核电站中的关键守门人：闸阀结构解析与密封控制策略

在核电站众多设备中，闸阀因其出色的截断能力，被广泛应用于高温高压系统中，特别是一回路系统。其稳定运行对于保障核电站的安全至关重要。然而，由于核电系统对密封性有极高要求，闸阀的结构特点和潜在泄漏风险，也成为核级设备运维管理中的关注重点。

一、闸阀结构与分类概览

闸阀的基本结构由阀体、闸板、阀座、阀杆和阀盖组成。其通过闸板在通道内升降实现管道介质的通断，仅适用于“全开”或“全关”状态，不具备流量调节能力。

根据闸板结构，核电用闸阀主要分为两大类：

楔式闸阀：如C型（弹性闸板）和K型（双闸板）；

平行板闸阀：如V型（弹簧加载）和W型（带楔块结构）。

由于刚性闸板无法有效应对阀腔受压或高温变形带来的配合误差，在核电应用中已基本被淘汰，取而代之的是具有一定弹性的密封结构，以增强密封可靠性。

二、内漏问题：制造与应用的双重挑战

闸阀作为截断阀，一旦发生内漏，系统安全便受到直接威胁。核电站中闸阀内漏多由以下几个因素引起：

介质洁净度差：杂质随介质进入密封副，导致密封面划伤或卡死；

行程控制不当：行程或力矩开关误调，致使阀门未能完全闭合；

密封加工精度不足：阀瓣与阀座贴合不严，导致渗漏；

材料缺陷：如气孔、夹渣等影响密封性能；

结构选型不匹配：如在低压差系统中误用自密封结构V型阀，密封不易形成。

防控措施应从制造与应用两端着手：加强密封面加工质量、优化选型与调试环节，并提升介质净化水平，降低阀门运行中的杂质风险。

三、外漏隐患：安全与环保的高压警钟

核电闸阀一旦发生外漏，不仅危及设备安全，更有可能造成放射性物质外泄，对环境构成严重威胁。常见外漏部位包括：

阀体与阀盖连接处：铸件缺陷（如砂眼、裂纹）、法兰垫片失效等；

填料函部位：填料老化或阀杆损伤导致密封失效；

上密封结构：在误操作或结构变形下发生泄漏。

针对这些风险，可从结构设计和制造控制双重维度加强防护：

选用高质量锻件：重要工况建议使用锻造阀体，降低铸件缺陷风险。

合理设计中法兰连接：核电闸阀常采用石墨缠绕垫+密封焊设计，具备三次唇边切割补焊能力。

填料结构优化：采用弹簧加载压紧机构，动态补偿填料松弛，提升密封稳定性。

设置引漏管道：用于放射性介质的阀门中段填料处设置引漏管，发生泄漏时可收集排出。

配置上密封结构：在填料失效时通过上密封提供第二道防线，确保紧急密封能力。

四、核电闸阀，精密与安全并重

核电站对阀门的密封性能提出了严苛要求。闸阀作为大口径、高温高压系统中的关键设备，其内外泄漏问题直接关系到核电站的安全稳定运行。为此，必须在产品设计、材料选用、制造工艺和运行维护等多个层面协同发力，从源头提升核级闸阀的可靠性与密封性能。唯有如此，才能真正筑牢核电系统的“第一道防线”。