在以往半百年中，半自动闸阀的基本功用没有变动。只是在固定的基秉性能上有所增长如增加流量系数，减损噪音，减损 气蚀和改进 流量特别的性质。不过结构预设特别的性质的变更非常不迅速。一直到核能的显露出来，才使阀门制作者在阀门预设时只得思索问题到像地震这类外界力气萌生的影响。本 论文从抗地震 预设的观点商议了闸阀的改进；诸如材质的选用，驱动装置预设和结构装配、零件的装配等。

  核能发电站用闸阀务必能承担地震的影响。事情的真实情况上，这是美国联邦管理法令规则上就关于本国核能发电站的预设、建造和运转等一系列广泛论题规定了不可缺少条件。 10CFFR50是“美国联邦设施出产和运用允许证”的代称，其附录A中列出 了“核能发电站通用预设标准” (GDC)。GDC一 2 中有一段中说：“核能发电站结构，装置和元件务必预设成能承担如地震、龙卷风、 飚 风不锈钢阀门…什么的普遍规律的影响”。别的GDC也可作为指使设施抗地震和动力限止的不可缺少条件的参照。这些个涵盖GDC一 1 ，一 4 ，一 14 和一 30 。

  尽管形式上有，但这类未作周密解释明白的通用标准其实没有办法执行。随着核工业的成熟，核能发电站设施的抗地震预设和剖析也就随之明确，全部工业部门提出的这些个 GDC在今日的抗地震预设闸阀的改进中有了一席之地。核能调节委员会(NRC)宣布了“标准检查验看方案”和“标准调节引导。”各工业团体也宣布了称为“NRC”要求标准的一系列法令规则和标准。建造预设师和公用事业也着手宣布相关法令规则，对标准调节引导，标准检查验看方案和允许证的提出请求都有明确的要求。最终。控 阀制作 者为满意 工业上抗地震 限止条件而改进了产品结构预设。

  抗地震限止的不可缺少条件 (SQR)

  原先，闸阀文字说明中相关抗地震不可缺少条件一般很少，只是简单性地说一点如“这些个阀门能禁受住地震、龙卷风等普遍规律影响”或“这些个阀门在预设中思索问题了地理的影响”， 一般在这些个条件中都没有定量的数字。与之形成相比较的是，今日的文字说明中相关抗地震条件局部在规定可接纳的限止形式，设施务必限止的加效率曲直常非常准确。在很早期的工厂中，抗地震预设不可缺少条件只是觉得 当设施 安排处置在一个很活跃的地震带时方是务必的。在那一些工厂中设施和建造都是依据建造法令规则 (VBC)的要求预设的，是认为合适而使用静态的剖析技术。由1965年的抗地震预设内部实质意义形成了一个全部核能发电站的通用条件规范。有足够的凭证可以显露出地震有可能在不论什么一个地方发生，无论是在地 震次数多的地区仍然只是在历史上以前发生过的地方，都可能发生地黄震。发生于写 萨诸塞州 (1755年)；密苏里洲(1812年)南卡罗来纳洲(1876年)的几次大地震证实在核能发电站的预设中应思索问题抗地震预设。

  早期，大多别设置备被框定运用静态的剖析形式，与复杂的建造及其他结构相形这对于结构简单的闸阀是适合使用的。用于这些个剖析的输入加效率一般以树立反响加效率为基础或甚至于是以场地而不是以管线系统的反响加效率为基础，但还是没有标准。

  在进展的前一阶段，专业团体为了核工业的特别需求而树立了 各种委 领会和生业组织，对阀门制作者最有影响的两个协会是“美国机械工程师学会” (ASME)和“电与电子协会(IEEE）。ASME中相关锅炉与压力器皿规范中第3局部是专门为核能发电站的元件所编著的，1968年这局部成了法令规则草稿的最新大概的形状，并于1971年首次用它的所有内部实质意义刊行，在往后6个月中又做了数次改正。不过，ASME— IlI 中仅指清楚阀门的压力范围。依据其定义，只是有阀体、阀盖、阀杆和连署体盖的螺钉的压力范围对于阀门的剩下局部即附件和驱动装置，在ASME—III中没有提及，正因这么，在法令规则中只牵涉到压力界线完整性而没有牵涉到设施运行的有经验。

  为了表明在地震中和地震后设施运行的有经验，就务必制订别的标准。 IEEE一 344 是最受公认的设施抗地震用参照标准。在1971年第一次揭晓，1975年其主要局部做了非常大的修改订正．尽管IEEE标示其适合使用于机电设施上，但其一般被公觉得适合使用于全部设施的抗地震框定条件标准。NRC的标准检查验看方案3.10中商议了机电设施的抗地震条件，在SRP 3.10中NRC讲道理IEEE一 344 适合使用于全部类型的机电设施的抗震要求。

  后来，一直到 IEEE一 382 在1972年第一次宣布时，阀门驱动装置或阀门组件的抗地震框定要求才有一点规定。不过，那时它只是规定了阀门电动驱动装置的框定(在地震背景中)而对于弹性隔膜驱动装置，汽缸驱动装置，液压驱动装置等没有尤其的框定标准。于1980年宣布的IEEE一 382 变更了这种现象，它涵盖了所有各种驱动装置的框定标准IEEE一 382 —1990“阀门驱动装置安全条件IEEE标准”中解释明白“该规范适合使用于全部类型的动力驱动的阀门驱动装置”。

  IEEE一 344 和IEEE一 382 是最为广泛被公认的关于阀门或阀门驱动装置抗地震的标准，还 育很多别的标谁 也被揭晓或是获得了不一样的进展。不过，这些个标准很难如上所述面所说的两者那样子获得广泛的承认，由于这些个标准中很难使人对于它们的不可缺少条件有明白的了解，而几乎不可以保障它们的技术和预设要求，这些个标准被列到附录A中。

  这些个标准中的每一个都将阀门组件看成是一个独立的单位，关于阀门对装置在其上的管线系统或管线系统对阀门的影响都没有解释明白。故而．管线系统预设者就处于甚至于在阀门被挑选或买家挑选之前就务必思索问题在它们的管线系统中的阀门的动力学特别的性质这么一个不公的位置上。当然，阀门制作者也务必在管线系统定案之前周密说阀门的抗地震要求，这是一个制动装置一 22一一 管线 系统预设着 只有在晓得阀守门员怎样反响在这以后能力为他的管线系统中的阀门定型，而阀门制作者只有晓得管线系统将怎样反响能力框定在个特不要管线位置上的阀门。这么，阀门规范中的通用抗地震规范待以进展。

  这些个通用的规范是阀门制作者和管线系统预设者之间的一个折中，阀门制作者答应摈除从阀门回到管线系统的动力学反馈。它被要求这么做是由于阀门组件在一个可 挑选值上有 其基本的天然频率．一般是 33Hz。在这种形式下不论什么 建造或管线都被觉得具备低于 33Hz，否则就不可以承担地震的共振 谐 率。这么将不会造成阀门的共振和其本来就有的放大。因为这个，管线系统的预设者是需在它的系统中思索问题阀门的品质。作为回报，管线系统预设者答应限止变成阀门地震输入的管线系统的动态特别的性质 一 达到某个值。这个值的最大限度变成阀门框定的输入加速度，根据建造工程师的意见一般是3.og或45g，直到现在截止，阀门抗地震预设条件的，进展是从普通预设准则到工业的法令规则和标准。最终技术要求中要求一个具备天然频率大于331HZ和归属1～33Hz频率范围之内3.0g的或4.5g的输入加速度。

  研讨闸阀抗地震结构改进的最好办法是逐个研讨它的主要零器件，这些个器件见图 1；他们是阀体、 阀盖 、 与阀盖衔接 的驱动装置和装置驱动装置之上的驱动装置附件。

  阀体：

  阀体是必必需的管线系统理，假如管线系统一乎要求，阀门也定然合乎要求。这正是 ASME法令规则的 编青所 叙述分析 ” 的。依据该法令规则，假如管线和阀体都是依据法令规则所预设的，而制作者能显露出阀门中最弱的局部也比管线强度高，那末这阀门就认J是符合标准的。这主要应表达出阀门的剖平面或物体表面的大小和截面膜数字至少要比管线的那一些高10 ％ 。假如管线和阀门的材质不一样，那就要思索问题他们之间所能承担压力的区别。(依据 ASMEIll 、 NCl ／ND3S21)。

  对于一样管线尺寸的阀门和管线来说，可以毫没有疑问问证实是合乎要求时；典型的事情状况是阀门强度要比与之连署的管线高 300 ％ ～400 ％ ， 世 当运用 渐缩管或 阀门比管线尺寸小2倍或更很长时间。就萌生问题了。这个问题可以用几种形式减轻，一种简单的形式是将阀门 内件平面或物体表面的大小 紧缩减少至与管线尺寸相同 少这种 简易的形式有其所取之处，由于用一个大尺寸的阀门就意味着更高的成本。另一个办法是从买家 那理解 管线载荷和进行应力剖析。天然．进行应力剖析也会增加生产资本，尤其是假如应用计算机办法逐个框定的元件。第3种解决形式是用高压力系数的阀体  (也就是说用ANSl600级而不是用15Q级 ） ，这将  增大金属 剖 剖面，使金属材料增加，但有可能比用大尺寸阀门的成本要低。当然，这几种形式结拼凑可以达到最佳效果。

  普通来说，闸阀阀体的结，构不必有更多的变更就适合抗地震的要求，一般阀体比管线强度高，而认为合适而使用应力剖析的办法也很简单。间或也需求利用一点技术改造，利用挑选阀门尺寸和压力系数同时来满意液体处置要求和抗地震要求。

  阀盖：

  从抗地震 剖析的观点看． 阀盖可以 视为一个“半中腰支撑结构”。管线系统的地震运动务必 通过阀盖方 能到了驱动装置。因为这个． 阀盖务必 能承担住驱动装置的动力学效用。对于它自身， 阀盖是 阀门中一个十分强的局部，不过由于它自身的基本结构，它很难非常准确地剖析。

  大多 闸阀阀盖用 ASME 一 Ⅲ中的附录X1剖析，尽管这个附录一般是为管线法兰的剖析准备的，但被公觉得可以 做阀盖法兰 的剖析。不论什么位于驱动装置上的因地震造成的屈曲力解波改换成一种“高值压力”略称 eq ． 一 因此增加了阀门的预设压力， 阀盖和体盖 螺钉就务必能承担住这种增加的法兰结构压力，Pfd=Pd + Peq 。)．假如用更复杂的办法计算压力，那末计算压力将更高。由于 阀盖是比需求 的压力强很多，所以计算压力一般在框定的允许范围之l内。

  阀盖务必 能支撑住固定在其上的驱动装置挑选出的人些驱动装置每常非常大而从阀盖上延伸到一个显著的位置上，一个阀门驱动装置或许对整个儿系统有着表面化的动力影响。正是这些个动力因素造成 了阀盖结构 的绝大多变更，这些个结构的变更涵盖增加管壁和法兰厚度和从新预设驱动装置 与阀盖的 连署形式少受力状况，相反是增加硬度和牢稳性。 阀盖越是 结合紧密，阀门各器件的总体上的本来就有频率就越能维持得尽有可能高。

  阀门驱动装置：

  阀门驱动装置是最受核动力工业抗地震框定条件影响的闸阀器件，曾一度被觉得实质上简单的闸阀驱动装置已被其自身证实做样品剖析和为了增加本来就有频率而做的改进是一样艰难的。宛如阀门 _中别的局部同样，驱动装置结构已基本上十几年维持未变了；它的预设有经验已在以矿物燃烧材料为动力的工厂，造纸厂燃料精炼厂以及全部大体积小的客轮上的积年应用中获得证实，一直到阀门制作商只得经过检查验看证实抗地震要求．才有了预设上的变更。

  一个驱动装置有两个基本器件，支架和动力装置，支架用于将驱动装置固定在阀盖上，以供给一个连署阀杆和驱动装置的位置、以及供给一个用来安装附件的位置 (如弹簧膜片驱动装置中的限位开关和定位器等)。第二局部是动力源，典型的类型是弹簧膜板、气缸、液压千斤顶顶和电机。

  在大部分数事情状况下支架由生铁制成，并用一点大的紧固螺丝帽与水盖连署在一块儿，不过由于务必承担像地震这么的动力载荷的需求．就务必变更预设。首先变更的是材质，起初所用的材质 一 生铁十分适应起初的预设载荷，即主要的驱动 一 装置推力。生铁有一个问题，它很脆的材料对于大的冲击载荷和 低转疲乏 载荷毁坏十分敏锐，因为这个将生铁材料改为铸钢材料、一般是ASTM一 216 WCB型，这个变更是容易成功实现的，由于预设和生产模型都是相同的．机加工也是相同的，只是材料变更罢了。

  下一个变更就比较艰难，很多抗地震检查验看的最后结果证明支架 和阀盖的 连署务必从新预设，紧固螺丝帽比原先的预设性能要高，不过抗地震检查验看的动力载荷事情状况最后结果中显示出一点问题：首先，支架是支撑 在阀盖的 小座上，这足够支撑延伸出来的驱动装置的推力载荷，由于全部组件都是受 一 压力效用，不过，在驱动装置的基部没有足够的支撑面来维持尽有可能高的支架的结合紧密程度。

  其次，紧固螺丝帽在抗地震检查验看中倾向于松驰．一次地震尝试的过程要比不论什么一次有可能碰到的地震都猛烈，并且这种松驰不像生铁的断开那样子是灾殃性的。尽管这么，在紧固螺丝帽这么的关键部位的松驰也是不准许的。同时，紧固螺丝帽的松驰也有其他问题，它意味着支架和 阀盖间 的连署一朝松驰．驱动装置继续就有可能绕着阀杆轴线改变方位，因此造成 像限 位开关和定位器元件的位移而导致失控。

  驱动装置 和阀盖两者 在连署上都做了改进，预设的基本思想是在支架和 阀盖问供给 一个大的接触面，供给一个避免驱动装置转动和连署处的松驰，使支架和 阀盖间 的连署更坚同。 在阀盖和 支架间供给一个大的接触向的预设是相当容易的。 阀盖的 浇铸板型做了临时或长久地改进，以供给一个紧固驱动装置的固定法兰或是在州有阀盖上烧焊一块平板．怎么样使驱动装置结合紧密可*决定于于预设者的处理办法。连署形式见图 2．它涵盖起初的紧固螺丝帽结构，其他的形式有；将驱动装置依据 和阀盖法兰 螺钉相接 或压扳 放于用螺钉 固定阀盖的 位置上使驱动装置紧固，还是 经过阀盖法兰 用螺钉直接固定在支架上。

  驱动装置预设中依据抗地震的基本原则也 也 施行了局部改正 .这些个原则涵盖尽有可能增长强度，减缓重量 和减低群体 的重心。尽管 (这将在后就商议)这些个变更的目标不是商议起来非常简单，但其实这些个原则执行起来却十 分艰难 。例如：为了增长强度就务必增加材料 (增加品质)，由于动力 源务必 支架腿支撑，重心也只能减低到有限的程度，众多事情状况下为了适合抗地震不可缺少条件就务必用结构钢安装驱动装置或另外增加支撑。

  一般的事物样子是．一个给定尺寸的标。准驱动装置必有一个在 1OHz范围内的固定频率，为了抗地震需求而从新预设驱动装置几乎是施行一个全新的预设。增加基座运用螺钉 固定阀盖 。支架由结构钢制成。主要是槽钢，这 是为了增长强度。在强度低的隔板箱上增设 加同板 ，以消弭屈曲，经过去掉骈枝的材料使重心减低。最后结果使驱动装置在一样的阀门上有相同的功能。它的同有频率绝对在 33Hz之上。为了满意核能发电站抗地震条件要求，闸阀驱动装置经历 丁相当 大的结构改进。这些个改进涵盖材料、连署形式和总体结构的预设，最后结果是每常用一品类型的 设汁和—项 工程改革，就能满意 工业产口的需求。

  驱动装置附件：

  驱动装置附件常见在大致相似弹簧膜片驱动的或气缸驱动的这些个气动装置上，固定在驱动装置上的附件类型涵盖：限位开关，电磁阀、定位器，空气过淋调节器、空气升压器和电生气动传感器。附件的数目和类型以阀门 的功能和运用者的需求为准。电和电磁液压驱动装置附件一般涵盖在驱动装置结构中，因为这个很少有问题。除此以外．他们不必像空气收缴器、电磁阀和空气升压器什么的设施同时也不必那一些杂乱的气体管路。

  在气动装置上这些个附件同驱动装置相形尺寸都比其要小，这就是说附件的安装不会显著影响整个儿阀门器件的动力学特别的性质。不过附件和他们的固定设施对阀门的抗地震有经验的确有一定影响。

  例如：思索问题到限位开关的安装，假如用一种弹性的形式安装，它便会错过与阀杆连署，因为这个便会结扼制室传导一个不正确的信号。还是是将空气收缴器和电磁阀的挠性连署。挠性连署和它本来就有的大的偏移将不会萌生 像限 位开关的固定而造成的不正确信号，不过它能使连署的铜管办公险难和断开．因为这个使阀不可以办公，对于闸阀的抗地震要求来说。萌生 躇 误信号、气体管路的断开和别的事情的发生是不合适合标准的。

  附件的预设和安装也务必依据驱动装置的抗地震结构的原则： 1)维持足够高的硬度；2)有最小的大小；3)为了维持低重心，使管用的重量尽有可能低。

  一般附件的结构变更主要是利用安装架，对于普通工业来说仅有的要求是固定元件使其能够办公并能承担装运、安装和正常操作，不过对于核能发电站的应用就不够了。

  举一个例子，图 3a中的安装架定位器是用于普通工业的，制造它很容易并能美好地完成办公，但地震尝试最后结果显露在地震状态下将会发生过多的青铜阀门偏移，“普通工业用”的安装架在硬度上不可以满意核能发电站的抗地震要求。图3b则表达了在普通工业用的安装架上烧焊 一个角板 ，这些个 角板保障 了强度，使偏移降到最小。 为满意抗地震要求对闸阀附件已施行了预设上的变更，这些个附件最表面化的变更是从新预设安装架，其最后结果证实在震中萌生的位移最小。

  前面的景物：

  核能发电站抗地震要求的发展是很不易于预先推测的，一样，闸阀日后的预设改进也是难于预先推测的，但可以预先推测日后的进展不会像曾经那样子快。

  已证实现有设施的抗地震事情状况和现时预设对早期预设施行半大的改进是有可能的，全部正在运行的核能发电站证实牵涉到安全的电设施能承担热、辐射和潮润的影响 (据10CFR50、49)，很多设施已被“经检查鉴定”的设施代替。往后的产品将注明符合标准的抗地震设施，这对于 最 被树立的设有抗地震要求的老核能发电站或微型设施在预设中的加强是尤其关紧的。

  或许新的抗地震预设设施将代替老设施，生铁驱动装置将被铸钢代替，紧固螺钉连署形式将代替紧固螺丝帽连署形式，设施限止低的加效率况且又有小的本来就有频率条件将被 坚 同阀代替并且附件限止在 3.Og或4.5g输入加速度的水准上。

  总结语：

  核能发电站中抗地震设施的安装是十个进展的过程，为适合这些个要求闸阀的预设也获得进展。闸阀制作商为了满意买家的需求既说，清楚产品的结构预设又注清楚功能预设。尽管抗地震限止条件的改进事情状况比曾经减慢了，老核能发电站的领有者或许需求用新的抗地震设施接替旧的设施，对它们来说为了满意今日的抗地震限止条件，这些个改进是不可缺少的。