Отсечные клапаны предназначены для быстрого отключения трубопровода или его части при аварийной ситуации или по технологическим требованиям. Характерной особенностью их является быстродействие, обеспечиваемое обычно срабатыванием пружины (винтовой или пакетом тарельчатых) в момент закрытия клапана. Пружина взводится пневмо- или электроприводом. В электроприводной арматуре для удержания пружины во взведенном положении используют защелки, управляемые электромагнитами. Применяются также быстродействующие отсечные клапаны с двусторонним поршневым приводом, В качестве отсечной (защитной) арматуры могут также применяться быстродействующие задвижки, краны и заслонки. Вид действия этой арматуры, снабженной пружинами, — НЗ (нормально закрыт), В качестве отсечных клапанов используются односедельные, двухседельные, проходные и угловые, с мембранным и поршневым пневмоприводом. Классификация отсечных клапанов приведена на схеме 2.7. Серийно выпускаются проходные односедельные отсечные клапаны (НЗ) из коррозионно-стойкой стали с мембранным приводом, показанные на рис. 2.98, а. Изго- Схема 2.7 Классификация отсечных клапанов товляются клапаны с Dy = 25-80 мм на Р = 4 МПа. Давление управляющего воздуха 0,2 МПа. В односедельных клапанах перестановочное усилие, создаваемое приводом, должно преодолеть усилие от давления среды при открывании или закрывании клапана, в зависимости от подачи среды на клапан или под клапан, С увеличением диаметра прохода (и седла) возрастает неуравновешенное усилие на штоке, что создает необходимость применять более мощный привод. В связи с этим односедельные отсечные клапаны с большими условными диаметрами прохода (Dy = 50-150 мм) выпускаются с мембранным приводом, снабженным двумя мембранами, работающими параллельно на один шток (рис. 2.98, б). При диаметрах прохода Dy, равных 100, 200, 250 и 300 мм, применяются двухседельные проходные к л а п а н ы, в которых затвор гидравлически (гидростатически) уравновешен. Для высоких давлений применяются отсечные клапаны с поршневым пневмоприводом (рис. 2.99) с угловым корпусом. Клапан, предназначенный для рабочих сред с рабочим давлением Р = 40 МПа, снабжен поршневым приводом двустороннего действия. Давление управляющего газа (азот) 7,5 МПа. Клапан открывается или закрывается при подаче управляющей среды в верхнюю (на поршень) или нижнюю (под поршень) часть цилиндра. Изготовляются они с Dy = 10-125 мм. Корпус клапана изготовлен из стали марки 07Х21Г7АН5, шток — из стали марки 14Х17Н2. Угловые отсечные клапаны c Dy = 6-65 мм на рабочее давление р ~ 100 МПа с поршневым пневмоприводом двустороннего действия также имеют поршневой привод двустороннего действия. Давление управляющего газа (азот) 7,5 МПа. Корпус изготовлен из стали марки 09Х16Н4Б-Ш, шток — из стали, марки 40ХН. Рис. 2.100. Клапан отсечной стальной угловой с патрубками под приварку фирмы «Зульцер» для пара (Ру= 12 .МПа, ^р< 300°С): а — конструкция; б — схема управления Современная конструкция быстродействующего отсечного клапана разработана фирмой «Зульцер» (рис. 2.100). Клапан имеет встроенный поршневой привод, управляющей средой в котором служит пар. Время срабатывания клапана от 1,5 до Ю с. Клапан угловой, имеет тарелку обтекаемой формы, соединенную со штоком поршня. Поршень перемещается внутри рабочего цилиндра, верхняя часть которого присоединена к корпусу. Внутренняя поверхность цилиндра наплавлена сплавом повышенной стойкости. Поршень снабжен пружиной, действующей в направлении закрытия клапана. В открытом положении клапана затвор (тарелка) находится вверху и своим верхним уплотнительным кольцом, прижимаясь к торцу выступа цилиндра, герметизирует подвижное цилиндрическое соединение шток — цилиндр (верхнее уплотнение). Соединения корпуса с цилиндром и крышки с ци-линдром уплотняются спирально навитыми прокладками из коррозионно-стойкой стали с асбестовой прослойкой. В клапане отсутствуют сальники, что значительно повышает надежность его работы при высокой степени герметичности относительно внешней среды. Управление клапаном осуществляется паром из системы, которую он обслуживает. При отсутствии давления клапан находится в закрытом положении и пружина прижимает тарелку к седлу. Клапан остается закрытым до тех пор, пока клапаны 1 и 4 (рис. 2.100, б) открыты, а клапаны 2 и 3 — закрыты. Если давление действует только со стороны входа — пусковой или холостой режим работы установки, то клапан 4 закрыт и расход или утечка пара полностью отсутствуют. Чтобы открыть главный клапан, управляющие клапаны 2 и 3 следует открыть, а клапаны 1 к 4 — закрыть {В, В1, 82 — вспомогательные клапаны). При этом давление над поршнем сбрасывается, а под поршень поступает пар, который перемещает его вверх, сжимая пружину, пока верхний торец тарелки не упрется в нижний торец цилиндра. Расход пара на управление незначителен, так как более 90 % времени клапан находится в открытом положении. Возможная утечка через уплотнение подвижного сопряжения штока отводится через открытый клапан 4. Эти отсечные клапаны могут применяться на АЭС на установках с реакторами кипящего типа, где клапаны /—4 управляются водой с помощью гидроприводов. На установках с реакторами, охлаждаемыми водой под давлением, клапаны управляются электромагнитным приводом или пневмоприводом. В целях обеспечения высокой надежности клапан 1 дублируется параллельным клапаном, а клапан 3 — последовательным. Управляющие клапаны имеют механическую блокировку, что достигается объединением их в два трехходовых клапана и в два двухходовых. Постоянная готовность к срабатыванию и минимальное время закрывания наиболее просто решаются использованием усилия взведенной пружины, закрывающей клапан. На рис. 2.101 приведена конструкция клапана с Dy = 600 мм и прямоточным корпусом. Шток, управляющий тарелкой клапана, соединен с набором тарельчатых пружин, поршневым пневмоприводом и масляным демпфером (тормозом). Среда подается под тарелку. Проточная часть корпуса выполнена с плавными переходами — без застойных зон. В конструкции клапана предусмотрена возможность легкого доступа к тарельчатым пружинам. Клапан открывается пневмоприводом под действием сжатого воздуха, при этом взводится пружина. При выпуске воздуха из пневмопривода клапан закрывается пружиной. Демпфер позволяет регулировать время закрывания в пределах от 5 до 30 с и предохраняет тарелку от ударов по седлу. Для транспортирования загрязненных и пульпообразных абразивных сред применяют клапаны отсечные с прямоточным корпусом, без застойных зон. Клапан, предназначенный для давлений р < 1,0 МПа, показан на рис. 2.102. Конструкцией клапана предусмотрена возможность снятия узла внутренних частей для ремонта без демонтажа корпуса с трубопровода, что значительно повышает ремонтоспособность клапана. Сальник выполнен двухкамерным с организованным отводом протечки. Имеется приварной штуцер для промывки внутренней полости. Уплотнение запорного органа — металлическое конусное, уплотнительные поверхности наплавляются сплавом повышенной стойкости. Корпус к трубопроводу присоединяется сваркой. Давление управляюшего воздуха в пневмоприводе равно 4,7 ± 0,3 МПа. Время срабатывания клапана (от 0,1 до 0,5 с) зависит от диаметра отверстия во втулке, ввинчиваемой в штуцер пневмопривода. На высокое давление (до 250 МПа) рассчитан стальной угловой отсечной клапан с поршневым гидроприводом двустороннего действия (рис. 2.103). Золотник этого клапана своей верхней частью направляется в цилиндрической полости корпуса. В качестве отсечной арматуры для пара высоких параметров могут применяться также задвижки с поршневым приводом (рис. 2.104). Поршневой привод двустороннего действия обеспечивает открытие и закрытие клапана, управляюш,ей средой служит пар. Задвижка (рис. 2.105) фирмы «Гопкинсон» (Англия) используется как быстродействующая отсечная, арматура. Затвор параллельный двухдисковый направляется верхними и нижними направляющими, расположенными в корпусе. Задвижка снабжена поршневым приводом, управляющей средой в котором является пар. С верхней частью штока парового привода соединен поршневой гидравлический привод, который используется для управления задвижкой в обычных условиях. В случае необходимости быстрого закрытия из верхней части парового привода сбрасывается пар, и под действием давления пара на нижнюю поверхность поршня задвижка быстро закрывается. Гидропривод в этих условиях работает как демпфер. Основные параметры клапанов регламентированы ГОСТ 22513—77*.
