一．核電閥門發(fā)展現(xiàn)狀  
    核電閥門是核電站中量大面廣的水壓設(shè)備，它連接整個核電站的300余個系統(tǒng)，是核電站安全運行的關(guān)鍵附件。據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計，全世界現(xiàn)有核電機(jī)組500余座，總裝機(jī)容量達(dá)4億KW以上，其反應(yīng)堆類型主要有壓水堆（PWR）、沸水堆（BWR）、石墨堆（LGR）、快中子堆（FBR）、高溫氣冷堆（HTGR）、重水堆（PHWR）。其中，壓水堆占整個堆型的50%以上。  
      
    我國從50年代開始研究和應(yīng)用核動力技術(shù)，至今已建成和正在建設(shè)多座核電站。自1985年建成的浙江秦山一期核電站，結(jié)束了我國大陸無核電的歷史以來，我國先后建成了廣東大亞灣核電站、秦山二期核電站、秦山三期核電站、廣東嶺澳核電站、江蘇田灣核電站。這些核電站中，廣東大亞灣、嶺澳和秦山一期、二期、江蘇田灣為壓水堆型核電站，秦山三期為重水堆型核電站。  
      
    核電閥門，在核電站設(shè)備中雖為附件，但至關(guān)重要。核電用閥門比常規(guī)的大型火力發(fā)電站用閥門其技術(shù)特點和要求要高。閥類一般有閘閥、截止閥、止回閥、蝶閥、安全閥、主蒸汽隔離閥、球閥、隔膜閥、減壓閥和控制閥等；具有代表性閥門的最高技術(shù)參數(shù)為：最大口徑DN1200 mm（核3級的蝶閥）、DN800 mm（核2級的主蒸汽隔離閥）、DN350 mm（核1級的主回路閘閥）；最高壓力：約CL1500；最高溫度：約350℃；介質(zhì)：冷卻劑（硼化水）等。目前，核電機(jī)組用閥主要類型如下：  
      
    1．閘閥：  
    a）焊接連接液動雙閘板平行式閘閥，公稱壓力PN17.5MPa，工作溫度315℃，公稱通徑DN350～400mm。  
      
    b）輕水冷卻劑一回路上（主要）應(yīng)用的電動楔式雙閘板閘閥，公稱壓力PN45.0MPa，溫度500℃，公稱通徑DN500mm。  
      
    c）大功率石墨慢化反應(yīng)堆核電廠一回路上（主要）應(yīng)用的電動楔式雙閘板閘閥，公稱壓力PN10.0MPa，公稱通徑DN800mm，工作溫度290℃。  
      
    d）汽輪機(jī)裝置的蒸汽和工藝水管路上（主要）應(yīng)用焊接連接電動彈性板閘閥，公稱壓力PN2.5MPa，工作溫度200℃，公稱通徑DN100～800mm。  
      
    e）大功率石墨慢化沸水堆核電廠釋熱元件換料機(jī)用的雙閘板帶導(dǎo)流孔平行式閘閥，其公稱壓力PN8.0MPa，開啟或關(guān)閉閥門只能在壓力降為△P≤1.0MPa下進(jìn)行。  
      
    f）快中子反應(yīng)堆核動力裝置帶冷凍固封填料的彈性板閘閥。  
      
    g）水?水動力堆機(jī)組用的內(nèi)壓自密封式閥蓋楔式雙閘板閘閥，公稱壓力PN16.0MPa，公稱通徑DN500mm。  
      
    h）行程部件上帶蝶形彈簧的楔式雙閘板閘閥，中法蘭采用螺栓連接，采用密封焊。  
      
    2．截止閥：  
    主要用在輔助管線上，介質(zhì)為中等參數(shù)的水和蒸汽，公稱通徑DN10~350mm，公稱壓力PN17.2MPa ；工作溫度T371℃，該閥多為波紋管密封，焊接連接。  
      
    3．蝶閥：  
    主要用在核電廠冷卻系統(tǒng)中，公稱壓力PN0.3~2.5MPa以下，工作溫度在100~150℃，公稱通徑DN80~5500mm。  
      
    風(fēng)道系統(tǒng)中應(yīng)用快速關(guān)閉蝶閥，公稱通徑DN400～1200mm。       
    4．電磁閥：  
    公稱壓力PN4.0MPa，工作溫度≤150℃，公稱通徑DN≤150mm，其優(yōu)點是動作時間較短、尺寸小、重量輕、可用交、直流電源來操作，動作時間在零點幾秒到3秒。  
      
    5．調(diào)節(jié)閥：  
    為了保證核動力裝置的自動化，要求使用大量的調(diào)節(jié)，主要功能是以一定的精度保持流量、壓力、溫度、水位等這樣一些規(guī)定被調(diào)節(jié)的參數(shù)。  
      
    調(diào)節(jié)閥按操縱方式可分為：由外部能源（氣動、液動或電動）來操縱的調(diào)節(jié)閥；靠工作介質(zhì)本身而無外部能源操縱的調(diào)節(jié)閥；手動調(diào)節(jié)閥；直接作用式調(diào)節(jié)器。按調(diào)節(jié)介質(zhì)流量的方式分：單座和雙座調(diào)節(jié)閥、調(diào)節(jié)閘閥、球形調(diào)節(jié)閥和蝶形調(diào)節(jié)閥。在核電廠應(yīng)用最廣的是雙座和單座調(diào)節(jié)閥。  
      
    核電站用調(diào)節(jié)閥技術(shù)參數(shù)范圍：公稱通徑DN1.5~500mm；公稱壓力PN4.1~68.8MPa ；工作溫度T538℃  
      
    6．安全閥：  
    在核電廠的一回路上，安全閥一般安裝在容積補(bǔ)償器上，除了一回路的主安全閥外，在冷水反應(yīng)堆的每個環(huán)路被封閉的部分，還安裝了通徑較小的附加安全閥。  
      
    核電廠主要應(yīng)用：直接作用式安全閥（全啟式和微啟式），先導(dǎo)安全閥（公稱通徑DN600mm，動作壓力為1.265MPa），帶輔助裝置的先導(dǎo)安全閥，防爆膜裝置等。  
      
    核電站用安全閥技術(shù)參數(shù)范圍：公稱通徑DN15~1500mm；公稱壓力PN2.0~70MPa ；工作溫度T-253~535℃。  
      
    7．保護(hù)閥和分相閥  
    保護(hù)閥如同安全閥一樣，用以防止所在系統(tǒng)發(fā)生事故工況，當(dāng)所在監(jiān)視的參數(shù)超出規(guī)定值時自行關(guān)閉。  
      
    保護(hù)閥可分成自動動作和受控保護(hù)裝置，自動動作保護(hù)閥包括止回閥和切斷閥，保護(hù)裝置由快速切斷裝置（快速切斷閥、閘閥和停汽閥）、敏感元件（反映受控參數(shù)的變化并給出執(zhí)行信號）和驅(qū)動機(jī)構(gòu)（氣動、液動和電動）所組成。保護(hù)閥的結(jié)構(gòu)和閘閥、截止閥相似，但其不同特點是快速動作，其快速動作閥的公稱通徑可達(dá)DN700～800mm。  
      
    8．快速動作閘閥：  
    是用來把蒸汽發(fā)生器和汽輪機(jī)斷開，其工作介質(zhì)為蒸汽，工作壓力級為Class600～2500，公稱管徑為2 1/2in～30in，工作溫度為-29℃～1050℃。殼體材料為WCB、WC6、WC9，連接方式為對焊連接與法蘭連接。  
      
    9．分相閥：  
    在核動力裝置的分相閥中，主要使用的是蒸汽疏水閥，主要用來自動地排除蒸汽管道內(nèi)的凝結(jié)水，通常用敞口向上浮子式蒸汽疏水閥，熱動力型圓盤式蒸汽疏水閥和熱靜力型雙金屬片式蒸汽疏水閥。  
      
    核電站用疏水閥技術(shù)參數(shù)范圍：公稱通徑DN25~50mm；公稱壓力PN6.3~15MPa 。  
      
    10．隔膜閥：  
    主要用于核電站核島系統(tǒng)中放射性水蒸氣重水，公稱通徑DN8 ~500mm。  
      
    該閥在核島系統(tǒng)中約占所用閥門總數(shù)的26.2%。  
    11．球閥：  
    公稱通徑DN6 ~350mm；公稱壓力PN1.0~14.5MPa ；工作溫度T-196~500℃。該閥在核島系統(tǒng)中約占所用閥門總數(shù)的12.8%。  
      
    12．止回閥：  
    核電用止回閥，包括平衡、角式、Y型和旋啟式4中類型，其技術(shù)參數(shù)范圍：公稱通徑DN15~1500mm；公稱壓力PN2.0~70MPa ；工作溫度T-253~535℃。
      
    13．隔離閥：  
    主要用于核電站反應(yīng)堆冷卻水的一回路隔離閥和輕水堆飽和蒸汽的主蒸汽隔離閥。其公稱通徑DN450 ~1250mm。  
      
    14．其它：  
    如減壓閥、緊急切斷閥、自動閥等。

    二．國內(nèi)核電閥門制造存在的問題  
    由于國內(nèi)閥門設(shè)計、制造和生產(chǎn)能力低于國外先進(jìn)水平，加之自動化控制水平的限制，故，在重要的核電閥門技術(shù)方面一直未有突破。主要表現(xiàn)在：  
      
    1．設(shè)計水平不高  
    國內(nèi)閥門的設(shè)計水平與科技發(fā)達(dá)國家相比，有很大差距。至今，一些主蒸汽隔離閥、大口徑安全閥、抗地震控制閥等技術(shù)含量高的核電閥門仍未取得重大突破。  
      
    2．制造設(shè)備、工藝落后  
    國內(nèi)核電閥門制造設(shè)備大多以萬能機(jī)床為主，產(chǎn)品制造精度偏低，加之，其制造工藝水平落后，例如，鍛焊結(jié)構(gòu)時采用的真空電子束焊接工藝和剪切擠壓技術(shù)都未得到普遍的推廣應(yīng)用，故，制造出來的閥門遠(yuǎn)不能滿足核電裝備的運行需求。  
      
    3．驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制水平差  
    國內(nèi)核電閥門配套驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其性能和控制水平只相當(dāng)于國外二十世紀(jì)八十年代水平，其動作靈敏度差，可靠性總體水平落后。  
      
    4．自動化控制能力滯后  
    自動化控制能力包括信號采集、信號比較、信號放大、信號返回等一系列控制能力。核電20萬千瓦以上的大型機(jī)組普遍采用計算機(jī)自動控制。而國內(nèi)核電閥門的計算機(jī)水平滯后于發(fā)達(dá)國家，故，核電系統(tǒng)的閥門自動化控制能力也處于滯后的狀態(tài)。  
      
    三．核電閥門市場需求  
    全世界現(xiàn)有核電機(jī)組500余座，我國已建成6座（總裝機(jī)容量達(dá)870萬KW）。目前，我國正計劃籌建4座-秦山一期擴(kuò)建兩臺30萬KW機(jī)組；秦山二期3、4號機(jī)組；三門核電6臺百萬KW級核電機(jī)組；田灣核電站4臺百萬KW級核電機(jī)組。據(jù)悉，在2020年之前，我國還將計劃在廣東深圳嶺東、陽江和臺山；重慶涪陵；大連等地擬建20余座核電站。  
      
    目前，我國又開始致力于研究國際先進(jìn)的第三代技術(shù)核電機(jī)組，該工程已納入2006年起的國家第十一個五年計劃，預(yù)計到2020年將建成可商用的原型核反應(yīng)快堆。第三代壓水堆核電技術(shù)的安全性相當(dāng)高，能有效預(yù)防和緩解類似切爾諾貝利核電站那樣的爆炸泄漏嚴(yán)重事故；同時，該技術(shù)縮短了建設(shè)周期，18~24個月?lián)Q一次核原料，延長了機(jī)組壽命60年，大大提高了經(jīng)濟(jì)性。  
      
    據(jù)了解，根據(jù)我國能源規(guī)劃，2020年核電將發(fā)展到4千萬千瓦，占總裝機(jī)容量的4%~5%。  
      
    從我國核電機(jī)組的發(fā)展來看，核電閥門的需求量遠(yuǎn)高于同容量級的火電站。以容量為80萬千瓦的核電站為例，通徑DN25~1000 mm的閥門需求量為8000~10000臺，為同類火電站的2~3倍。據(jù)統(tǒng)計分析，一座有2套百萬KW級核電機(jī)組的核電站需各類閥門3萬臺，按每年有250萬KW核電機(jī)組建設(shè)計算，每年核電閥門的需求量在3.8萬余臺。據(jù)國家“十一?五”規(guī)劃預(yù)測，“十一?五”期間，核電站的閥門需求額將為30億元，年均需求為6億元左右。另外，由于核電站花在閥門上的維修費一般占核電站維修總額的50%以上，故，每年核電站花費在閥門上的維修費用約為1.5億元。由此來看，核電閥門的市場需求量是相當(dāng)大的。