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用户专题
Safety Related Motor Operated Valves
Operability follow-up and performance periodic verification – nuclear and non-nuclear
applications
安全相关电动阀
可操作性跟踪分析与定期性能检验——核能及非核能应用场合
比利时的核能监管机构要求业界遵守美国核管制委员会（NRC）制定的各类规范，其中包括《通用函告》（Generic
Letters, GL）。本文的关注重点是《通用函告》96-05，主要是关于电动阀(MOV)在设计基准条件下的定期检验。
卓克特克贝尔工程公司(TRACTEBEL Engineering)核电分公司机械设备部为比利时ELECTRABEL电力公司（法国燃气
苏伊士集团(GDF Suez)旗下的核电站运营商）制定了一套方案，以便让《通用函告》96-05在比利时也能适用。
作者：Geoffrey Vanderstappen，卓克特克贝尔工程公司（法国燃气苏伊士集团）)
· 阀门
计算驱动阀门所需的推力和扭矩；具
体包括评估系统在发生常见事故时（例如
地震、反应堆冷却系统失灵、蒸汽管道破
损、飞机坠毁等等）的工作条件（压力、
介质种类、压差等）。对于非核能发电站
中的电动阀，这一步骤也是适用的。
将盘根摩擦力、阀碟-阀座摩擦力，
以及克服可能发生的阀门部件卡死（和阀
门老化迟滞）所需的力加在一起，就得到
了驱动阀门所需的力。这一步的前提是必
须深入理解设备的具体情况：阀座是否是
斯泰来合金材质？截止阀内介质的流向？
楔式闸阀配置的闸板是刚性、弹性还是双
闸板式的？阀门是否会遇到压力锁，闸板
间出现过压现象或热黏合，热膨胀导致机
械抱死？电动阀能承受的最大扭矩是？无
论操作方向是开还是关，这些因素都会对
阀门扭矩计算产生极大影响。
· 执行器
这一步要确定的是执行器输出扭矩，
需要考虑的因素包括可能存在的变速箱、
万向节等等。输出扭矩也会受其它因素的
影响，例如执行器关闭开关或扭矩开关旁
路在关闭过程中的作用。
· 容差，建议设定扭矩的确定
计算扭矩时，以下容差因素也要考虑
在内：
- 温度对执行器输出扭矩的影响；
- 扭矩开关的设置容差；
- 扭矩开关设置经过较长时间后可
能发生的偏差；
- ……
完成了电动阀的规格计算，并将建议
的设定扭矩告知电站后，执行器驱动性能
与阀门所需驱动力矩间的裕度就可以推算
出来了。
数据采集
数据采集是上述计划的重要部分，在
着手计算前就要开始实施。数据的种类可
分为阀杆直径、阀座尺寸、盘根特性、执
行器类型和输出扭矩……，以及介质、电
动阀应用环境的特性。
推力和扭矩预测计算
计算电动阀操作扭矩可以分三步进
行：
图1：电动闸阀（非锁定平行闸板）
图2：规格计算中的可能设置区段

2. 27《阀门世界亚洲》 2016年2月刊
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以及执行器的劣化（扭矩开关和限位开关
失灵，行程时间失准…..）。随后就可以
根据试验数据，推算阀门在核电站设计基
准条件下的性能表现，并进行实验结果分
析。
电动阀的分类
安全相关电动阀可以根据其技术标准
分成几大类。完成分类后就可以：
- 在每个类别中选择一定数量的阀
门进行测试，侦测连续缺陷；
- 验证针对每个类别电动阀计算出
的设定值是否适用；
- 将经过验证的参数推广应用到同
类阀门上，从而减少各种压力条件下需要
进行测量的次数。
小结
上述方法可以用来跟踪分析特定电站
中的电动阀，可以是核电站，也可以是非
核能电站，例如利用石油、低温盐水或熔
盐发电的电站。
针对设计基准条件进行保守预测和
计算，有助于给阀门选出适合的执行器。
阀门需要的最低扭矩，裕度级别都可以通
过计算得到。对阀门和电动执行器进行功
能验证和结构整体性验证之后，就可以将
建议的设定扭矩告知客户。测量记录可以
用作预测计算的验证依据，当然这时需要
将年久老化等可能发生的劣化因素考虑在
内。
所有这一切都是为了全面掌握阀门运
行表现，保障电站的持续安全运行。
由于技术手段的不断发展，很多不确
定因素和公差都可以靠经验得以降低。
可操作性跟踪调查与分析
依靠两个不同的部件，可以根据执行
器的有效功率分析阀门动作：
- 一个固定部件，永久安装在电器
舱内，作用是在电站停车或运行期间，自
动记录每次行程的参数。
- 一个运动部件，可以便捷地记录
电动阀的动作，但仅限于无需做稳定性验
证的电动阀（例如裕度极高的阀门）。
第一个阶段是分析获得的数据，以便
观察电动阀经使用产生的变化，并侦测潜
在的问题，例如阀门的劣化（盘根、内件
的损坏；介质中包含灰尘或杂质……），
图4：楔式闸阀开启方向的数据记录图3：根据测量数据和设计基准条件进行推算
JuVaT团队成员（初级阀门团队）
公司的三位资深专家为此提供了技术支持：
Marcel Cawoy Eric De Cooman Luc Tytgat
需要更多信息? 请联系 arnaud.rahier@gdfsuez.com 或
geoffrey.vanderstappen@gdfsuez.com
卓克特克贝尔工程公司（TRACTEBEL Engineering，
（法国燃气苏伊士集团））核电分公司机械设备部，位于
比利时布鲁塞尔。
核电分公司机械设备部积累了丰富的阀门专业知识，
每年在不同工程技术领域的工作时间超过了25,000小时，
包括专业技术、验证程序、采购、安装和跟踪分析。
Arnaud Rahier
供应部经理
Geoffrey
Vanderstappen
Davy
Emmens
Olivier
Gilmont
Bruno
De Cooman
Arnaud
Rochel
Xavier
Storrer