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核电站控制阀抗地震结构的改进与发展
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关键词:核电站 抗地震 控制阀

在过去五十年中,自动控制阀的基本功用没有变化。只是在固定的基本性能上有所提高如增加流量系数,减少噪音,减少气蚀和改进流量特性。然而结构设计特性的改变十分缓慢。直到核能的出现,才使阀门制造者在阀门设计时不得不考虑到像地震这类外界力量产生的影响。本论文从抗地震设计的观点讨论了控制阀的改进;诸如材质的选用,驱动装置设计和结构装配、零件的装配等。

核电站用控制阀必须能承受地震的影响。事实上,这是美国联邦管理法规上就关于本国核电站的设计、建筑和运转等一系列广泛论题规定了必要条件。10CFFR50是“美国联邦设备生产和使用许可证”的代称,其附录A中列出了“核电站通用设计标准”(GDC)。GDC一2中有一段中说:“核电站结构,装置和元件必须设计成能承受如地震、龙卷风、飚风…之类自然现象的影响”。别的GDC也可作为指示设备抗地震和动力限制的必要条件的参考。这些包括GDC一1,一4,一14和一30。

尽管名义上有,但这类未作详细说明的通用标准实际上无法执行。随着核工业的成熟,核电站设备的抗地震设计和分析也就随之明确,所有工业部门提出的这些GDC在今天的抗地震设计控制阀的改进中有了一席之地。核能调节委员会(NRC)发布了“标准检验方案”和“标准调节指导。”各工业组织也发布了称为“NRC”要求标准的一系列法规和标准。建筑设计师和公用事业也开始发布有关法规

,对标准调节指导,标准检验方案和许可证的申请都有明确的要求。最后。控阀制造者为满足工业上抗地震限制条件而改进了产品结构设计。

抗地震限制的必要条件(SQR)

起初,控制阀说明书中有关抗地震必要条件通常很少,只是简单性地说一些如“这些阀门能经受住地震、龙卷风等自然现象影响”或“这些阀门在设计中考虑了地理的影响”,通常在这些条件中都没有定量的数值。与之形成对比的是,今天的说明书中有关抗地震条件部分在规定可接受的限制方式,设备必须限制的加速率是十分精确。在很早期的工厂中,抗地震设计必要条件只是认为当设备安置在一个很活跃的地震带时方是必须的。在那些工厂中设备和建筑都是根据建筑法规(VBC)的要求设计的,是采用静态的分析技术。由1965年的抗地震设计内容形成了一个所有核电站的通用条件规范。有足够的证据可以显示出地震可能在任何一个地方发生,不论是在地震频繁的地区还是只是在历史上曾经发生过的地方,都有可能发生地震。发生于写萨诸塞州(1755年);密苏里洲(1812年)南卡罗来纳洲(1876年)的几次大地震证明在核电站的设计中应考虑抗地震设计。
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