在核電站這一高度復雜、閉環(huán)運行的系統(tǒng)中，閥門不僅是流體控制的關鍵單元，更是保障核安全的重要屏障。從主回路到輔助系統(tǒng)，從常規(guī)島到核島，閥門設備幾乎無處不在，其性能直接關系到核電站的運行可靠性和本質(zhì)安全。

一、核電閥門的系統(tǒng)地位與使用現(xiàn)狀

以CPR1000項目為例，兩個百萬千瓦機組中共配備超過28,400臺閥門，占總設備投資的4%左右。核電站設計運行壽命一般為40至60年，閥門長期服役期間的維護、檢測、更新占據(jù)運營成本的較大比例。部分關鍵閥門如主蒸汽隔離閥、安全閥、穩(wěn)壓器安全閥等，是控制事故風險、維持系統(tǒng)邊界的核心組件。

二、典型核級閥門類型解析

閘閥：如液壓驅(qū)動閘閥、電動全封閉閘閥，廣泛應用于高壓主回路，適應溫度高達500℃、壓力達45MPa的苛刻工況。

截止閥：如波紋管式、填料式及金屬膜片式截止閥，多用于輔助系統(tǒng)的水和蒸汽控制，通徑通常在DN10~150mm。

蝶閥：用于空氣輸送與冷卻系統(tǒng)，包含襯膠式、金屬密封式等結構，適用大口徑、低壓（≤4.0MPa）場合。

止回閥型隔離閥：保障蒸汽系統(tǒng)單向流動，溫度范圍廣泛（-29~1050℃）。

特殊閥門：如真空閥、安全級頂裝閥、地震型隔離閥等，滿足核燃料加工和廢物處理的特殊要求。

三、常見故障與成因分析

核電閥門故障主要集中在以下幾方面：

內(nèi)部密封失效：由于密封面磨損、材料不匹配或異物卡阻引發(fā)內(nèi)漏；

填料泄漏：密封填料老化、壓蓋安裝不當或閥桿損傷引起外泄；

閥體閥蓋泄漏：多因焊接質(zhì)量差、鑄造缺陷或墊片失效；

執(zhí)行機構機械卡滯：閥芯、導向部位磨損或長期靜止不動作；

裝配缺陷：螺栓選型錯誤、連接不牢、傳動組件尺寸不匹配；

試驗環(huán)節(jié)問題：如強度試驗未達標、低壓密封試驗失效等，影響服役可靠性。

四、維修與預防對策

為保障核電閥門安全穩(wěn)定運行，應采取系統(tǒng)性維護策略：

加強焊接和鑄件質(zhì)量控制，提升原材料檢測標準；

合理選型填料與密封件，確保其耐溫、耐輻照性能；

實施定期檢測、性能試驗與在線監(jiān)測，預防性檢修替代故障性維修；

建立閥門故障數(shù)據(jù)庫，提升故障溯源和工況追蹤能力；

在安裝環(huán)節(jié)優(yōu)化連接方式，提升現(xiàn)場裝配精度與一致性。

五、行業(yè)發(fā)展瓶頸與對策建議

當前我國核電閥門技術雖取得進展，但在核心設計、性能一致性、高端應用適配性等方面仍存在差距，制約國產(chǎn)化進程。

建議方向包括：

完善標準體系：與國際標準接軌，提高設計、試驗、選材的統(tǒng)一性；

建設共享實驗平臺：推進閥門試驗、鑒定資源集約化；

加快軟硬件升級：引入數(shù)字化設計和精密加工設備，提升制造一致性；

重視人才與工藝培訓：針對焊接、無損檢測等特種工藝人員強化管理；

加強全流程質(zhì)量管理：建立核安全文化與全過程管控體系。

閥門之于核電，如同關口之于城防。每一臺核級閥門的設計、制造、試驗、運維，都是對安全極限的挑戰(zhàn)。只有通過持續(xù)技術升級與質(zhì)量提升，才能真正支撐起我國核電高質(zhì)量發(fā)展的戰(zhàn)略目標。