核电厂电动球阀可靠性定量分析

李耀武 赵雪岑 王 磊 艾 阳 黎昭文 王昌朔 王嘉瑞 李 毅

（1、核反应堆系统设计重点实验室，四川 成都610213 2、中国核动力研究设计院，四川 成都610213）

1 概述

电动球阀广泛应用于核电厂各系统，部分电动球阀为安全级设备，其可靠性对于系统安全运行起着至关重要的作用。传统电动球阀受结构、材料制造、加工工艺等因素制约，存在密封性能不高、不定期短时泄漏、动作寿命较低、动作卡滞等问题[1-3]。提升电动球阀可靠性对核电厂系统的安全可靠运行，降低维护修理费用等具有重大意义。

本文在电动球阀故障分析的基础上，掌握电动球阀关键零部件的失效规律，建立了电机、轴承、阀座球体密封、中法兰密封以及阀座阀体密封的故障率数学模型。选取某核电厂用安全级电动球阀，进行了整机故障率、平均无故障动作次数以及可靠度的试算。

2 电动球阀主要结构

电动球阀主要由阀门部分和电传动装置两部分组成。部分回转的电传动装置位于金属密封球阀的上方，是驱动阀门启闭的动力源。阀门部分主要由阀体、球体、阀座、轴承等组成。电传动装置由电机、减速器、轴承等组成。电动球阀的结构如图1 所示。

图1 电动球阀结构简图

阀门常见故障模式主要分为密封失效和动作失效两种类型，密封失效包括内密封失效和内密封失效，会影响阀门截断介质的能力和导致放射性介质泄漏；动作失效主要表现形式为卡滞、电气部件损坏、异常噪音等[4]。

3 电动球阀可靠性框图

可靠性框图是由代表产品或功能的方框和连线组成，表示各组成单元的正常或失效状态对系统状态的影响的逻辑图。……