在以往半百年中，半自動閘閥的基本功用沒有變動。只是在固定的基秉性能上有所增長如增加流量系數，減損噪音，減損 氣蝕和改進 流量特別的性質。不過結構預設特別的性質的變更非常不迅速。一直到核能的顯露出來，才使閥門制作者在閥門預設時只得思索問題到像地震這類外界力氣萌生的影響。本 論文從抗地震 預設的觀點商議了閘閥的改進；諸如材質的選用，驅動裝置預設和結構裝配、零件的裝配等。

  核能發電站用閘閥務必能承擔地震的影響。事情的真實情況上，這是美國聯邦管理法令規則上就關于本國核能發電站的預設、建造和運轉等一系列廣泛論題規定了不可缺少條件。 10CFFR50是“美國聯邦設施出產和運用允許證”的代稱，其附錄A中列出 了“核能發電站通用預設標準” (GDC)。GDC一 2 中有一段中說：“核能發電站結構，裝置和元件務必預設成能承擔如地震、龍卷風、 飚 風不銹鋼閥門…什么的普遍規律的影響”。別的GDC也可作為指使設施抗地震和動力限止的不可缺少條件的參照。這些個涵蓋GDC一 1 ，一 4 ，一 14 和一 30 。

  盡管形式上有，但這類未作周密解釋明白的通用標準其實沒有辦法執行。隨著核工業的成熟，核能發電站設施的抗地震預設和剖析也就隨之明確，全部工業部門提出的這些個 GDC在今日的抗地震預設閘閥的改進中有了一席之地。核能調節委員會(NRC)宣布了“標準檢查驗看方案”和“標準調節引導。”各工業團體也宣布了稱為“NRC”要求標準的一系列法令規則和標準。建造預設師和公用事業也著手宣布相關法令規則，對標準調節引導，標準檢查驗看方案和允許證的提出請求都有明確的要求。最終。控 閥制作 者為滿意 工業上抗地震 限止條件而改進了產品結構預設。

  抗地震限止的不可缺少條件 (SQR)

  原先，閘閥文字說明中相關抗地震不可缺少條件一般很少，只是簡單性地說一點如“這些個閥門能禁受住地震、龍卷風等普遍規律影響”或“這些個閥門在預設中思索問題了地理的影響”， 一般在這些個條件中都沒有定量的數字。與之形成相比較的是，今日的文字說明中相關抗地震條件局部在規定可接納的限止形式，設施務必限止的加效率曲直常非常準確。在很早期的工廠中，抗地震預設不可缺少條件只是覺得 當設施 安排處置在一個很活躍的地震帶時方是務必的。在那一些工廠中設施和建造都是依據建造法令規則 (VBC)的要求預設的，是認為合適而使用靜態的剖析技術。由1965年的抗地震預設內部實質意義形成了一個全部核能發電站的通用條件規范。有足夠的憑證可以顯露出地震有可能在不論什么一個地方發生，無論是在地 震次數多的地區仍然只是在歷史上以前發生過的地方，都可能發生地黃震。發生于寫 薩諸塞州 (1755年)；密蘇里洲(1812年)南卡羅來納洲(1876年)的幾次大地震證實在核能發電站的預設中應思索問題抗地震預設。

  早期，大多別設置備被框定運用靜態的剖析形式，與復雜的建造及其他結構相形這對于結構簡單的閘閥是適合使用的。用于這些個剖析的輸入加效率一般以樹立反響加效率為基礎或甚至于是以場地而不是以管線系統的反響加效率為基礎，但還是沒有標準。

  在進展的前一階段，專業團體為了核工業的特別需求而樹立了 各種委 領會和生業組織，對閥門制作者最有影響的兩個協會是“美國機械工程師學會” (ASME)和“電與電子協會(IEEE）。ASME中相關鍋爐與壓力器皿規范中第3局部是專門為核能發電站的元件所編著的，1968年這局部成了法令規則草稿的最新大概的形狀，并于1971年首次用它的所有內部實質意義刊行，在往后6個月中又做了數次改正。不過，ASME— IlI 中僅指清楚閥門的壓力范圍。依據其定義，只是有閥體、閥蓋、閥桿和連署體蓋的螺釘的壓力范圍對于閥門的剩下局部即附件和驅動裝置，在ASME—III中沒有提及，正因這么，在法令規則中只牽涉到壓力界線完整性而沒有牽涉到設施運行的有經驗。

  為了表明在地震中和地震后設施運行的有經驗，就務必制訂別的標準。 IEEE一 344 是最受公認的設施抗地震用參照標準。在1971年第一次揭曉，1975年其主要局部做了非常大的修改訂正．盡管IEEE標示其適合使用于機電設施上，但其一般被公覺得適合使用于全部設施的抗地震框定條件標準。NRC的標準檢查驗看方案3.10中商議了機電設施的抗地震條件，在SRP 3.10中NRC講道理IEEE一 344 適合使用于全部類型的機電設施的抗震要求。

  后來，一直到 IEEE一 382 在1972年第一次宣布時，閥門驅動裝置或閥門組件的抗地震框定要求才有一點規定。不過，那時它只是規定了閥門電動驅動裝置的框定(在地震背景中)而對于彈性隔膜驅動裝置，汽缸驅動裝置，液壓驅動裝置等沒有尤其的框定標準。于1980年宣布的IEEE一 382 變更了這種現象，它涵蓋了所有各種驅動裝置的框定標準IEEE一 382 —1990“閥門驅動裝置安全條件IEEE標準”中解釋明白“該規范適合使用于全部類型的動力驅動的閥門驅動裝置”。

  IEEE一 344 和IEEE一 382 是最為廣泛被公認的關于閥門或閥門驅動裝置抗地震的標準，還 育很多別的標誰 也被揭曉或是獲得了不一樣的進展。不過，這些個標準很難如上所述面所說的兩者那樣子獲得廣泛的承認，由于這些個標準中很難使人對于它們的不可缺少條件有明白的了解，而幾乎不可以保障它們的技術和預設要求，這些個標準被列到附錄A中。

  這些個標準中的每一個都將閥門組件看成是一個獨立的單位，關于閥門對裝置在其上的管線系統或管線系統對閥門的影響都沒有解釋明白。故而．管線系統預設者就處于甚至于在閥門被挑選或買家挑選之前就務必思索問題在它們的管線系統中的閥門的動力學特別的性質這么一個不公的位置上。當然，閥門制作者也務必在管線系統定案之前周密說閥門的抗地震要求，這是一個制動裝置一 22一一 管線 系統預設著 只有在曉得閥守門員怎樣反響在這以后能力為他的管線系統中的閥門定型，而閥門制作者只有曉得管線系統將怎樣反響能力框定在個特不要管線位置上的閥門。這么，閥門規范中的通用抗地震規范待以進展。

  這些個通用的規范是閥門制作者和管線系統預設者之間的一個折中，閥門制作者答應擯除從閥門回到管線系統的動力學反饋。它被要求這么做是由于閥門組件在一個可 挑選值上有 其基本的天然頻率．一般是 33Hz。在這種形式下不論什么 建造或管線都被覺得具備低于 33Hz，否則就不可以承擔地震的共振 諧 率。這么將不會造成閥門的共振和其本來就有的放大。因為這個，管線系統的預設者是需在它的系統中思索問題閥門的品質。作為回報，管線系統預設者答應限止變成閥門地震輸入的管線系統的動態特別的性質 一 達到某個值。這個值的最大限度變成閥門框定的輸入加速度，根據建造工程師的意見一般是3.og或45g，直到現在截止，閥門抗地震預設條件的，進展是從普通預設準則到工業的法令規則和標準。最終技術要求中要求一個具備天然頻率大于331HZ和歸屬1～33Hz頻率范圍之內3.0g的或4.5g的輸入加速度。

  研討閘閥抗地震結構改進的最好辦法是逐個研討它的主要零器件，這些個器件見圖 1；他們是閥體、 閥蓋 、 與閥蓋銜接 的驅動裝置和裝置驅動裝置之上的驅動裝置附件。

  閥體：

  閥體是必必需的管線系統理，假如管線系統一乎要求，閥門也定然合乎要求。這正是 ASME法令規則的 編青所 敘述分析 ” 的。依據該法令規則，假如管線和閥體都是依據法令規則所預設的，而制作者能顯露出閥門中最弱的局部也比管線強度高，那末這閥門就認J是符合標準的。這主要應表達出閥門的剖平面或物體表面的大小和截面膜數字至少要比管線的那一些高10 ％ 。假如管線和閥門的材質不一樣，那就要思索問題他們之間所能承擔壓力的區別。(依據 ASMEIll 、 NCl ／ND3S21)。

  對于一樣管線尺寸的閥門和管線來說，可以毫沒有疑問問證實是合乎要求時；典型的事情狀況是閥門強度要比與之連署的管線高 300 ％ ～400 ％ ， 世 當運用 漸縮管或 閥門比管線尺寸小2倍或更很長時間。就萌生問題了。這個問題可以用幾種形式減輕，一種簡單的形式是將閥門 內件平面或物體表面的大小 緊縮減少至與管線尺寸相同 少這種 簡易的形式有其所取之處，由于用一個大尺寸的閥門就意味著更高的成本。另一個辦法是從買家 那理解 管線載荷和進行應力剖析。天然．進行應力剖析也會增加生產資本，尤其是假如應用計算機辦法逐個框定的元件。第3種解決形式是用高壓力系數的閥體  (也就是說用ANSl600級而不是用15Q級 ） ，這將  增大金屬 剖 剖面，使金屬材料增加，但有可能比用大尺寸閥門的成本要低。當然，這幾種形式結拼湊可以達到最佳效果。

  普通來說，閘閥閥體的結，構不必有更多的變更就適合抗地震的要求，一般閥體比管線強度高，而認為合適而使用應力剖析的辦法也很簡單。間或也需求利用一點技術改造，利用挑選閥門尺寸和壓力系數同時來滿意液體處置要求和抗地震要求。

  閥蓋：

  從抗地震 剖析的觀點看． 閥蓋可以 視為一個“半中腰支撐結構”。管線系統的地震運動務必 通過閥蓋方 能到了驅動裝置。因為這個． 閥蓋務必 能承擔住驅動裝置的動力學效用。對于它自身， 閥蓋是 閥門中一個十分強的局部，不過由于它自身的基本結構，它很難非常準確地剖析。

  大多 閘閥閥蓋用 ASME 一 Ⅲ中的附錄X1剖析，盡管這個附錄一般是為管線法蘭的剖析準備的，但被公覺得可以 做閥蓋法蘭 的剖析。不論什么位于驅動裝置上的因地震造成的屈曲力解波改換成一種“高值壓力”略稱 eq ． 一 因此增加了閥門的預設壓力， 閥蓋和體蓋 螺釘就務必能承擔住這種增加的法蘭結構壓力，Pfd=Pd + Peq 。)．假如用更復雜的辦法計算壓力，那末計算壓力將更高。由于 閥蓋是比需求 的壓力強很多，所以計算壓力一般在框定的允許范圍之l內。

  閥蓋務必 能支撐住固定在其上的驅動裝置挑選出的人些驅動裝置每常非常大而從閥蓋上延伸到一個顯著的位置上，一個閥門驅動裝置或許對整個兒系統有著表面化的動力影響。正是這些個動力因素造成 了閥蓋結構 的絕大多變更，這些個結構的變更涵蓋增加管壁和法蘭厚度和從新預設驅動裝置 與閥蓋的 連署形式少受力狀況，相反是增加硬度和牢穩性。 閥蓋越是 結合緊密，閥門各器件的總體上的本來就有頻率就越能維持得盡有可能高。

  閥門驅動裝置：

  閥門驅動裝置是最受核動力工業抗地震框定條件影響的閘閥器件，曾一度被覺得實質上簡單的閘閥驅動裝置已被其自身證實做樣品剖析和為了增加本來就有頻率而做的改進是一樣艱難的。宛如閥門 _中別的局部同樣，驅動裝置結構已基本上十幾年維持未變了；它的預設有經驗已在以礦物燃燒材料為動力的工廠，造紙廠燃料精煉廠以及全部大體積小的客輪上的積年應用中獲得證實，一直到閥門制作商只得經過檢查驗看證實抗地震要求．才有了預設上的變更。

  一個驅動裝置有兩個基本器件，支架和動力裝置，支架用于將驅動裝置固定在閥蓋上，以供給一個連署閥桿和驅動裝置的位置、以及供給一個用來安裝附件的位置 (如彈簧膜片驅動裝置中的限位開關和定位器等)。第二局部是動力源，典型的類型是彈簧膜板、氣缸、液壓千斤頂頂和電機。

  在大部分數事情狀況下支架由生鐵制成，并用一點大的緊固螺絲帽與水蓋連署在一塊兒，不過由于務必承擔像地震這么的動力載荷的需求．就務必變更預設。首先變更的是材質，起初所用的材質 一 生鐵十分適應起初的預設載荷，即主要的驅動 一 裝置推力。生鐵有一個問題，它很脆的材料對于大的沖擊載荷和 低轉疲乏 載荷毀壞十分敏銳，因為這個將生鐵材料改為鑄鋼材料、一般是ASTM一 216 WCB型，這個變更是容易成功實現的，由于預設和生產模型都是相同的．機加工也是相同的，只是材料變更罷了。

  下一個變更就比較艱難，很多抗地震檢查驗看的最后結果證明支架 和閥蓋的 連署務必從新預設，緊固螺絲帽比原先的預設性能要高，不過抗地震檢查驗看的動力載荷事情狀況最后結果中顯示出一點問題：首先，支架是支撐 在閥蓋的 小座上，這足夠支撐延伸出來的驅動裝置的推力載荷，由于全部組件都是受 一 壓力效用，不過，在驅動裝置的基部沒有足夠的支撐面來維持盡有可能高的支架的結合緊密程度。

  其次，緊固螺絲帽在抗地震檢查驗看中傾向于松馳．一次地震嘗試的過程要比不論什么一次有可能碰到的地震都猛烈，并且這種松馳不像生鐵的斷開那樣子是災殃性的。盡管這么，在緊固螺絲帽這么的關鍵部位的松馳也是不準許的。同時，緊固螺絲帽的松馳也有其他問題，它意味著支架和 閥蓋間 的連署一朝松馳．驅動裝置繼續就有可能繞著閥桿軸線改變方位，因此造成 像限 位開關和定位器元件的位移而導致失控。

  驅動裝置 和閥蓋兩者 在連署上都做了改進，預設的基本思想是在支架和 閥蓋問供給 一個大的接觸面，供給一個避免驅動裝置轉動和連署處的松馳，使支架和 閥蓋間 的連署更堅同。 在閥蓋和 支架間供給一個大的接觸向的預設是相當容易的。 閥蓋的 澆鑄板型做了臨時或長久地改進，以供給一個緊固驅動裝置的固定法蘭或是在州有閥蓋上燒焊一塊平板．怎么樣使驅動裝置結合緊密可*決定于于預設者的處理辦法。連署形式見圖 2．它涵蓋起初的緊固螺絲帽結構，其他的形式有；將驅動裝置依據 和閥蓋法蘭 螺釘相接 或壓扳 放于用螺釘 固定閥蓋的 位置上使驅動裝置緊固，還是 經過閥蓋法蘭 用螺釘直接固定在支架上。

  驅動裝置預設中依據抗地震的基本原則也 也 施行了局部改正 .這些個原則涵蓋盡有可能增長強度，減緩重量 和減低群體 的重心。盡管 (這將在后就商議)這些個變更的目標不是商議起來非常簡單，但其實這些個原則執行起來卻十 分艱難 。例如：為了增長強度就務必增加材料 (增加品質)，由于動力 源務必 支架腿支撐，重心也只能減低到有限的程度，眾多事情狀況下為了適合抗地震不可缺少條件就務必用結構鋼安裝驅動裝置或另外增加支撐。

  一般的事物樣子是．一個給定尺寸的標。準驅動裝置必有一個在 1OHz范圍內的固定頻率，為了抗地震需求而從新預設驅動裝置幾乎是施行一個全新的預設。增加基座運用螺釘 固定閥蓋 。支架由結構鋼制成。主要是槽鋼，這 是為了增長強度。在強度低的隔板箱上增設 加同板 ，以消弭屈曲，經過去掉駢枝的材料使重心減低。最后結果使驅動裝置在一樣的閥門上有相同的功能。它的同有頻率絕對在 33Hz之上。為了滿意核能發電站抗地震條件要求，閘閥驅動裝置經歷 丁相當 大的結構改進。這些個改進涵蓋材料、連署形式和總體結構的預設，最后結果是每常用一品類型的 設汁和—項 工程改革，就能滿意 工業產口的需求。

  驅動裝置附件：

  驅動裝置附件常見在大致相似彈簧膜片驅動的或氣缸驅動的這些個氣動裝置上，固定在驅動裝置上的附件類型涵蓋：限位開關，電磁閥、定位器，空氣過淋調節器、空氣升壓器和電生氣動傳感器。附件的數目和類型以閥門 的功能和運用者的需求為準。電和電磁液壓驅動裝置附件一般涵蓋在驅動裝置結構中，因為這個很少有問題。除此以外．他們不必像空氣收繳器、電磁閥和空氣升壓器什么的設施同時也不必那一些雜亂的氣體管路。

  在氣動裝置上這些個附件同驅動裝置相形尺寸都比其要小，這就是說附件的安裝不會顯著影響整個兒閥門器件的動力學特別的性質。不過附件和他們的固定設施對閥門的抗地震有經驗的確有一定影響。

  例如：思索問題到限位開關的安裝，假如用一種彈性的形式安裝，它便會錯過與閥桿連署，因為這個便會結扼制室傳導一個不正確的信號。還是是將空氣收繳器和電磁閥的撓性連署。撓性連署和它本來就有的大的偏移將不會萌生 像限 位開關的固定而造成的不正確信號，不過它能使連署的銅管辦公險難和斷開．因為這個使閥不可以辦公，對于閘閥的抗地震要求來說。萌生 躇 誤信號、氣體管路的斷開和別的事情的發生是不合適合標準的。

  附件的預設和安裝也務必依據驅動裝置的抗地震結構的原則： 1)維持足夠高的硬度；2)有最小的大小；3)為了維持低重心，使管用的重量盡有可能低。

  一般附件的結構變更主要是利用安裝架，對于普通工業來說僅有的要求是固定元件使其能夠辦公并能承擔裝運、安裝和正常操作，不過對于核能發電站的應用就不夠了。

  舉一個例子，圖 3a中的安裝架定位器是用于普通工業的，制造它很容易并能美好地完成辦公，但地震嘗試最后結果顯露在地震狀態下將會發生過多的青銅閥門偏移，“普通工業用”的安裝架在硬度上不可以滿意核能發電站的抗地震要求。圖3b則表達了在普通工業用的安裝架上燒焊 一個角板 ，這些個 角板保障 了強度，使偏移降到最小。 為滿意抗地震要求對閘閥附件已施行了預設上的變更，這些個附件最表面化的變更是從新預設安裝架，其最后結果證實在震中萌生的位移最小。

  前面的景物：

  核能發電站抗地震要求的發展是很不易于預先推測的，一樣，閘閥日后的預設改進也是難于預先推測的，但可以預先推測日后的進展不會像曾經那樣子快。

  已證實現有設施的抗地震事情狀況和現時預設對早期預設施行半大的改進是有可能的，全部正在運行的核能發電站證實牽涉到安全的電設施能承擔熱、輻射和潮潤的影響 (據10CFR50、49)，很多設施已被“經檢查鑒定”的設施代替。往后的產品將注明符合標準的抗地震設施，這對于 最 被樹立的設有抗地震要求的老核能發電站或微型設施在預設中的加強是尤其關緊的。

  或許新的抗地震預設設施將代替老設施，生鐵驅動裝置將被鑄鋼代替，緊固螺釘連署形式將代替緊固螺絲帽連署形式，設施限止低的加效率況且又有小的本來就有頻率條件將被 堅 同閥代替并且附件限止在 3.Og或4.5g輸入加速度的水準上。

  總結語：

  核能發電站中抗地震設施的安裝是十個進展的過程，為適合這些個要求閘閥的預設也獲得進展。閘閥制作商為了滿意買家的需求既說，清楚產品的結構預設又注清楚功能預設。盡管抗地震限止條件的改進事情狀況比曾經減慢了，老核能發電站的領有者或許需求用新的抗地震設施接替舊的設施，對它們來說為了滿意今日的抗地震限止條件，這些個改進是不可缺少的。