помощью
мерных емкостей, которые
подсоединялись к выходу
трубки.
Емкость:
- 250 мл
- 20 мл
13

15. Эксперимент
Емкости погружались в
открытый бак заполненный
водой «носиком» вверх, что
дало возможность визуально
наблюдать за процессом и
снимать показания
протечки.
14

16. Результаты исследования протечек при
заданном давлении 15
График зависимости протечки от крутящего момента
при постоянном давлении 0,82 МПа
График зависимости протечки от крутящего момента
при постоянном давлении 1,03 МПа

17. Результаты исследования протечек при
заданном давлении
График зависимости протечки от крутящего момента
при постоянном давлении 1,42 МПа
16
График зависимости протечки от крутящего момента
при постоянном давлении 1,63 МПа

18. Результат эксперимента
Был получен сведённый
график всех
экспериментальных
данных по протечкам
полученных на чеховском
вентиле.
17

19. Результаты анализа критериальных
зависимостей
Была получена следующая формула, которая описывает зависимость
протечки арматуры от перепада давления на арматуре и усилия ее
закрытия:
*С – коэф. обусловленный конструкцией арматуры и теплофизическими свойствами испытываемой
среды
18

20. Результаты работы:
 Анализ состояния арматуры на АЭС показал, что нормальная работа
арматуры является важнейшим фактором надежной работы АЭС.
Также установлено, что в ГОСТах по герметичности арматуры
отсутствуют условия на усилия закрытия арматуры.
 Разработан экспериментальный стенд на базе вентиля
Ду-10. Выполнены экспериментальные исследования зависимости
протечки арматуры от усилия закрытия.
 Получена критериальная зависимость герметичности арматуры от
крутящего момента, которая может быть использована при
эксплуатации данной арматуры, что несет за собой экономическую
выгоду и повышение безопасности.
19

21. Польза от реализации:
 Минимальные затраты на создание стенда.
 Увеличение срока службы арматуры.
 Увеличение точности регулирования переходными процессами.
 Повышение безопасности для персонала.
20

22. Спасибо за внимание