Задвижки

Задвижками называются конструкции арматуры с затвором в виде листа, диска или клина, перемещающимся вдоль уплотнительных колец седла корпуса перпендикулярно оси потока среды. Задвижки могут быть полнопроходными и суженными в последних диаметр отверстия уплотнительных колец меньше диаметра трубопровода.

По форме затвора задвижки подразделяются на клиновые и параллельные. Клиновая задвижка имеет клиновый затвор, в котором уплотнительные поверхности расположены под углом друг к другу. Клин может быть цельным жестким, цельным упругим или составным дисковым. Параллельная задвижка имеет затвор, уплотнительные поверхности которого расположены параллельно друг к другу. Параллельная задвижка может быть шиберной (однодисковой) или двухдисковой (рис.11).

По характеру движения шпинделя различаются задвижки с выдвижным шпинделем, где при открытии и закрытии задвижки шпиндель совершает поступательное или вращательно поступательное (винтовое) движение.

Задвижки с невыдвижным шпинделем, где шпиндель при открывании совершает только вращательное движение (см.рис.12).

По материалу их подразделяют на чугунные, стальные из углеродистой стали, стальные, из легированной стали, стальные из коррозионно-стойкой стали. По методу изготовления корпусных деталей – на литые, кованные, сварные, кованно-сварные, штампосварные и сварнолитые. Коэффициент гидравлического сопротивления задвижек =0,5÷1,5 ( - дзета).

Задвижки - арматура двухпозиционного действия. Они могут применяться только для включения или отключения трубопроводов. Использование задвижек в качестве регулирующих устройств запрещается.

Управление задвижками осуществляется вручную (при помощи маховика) или дистанционно (электроприводом). Задвижки поставляются как со встроенным: расположенным на самой задвижке электроприводом, так и с дистанционно расположенным (колонковый электропривод). В последнем случае привод с задвижкой соединяется посредством штанги с шарниром.

Устанавливаются задвижки как на горизонтальных, так и на вертикальных трубопроводах. Задвижки со встроенным электроприводом целесообразно устанавливать на горизонтальных участках трубопроводов шпинделем вверх. В местах установки задвижек должен быть обеспечен свободный доступ для их обслуживания и ремонта без вырезки из трубопровода, для монтажа и демонтажа.

Выпускаются задвижки с затворами клинового и параллельного типа. В основном задвижки оснащены затворами клинового типа. Особенностью задвижек данного типа является зависимость усилия прижатия рабочих поверхностей затвора к рабочим поверхностям седел от усилия на приводе.

Соединение корпуса с крышкой в задвижках имеет несколько конструктивных исполнений: фланцевые и бесфланцевые. Уплотнение фланцевых соединений осуществляется при помощи прокладок, бесфланцевых - асбестографитовыми

набивками.

а – с цельным жестким клином; б – с составным клином; в – двухдисковый параллельный затвор; г – с цельным упругим клином; д – с упругим сборным клином; е – с упругим сборно-сварным клином

Рисунок 11 – Запорные органы задвижек.

Достоинствами фланцевого соединения являются простота и удобство сборки и разборки, возможность применения прокладок из различных материалов и различных сечений, возможность создания больших усилий затяга для уплотнения соединения, достаточная надежность; недостатки - значительная металлоемкость и увеличенные габариты. Герметичность фланцевого соединения в процессе эксплуатации может нарушаться вследствие снижения упругости материала прокладки (особенно в результате теплосмен), температурных деформаций деталей соединения или деформаций, вызванных изменениями силовых нагрузок. Таким образом, требуется постоянное наблюдение за фланцевым соединением в процессе эксплуатации и в ряде случаев подтяжка гаек при пропуске среды.

Рисунок 12 – Клиновая задвижка 30ч925брМ с невыдвижным шпинделем и с электроприводом.

Бесфланцевое соединение крышки с корпусом (см.рис.13) имеет значительно меньшую металлоемкость, чем фланцевое. Оно основано на принципе самоуплотнения, при котором герметичность соединения достигается под действием силы, создаваемой рабочей средой. Сборка и разборка бесфланцевого соединения более сложны и трудоемки, чем фланцевого, особенно это относится к разборке.

В арматуре АЭС с реакторами типа РБМК для фланцевых соединений предусмотрено дополнительное уплотнение с помощью обварки кольцевых выступов (соединение «на ус»). Обварка «на ус» производится при потере герметичности соединения.

Шпиндель в крышке уплотняется при помощи сальникового устройства с набивкой из прессованных асбестографитовых колец.

В арматуре АЭС с реакторами типа РБМК с целью повышения герметичности конструкций по отношению к окружающей среде сальниковые устройства выполняются двухступенчатыми, с устройством для отвода протечек из первой по отношению к рабочей среде ступени в дренаж.

4.1.2 Задвижки D_у 100 - 600 для АС с реактором типа РБМК

Задвижки D_у 100 - 600 (рис.14) предназначены для установки в качестве запорной арматуры на трубопроводах воды и пара контуров АЭС с реакторами РБМК. Задвижки могут устанавливаться в необслуживаемых помещениях, куда возможен допуск персонала один раз в год.

Задвижки устанавливаются на горизонтальных и вертикальных участках трубопроводов с направлением рабочей среды с любой стороны или согласно стрелке на корпусе (при введении сверленой тарелки в затворе со стороны входа рабочей среды) при любом положении шпинделя. Задвижки со встроенным электроприводом устанавливаются только на горизонтальных участках трубопроводов шпинделем вверх. В местах установки должен быть обеспечен свободный доступ для обслуживания и ремонта без вырезки корпуса из трубопровода. Задвижки присоединяются к трубопроводу сваркой.

Таблица 4.1 - Параметры окружающей среды при эксплуатации задвижек.

Параметр	Значения
В обслуживаемом помещении Давление Температура, Со Относительная влажность при температуре 40 о С, % В боксах Давление Температура, о С Относительная влажность при температуре 40 о С, %	Атмосферное 5 – 40 Атмосферное 5 -70 До 95

1 – крышка; 2 – опорное кольцо; 3 – корпус

Рисунок 13 – Бесфланцевое соединение арматуры.

1 – корпус; 2 – седло; 3 – узел затвора; 4 – шпиндель; 5 – крышка; 6 – узел уплотнения «корпус-крышка»; 7 – узел уплотнения шпинделя; 8 – ходовой узел шпинделя; 9 – привод

Рисунок 14 – Задвижки Ду-100, 150, 200, 300, 400, 500, 600 серий 895, 932,

933, 1050 и 1051.

В аварийном режиме в боксах, вызывающем разгерметизацию оборудования, допускается использование задвижек при относительной влажности 100% и температуре 105 ^о С. Длительность режима до 6 ч.

Задвижки управляются дистанционно автоматически (с помощью встроенного или колонкового электропривода) или вручную (с помощью маховика электропривода). Для связи с колонковым электроприводом задвижки выпускаются с приводной головкой с цилиндрическим (ЦЗ) и коническим (КЗ) редукторами, а также с шарнирной муфтой (Г).

На задвижке рекомендуется устанавливать разгрузочный байпас, состоящий из обводного трубопровода и запорных клапанов.

Конструктивно задвижка состоит из следующих основных узлов и деталей: корпуса с вварными седлами, крышки с бугелем, затвора, шпинделя, приводной головки, электропривода (для задвижки со встроенным электроприводом) (рис.15).

Таблица 4.2 - Материалы основных деталей задвижек D_у 100 - 600 АЭС с реактором типа РБМК.

Наименование детали	Обозначение задвижек
Корпус, крышка Патрубки Шпиндель	20; 15ГС - 14Х17Н2	20Ш - 14Х17Н2	18Н10ШТ - 14Х17Н2	15ГС - 14Х17Н2	20ГСЛ - 20Ш 14Х17Н2
Набивка сальника	Прессованные кольца марки АГ-50

Корпус задвижек серий 895 и 1050 - штампосварные из углеродистой стали, серий 932 и 933 - электрошлаковой выплавки (ЭШВ) из углеродистой и нержавеющей стали, серии 1051 - литые, полученные методом «литья в землю».

Соединение корпуса с крышкой - фланцевое. Уплотнение соединения осуществляется с помощью рифленой металлической прокладки. На фланцах корпуса и крышки выполнены выступы, позволяющие при необходимости производить сварку деталей - «на ус».

Затворы задвижек - клиновые, с обоймой, двухдисковые, с распорным элементом. Конструкция затворов задвижек D_у 100 и 150 серий 932 и 933 представлена на рис.15 (а), затворов задвижек D_у 200 серий 932 и 933 - на рис.15 (в), затворов задвижек D_у 300, 400 и 500 серий 895,933 и 1050 - на рис.15 (б), затворов задвижек D_у 600 серии 1051 на рис.15(в).

Во время открытия и закрытия задвижки возникает вибрация дисков, для устранения вибрации вносят в конструкцию затвора задвижки изменения:

· устанавливают распорную пружину между дисками;

· устанавливают распорные пружины по периметру тарелок с внутренней стороны.

Уплотнение шпинделя задвижки - сальниковое, однокамерное, двухступенчатое с устройством для отвода протечки после первой ступени в систему очистки. Для разгрузки сальника на шпинделе и крышке предусмотрены уплотнительные фаски.

а) Конструкция затвора задвижек Dy 100-150 серий 932, 933 и 1059: 1 – обойма; 2 – тарелка; 3 – грибок; 4 – упор; 5 – винт; 6 - стопор

б) Конструкция затвора задвижек Dy – 300-500 серий 895; 933 и 1050: 1 – обойма; 2 – тарелка; 3 – штифт; 4 – пружина; 5 – кольцо распорное; 6 – штифт; 7 – прокладка компенсирующая; 8 – прокладка регулирующая

в) Затвор задвижки Dy 200, 600 серий 932, 933 и 1051: 1 – обойма; 2 – тарелка; 3 сухарь; 4 – грибок; 5 – болт; 6 – планка стопорная

Рисунок 15 – Конструкции затворов задвижек.

1 – узел затвора; 2 – корпус в сборе; 3 – крышка плавающая; 4 – опорный фланец; 5 – сальниковое уплотнение штока; 6 – шток; 7 – муфта, соединяющая шток со шпинделем; 8 – бугель; 9 – шпиндель; 10 – подшипниковый узел; 11 – электропривод; 12 – узел стопорения шпинделя; 13 – уплотнение соединения корпуса с крышкой

Рисунок 16 – Задвижка главная запорная Dy 850 (970-850-Э).