Le principali valvole di isolamento del vapore nelle centrali elettriche devono essere selezionate in base al servizio di isolamento effettivo, alla pressione e alla temperatura del vapore, al ciclo termico, al comportamento di arresto richiesto, al collegamento della linea, alla pressione differenziale operativa, alla frequenza operativa della valvola e a qualsiasi requisito di chiusura automatica specificato. Le valvole a saracinesca sono comunemente considerate per l'isolamento a passaggio totale perché forniscono una bassa resistenza al flusso nella posizione completamente aperta, ma il progetto finale può utilizzare una struttura a tenuta di pressione o con coperchio imbullonato, chiusura a cuneo flessibile o a scorrimento parallelo, estremità saldate o flangiate e funzionamento manuale, con ingranaggi o azionato a seconda del progetto. L'isolamento del vapore principale non è un compito di strozzamento e una valvola di controllo non deve essere sostituita con una valvola di isolamento semplicemente perché entrambe gestiscono il vapore.
Energia e vapore · Mappa di selezione della linea principale del vapore
Selezione della valvola principale di isolamento del vapore per centrali elettriche
L'isolamento del vapore principale è un compito di intercettazione ad alta energia. La domanda ingegneristica non è semplicemente “Quale valvola a saracinesca può gestire la pressione?” ma se la valvola completa, il design della chiusura, il giunto del coperchio, la connessione terminale, l'operatore e la disposizione delle tubazioni possono isolare in modo affidabile la linea del vapore durante l'avvio, il funzionamento normale, l'arresto e condizioni transitorie credibili.
Mappa di selezione della linea principale del vapore
Guarnizione di pressione o coperchio imbullonato
Cuneo flessibile o guida parallela
Saldati di testa o flangiati
Manuale, ad ingranaggi o con attuatore
1. Definire il servizio di isolamento prima di selezionare la valvola
Isolamento del processo normale
La valvola viene utilizzata per isolare una caldaia, un collettore o una sezione del vapore a valle per l'avvio, l'arresto, la manutenzione o la separazione delle apparecchiature. Il progetto dovrebbe definire la pressione differenziale massima alla quale la valvola potrebbe dover aprirsi o chiudersi.
Isolamento protettivo o automatico
Se la valvola viene accreditata come parte di una funzione di sgancio automatico o di isolamento protettivo, l'acquirente deve definire la logica di attuazione richiesta, il tempo di chiusura, il comportamento in caso di guasto, la fonte di alimentazione, la strumentazione e la classificazione di sicurezza applicabile. Questi requisiti non dovrebbero essere dedotti solo dalle parole “valvola principale di isolamento del vapore”.
Nota sull'ambito: questo articolo affronta l'isolamento generale del vapore principale delle centrali termiche, a ciclo combinato e industriali. Le domande MSIV di classe di sicurezza nucleare possono comportare requisiti aggiuntivi di codice, qualificazione e test e dovrebbero essere trattate secondo le specifiche nucleari specifiche del progetto.
2. Perché le valvole a saracinesca sono comunemente considerate per l'isolamento del vapore principale
Una valvola a saracinesca fornisce un percorso del flusso relativamente diretto quando è completamente aperta ed è fondamentalmente destinata all'isolamento on/off piuttosto che alla strozzatura continua. Ciò lo rende un candidato logico per una linea principale del vapore in cui sono importanti una bassa perdita di pressione in posizione aperta e un isolamento positivo.
Utilizzare la valvola a saracinesca completamente aperta o completamente chiusa.
Non trattare la valvola a saracinesca principale di isolamento del vapore come una valvola di controllo. L'utilizzo di un cancello per una strozzatura prolungata può esporre il cancello e i sedili a vapore ad alta velocità, vibrazioni ed erosione localizzata.
Non selezionare solo in base alla dimensione della linea.
La dimensione nominale del tubo del vapore è un solo ingresso. La valutazione pressione-temperatura, il foro richiesto, la geometria della valvola, la connessione terminale, il design della chiusura, la forza dell'attuatore e lo standard di progetto rimangono tutti parte della selezione.
3. Tenuta a pressione o coperchio imbullonato?
La scelta del cofano dovrebbe seguire l'involucro di progettazione piuttosto che una singola soglia di pressione. La struttura con tenuta a pressione è ampiamente utilizzata nelle applicazioni di potenza ad alta pressione e alta temperatura poiché il giunto corpo-cappello utilizza la pressione interna per aumentare il carico della guarnizione. I design con cofano imbullonato rimangono validi in molti servizi a vapore quando il design selezionato, la valutazione della pressione-temperatura e le specifiche del progetto lo consentono.
| Domanda di selezione | Direzione Ingegneria |
|---|---|
| Vapore principale HP/HT ad alta energia? | Il coperchio con tenuta a pressione merita una revisione specifica a causa del suo giunto corpo-coperchio compatto a pressione assistita. |
| Pressione moderata all'interno di un design approvato del cofano imbullonato? | Il coperchio imbullonato può rimanere idoneo una volta soddisfatti i valori di pressione-temperatura e i requisiti di progetto. |
| Transitori termici frequenti? | Esaminare il comportamento del giunto del coperchio, il sistema di guarnizioni, il carico mobile se offerto e le linee guida per la manutenzione del produttore. |
| Lo standard dell'impianto specifica già la struttura del cofano? | Seguire le specifiche del progetto approvato a meno che non venga accettata una deviazione ingegneristica. |
Per i dettagli sulla costruzione e sulla selezione a livello di prodotto, vedere il Valvola a saracinesca con tenuta a pressione pagina anziché ripetere qui il meccanismo di tenuta a pressione.
4. Cuneo flessibile o guida parallela?
OPZIONE A
Cuneo flessibile
Un cuneo flessibile è posizionato tra i sedili inclinati. La geometria del cuneo è progettata per adattarsi ad alcune distorsioni del sedile e movimenti termici mantenendo l'arresto.
Recensione: rischio di legame termico, comportamento di chiusura a caldo/raffreddamento, rivestimento duro del sedile e del cuneo, coppia richiesta, carico dello stelo e dimensioni dell'operatore.
OPZIONE B
Scivolo parallelo
Un design a scorrimento parallelo utilizza elementi di chiusura paralleli anziché l'azione a cuneo. La pressione del sistema contribuisce alla tenuta della sede a valle e il design può ridurre la sensibilità al legame termico nel servizio ad alta temperatura.
Recensione: comportamento di arresto a bassa pressione differenziale, usura del disco e della sede, gestione della pressione nella cavità, disposizione di bypass/equalizzazione e forza dell'operatore.
Non esiste un vincitore universale. Il tipo di chiusura dipende dall'attività progettuale, dai transitori di temperatura, dal comportamento di arresto richiesto, dalla filosofia di manutenzione e dal progetto approvato dal produttore.
5. Estremità saldate di testa o flangiate?
Estremità saldate di testa
Le estremità saldate di testa sono comunemente considerate nelle tubazioni del vapore ad alta energia perché rimuovono un giunto flangiato di linea di grandi dimensioni e creano un confine di pressione saldato continuo. Il loro utilizzo richiede una corretta procedura di saldatura, materiali compatibili per tubi e valvole, trattamento termico ove applicabile, NDE e spazio di installazione sufficiente per la fabbricazione sul campo.
Estremità flangiate
Le connessioni flangiate possono semplificare la rimozione o la sostituzione, ma la flangia, la guarnizione e il sistema di bullonatura diventano un altro limite di pressione ad alta temperatura che deve soddisfare l'effettivo valore nominale di pressione-temperatura e le specifiche delle tubazioni.
Non dichiarare che ogni valvola principale di isolamento del vapore deve essere saldata di testa. La classe della tubazione di progetto e la filosofia di manutenzione dell'impianto determinano il collegamento.
6. Selezione del materiale: utilizzare la busta pressione-temperatura effettiva
La temperatura del vapore principale può posizionare la valvola in regimi di materiali in cui la resistenza alle temperature elevate, il comportamento allo scorrimento viscoso, l'espansione termica, la compatibilità con la saldatura e le prestazioni della sede a lungo termine sono importanti. L'acciaio al carbonio, gli acciai legati al cromo-molibdeno e le leghe per temperature più elevate possono tutti essere presenti nei progetti energetici, ma l'articolo o il fornitore non deve assegnare un grado universale del corpo senza le effettive condizioni del progetto.
| Carrozzeria/cofano | Confermare la valutazione della pressione-temperatura, la resistenza alle temperature elevate, le specifiche di fusione o forgiatura e la compatibilità dei materiali delle tubazioni. |
| Cancello / dischi e sedili | Esaminare riporti duri, resistenza all'erosione, grippaggio, durezza a caldo e compatibilità con i cicli termici. |
| Gambo | Controllare robustezza, resistenza alla corrosione, rischio di grippaggio, design della filettatura/dado dello stelo e carico operativo. |
| Imballaggio/guarnizione | Selezionare per la costruzione della valvola, la temperatura massima, i requisiti di emissioni e la filosofia di manutenzione. |
Per il quadro più ampio di pressione-temperatura e materiale, utilizzare il file Guida alla valutazione della pressione-temperatura della valvola e Guida alle valvole ad alta pressione per alte temperature.
7. Vincolo termico, bloccaggio della pressione e sovrapressione della cavità
Le valvole a saracinesca ad alta temperatura possono presentare diversi problemi di funzionamento che spesso vengono erroneamente raggruppati insieme. Il sistema di valvole e tubazioni dovrebbe esaminare ciascun meccanismo separatamente.
Per abitudine non si dovrebbe aggiungere una linea di bypass o di equalizzazione. La direzione, la disposizione delle valvole e la procedura operativa devono corrispondere al design effettivo della saracinesca e al rapporto di pressione del sistema.
8. Selezionare l'operatore dal caso operativo peggiore richiesto
L'operatore deve superare il carico o la coppia dello stelo richiesti dalla valvola sotto la pressione differenziale di apertura e chiusura specificata, l'attrito della guarnizione, il carico di sede e qualsiasi requisito dinamico. L'operatore non viene selezionato solo dalla dimensione della valvola.
| Operatore | Motivo tipico da considerare | Verifica del progetto |
|---|---|---|
| Volantino | Valvole più piccole o azionate raramente in cui la forza manuale rimane pratica. | Massima forza di trazione/azionamento del cerchio, pressione differenziale di accesso e apertura. |
| Operatore dell'ingranaggio | Valvole più grandi dove è richiesto un vantaggio meccanico ma non è necessario il funzionamento motorizzato. | Rapporto di trasmissione, carico sullo stelo, giri, accesso e manutenzione. |
| Attuatore elettrico | Funzionamento remoto, sequenziamento o isolamento automatico dove è specificata l'attuazione elettrica. | Spinta/coppia, ciclo di lavoro, potenza, controlli, interruttori di limite/coppia e tempo di chiusura richiesto. |
| Attuatore pneumatico/idraulico | Isolamento rapido o protettivo specifico per il progetto dove la filosofia dell'impianto lo richiede. | Alimentazione disponibile, azione di guasto, energia immagazzinata, profilo di chiusura e carico dinamico della valvola. |
9. Dati RFQ della valvola di isolamento del vapore principale
Per il preventivo, le informazioni minime di alto valore sono: dimensioni, pressione di progetto, temperatura di progetto, requisiti di materiale, connessione terminale, classe di pressione/standard e requisiti dell'operatore. Se la valvola deve aprirsi o chiudersi rispetto a una pressione differenziale definita o rispettare un tempo di chiusura automatica, fornire anche tali condizioni.
10. Ispezione, test e documentazione
Le specifiche di acquisto dovrebbero definire lo standard applicabile per le valvole, lo standard per i test di pressione, la documentazione sui materiali, le NDE, i test sugli attuatori ed eventuali requisiti di ispezione specifici del progetto. ASME B16.34 copre valori nominali di pressione-temperatura, materiali, dimensioni/tolleranze, esami non distruttivi, test e marcatura per le costruzioni di valvole applicabili, ma le specifiche di acquisto complete possono includere standard aggiuntivi e requisiti EPC.
| Verifica | Scopo |
|---|---|
| Documentazione materiale | Confermare i materiali specificati di contenimento della pressione, finiture e bulloni, ove richiesto. |
| Controllo dimensionale | Verificare la preparazione delle estremità, faccia a faccia/estremità a estremità, la disposizione stelo/giogo e le dimensioni del disegno approvate. |
| Test guscio/limite di pressione | Verificare l'integrità del contenitore della pressione secondo la procedura di test applicabile. |
| Prova di tenuta della sede | Verificare le prestazioni di intercettazione secondo lo standard di prova/valvola specificato. |
| Test funzionale dell'operatore | Controllare la corsa completa, i limiti, le impostazioni di coppia/spinta e il funzionamento automatico se inclusi nella fornitura. |
| Protezione finale | Proteggere le estremità saldate di testa o le facce della flangia, lo stelo, l'area della sede, l'operatore e gli accessori durante la spedizione e lo stoccaggio. |
Lista di controllo per la selezione della valvola di isolamento del vapore principale
- Definire se la valvola è un isolamento normale, un isolamento di manutenzione o un dispositivo di isolamento automatico protettivo.
- Confermare la pressione e la temperatura operativa e di progetto.
- Confermare il requisito di isolamento completamente aperto/completamente chiuso e qualsiasi criterio di perdita della sede.
- Selezionare il design della valvola a saracinesca principale e lo standard applicabile.
- Valutare la struttura a tenuta di pressione rispetto alla struttura con coperchio imbullonato.
- Valutare la chiusura a cuneo flessibile rispetto a quella a scorrimento parallelo.
- Confermare le estremità saldate di testa o flangiate dalla classe della tubazione.
- Controllare gli scenari di vincolo termico, blocco della pressione e sovrapressione della cavità.
- Dimensionare il volantino, il riduttore o l'attuatore per la pressione differenziale operativa peggiore richiesta.
- Definire prove di pressione, registrazioni dei materiali, NDE e documentazione di progetto prima dell'acquisto.
Risorse tecniche correlate
Riferimenti tecnici
Domande frequenti
Quale valvola viene comunemente utilizzata per l'isolamento del vapore principale?
Le valvole a saracinesca sono comunemente prese in considerazione perché sono destinate all'isolamento completamente aperto/completamente chiuso e forniscono un percorso del flusso relativamente rettilineo quando sono aperte. Il design finale della valvola dipende ancora dalla pressione, dalla temperatura, dai requisiti di intercettazione, dal ciclo termico, dalla connessione, dall'operatore e dalle specifiche del progetto.
Una valvola principale di isolamento del vapore necessita sempre di un coperchio con tenuta a pressione?
No. La struttura con tenuta a pressione è ampiamente utilizzata nelle applicazioni di potenza ad alta pressione e alta temperatura, ma la struttura del coperchio dovrebbe essere selezionata in base all'effettivo involucro pressione-temperatura e alle specifiche del progetto piuttosto che in base al solo nome del servizio.
Una valvola a saracinesca a scorrimento parallelo è migliore di una valvola a saracinesca a cuneo flessibile per il vapore principale?
Non universalmente. I design a scorrimento parallelo riducono i problemi di vincolo termico legati al cuneo, mentre i design a cuneo flessibile possono adattarsi ad alcune distorsioni del sedile e fornire un diverso meccanismo di chiusura. La scelta corretta dipende dal tipo di vapore specifico e dal design della valvola approvato.
Una valvola principale di isolamento del vapore dovrebbe utilizzare estremità a saldare di testa?
Le estremità saldate di testa sono comuni nelle tubazioni del vapore ad alta energia perché eliminano un giunto a flangia di linea di grandi dimensioni, ma non sono obbligatorie per ogni progetto. La classe della tubazione, il design della valvola, i requisiti di saldatura e la filosofia di manutenzione dovrebbero determinare la connessione.
È possibile utilizzare una valvola a saracinesca principale del vapore per la strozzatura?
Le valvole a saracinesca sono generalmente destinate all'isolamento. Lo strozzamento continuo può esporre il cancello e le sedi al vapore ad alta velocità e all'usura localizzata. Un globo o una valvola di controllo dovrebbero essere valutati per compiti di regolazione.
Quali informazioni sono necessarie per richiedere un preventivo per una valvola principale di isolamento del vapore?
Come minimo, fornire la dimensione della valvola, la pressione di progetto, la temperatura di progetto, i requisiti del materiale del corpo, la classe di pressione o lo standard di progettazione, la connessione terminale e i requisiti dell'operatore. Fornire inoltre la pressione differenziale operativa massima e il tempo di chiusura richiesto se questi influiscono sul funzionamento o sul dimensionamento dell'attuatore.
Ogni valvola principale di isolamento del vapore è un MSIV nucleare?
No. Il termine può essere utilizzato in senso ampio per i principali compiti di isolamento del vapore, ma le applicazioni MSIV di classe di sicurezza nucleare possono avere requisiti aggiuntivi di codice, qualificazione, test e sicurezza. Tali requisiti devono provenire dalle specifiche nucleari specifiche del progetto.
