在2025年，缓闭式止回阀行业呈现出显著的发展趋势，特别是在核电站等关键工业领域，其应用日益广泛。缓闭式止回阀作为一种重要的工业设备，主要用于防止介质倒流，确保系统的稳定运行。在核电站的主给水系统中，核安全2级快关缓闭止回阀发挥着至关重要的作用，其抗震性能直接关系到核电机组在地震工况下的安全性。随着核电技术的迅速发展，对缓闭式止回阀抗震性能的研究逐渐受到重视。本文基于有限元分析方法，采用ANSYS Workbench对某型号缓闭式止回阀进行抗震性能研究，包括模态分析和等效静力抗震分析，为核级止回阀的抗震分析及设计优化提供了重要的技术参考。
《2025-2030年中国缓闭式止回阀行业市场深度研究与战略咨询分析报告》核电站的安全性一直是全球关注的重点，其中核安全设备的抗震性能尤为重要。地震可能对核电站的管道系统及关键设备造成严重破坏，影响核反应堆的冷却能力，甚至导致核事故。因此，对核级设备的抗震性能进行详细分析，确保其在不同工况下仍能保持结构完整性，是核安全设计的关键。缓闭式止回阀作为核电站主给水系统中的关键设备，不仅需要在正常工况下可靠运行，还需在地震等极端条件下保持结构完整性，防止因介质倒流导致的安全事故。
(一)有限元建模与模态分析
缓闭式止回阀行业特性分析提到采用大型通用有限元软件ANSYS建立缓闭式止回阀的三维几何模型及有限元模型，对止回阀进行模态分析，判断其第一阶固有频率是否满足刚性设备要求。模态分析结果表明，该缓闭式止回阀的第一阶固有频率为201.4Hz，远高于33Hz，符合刚性设备标准，表明其在地震载荷作用下不会发生严重的共振或结构失稳，能够适用于等效静力法进行抗震计算。
(二)等效静力抗震分析
对缓闭式止回阀进行等效静力抗震分析，计算其在自重、内压、接管载荷和地震载荷共同作用下的应力。在事故工况(SSE地震载荷)下，缓闭式止回阀的最大主应力出现在导流罩结构不连续处，最大值为299.9MPa。尽管该区域应力较高，但仍符合ASME标准的应力评定要求，且缓闭式止回阀的各关键部件，如阀体、阀瓣、导杆、导流罩、螺栓等，在不同工况下的受力情况均满足设计标准，能够保证结构完整性和长期安全运行。
(一)阀体应力评定
阀体在事故工况载荷下的应力结果及应力评定线示意如下，阀体的最大主应力为231.6MPa，体现在阀体内部结构凸起处。阀体上各应力评定线的应力评定结果如下表所示，阀体上应力评定线的应力均满足许用值要求。
(二)阀瓣应力评定
阀瓣在事故工况载荷组合下的应力结果及应力评定线示意如下，阀瓣的最大主应力为180.3MPa，出现在阀瓣内表面结构不连续处。阀瓣上各应力评定线的应力评定结果如下表所示，阀瓣各应力评定线的应力均符合许用值要求。
(三)导流罩应力评定
导流罩在事故工况载荷组合下的应力结果及应力评定线示意如下，导流罩的最大主应力为299.9MPa，出现在导流罩内表面结构不连续处。导流罩上各应力评定线的应力评定结果如下表所示，导流罩上应力评定线的应力均满足许用值要求。
(一)结构优化
尽管缓闭式止回阀的各关键部件在不同工况下的受力情况均满足设计标准，但在导流罩内表面结构不连续处存在局部应力集中，建议对该部位进行结构优化，以提高其安全裕度。例如，可以通过增加结构支撑或调整结构形状来分散应力集中点。
(二)实验验证
建议进一步结合实验验证，如地震模拟试验或疲劳测试，以提高计算结果的工程适用性。实验验证可以为抗震设计提供更可靠的依据，确保缓闭式止回阀在实际工况下的安全性和可靠性。
五、总结
本研究针对核安全2级快关缓闭止回阀进行了系统的抗震分析，采用有限元方法对其在不同工况下的结构完整性进行了评估。通过模态分析发现，该缓闭式止回阀的第一阶固有频率为201.4Hz，远高于33Hz，符合刚性设备标准，表明其在地震载荷作用下不会发生严重的共振或结构失稳，能够适用于等效静力法进行抗震计算。在事故工况(SSE地震载荷)的抗震分析中，缓闭式止回阀的最大主应力出现在导流罩结构不连续处，最大值为299.9MPa。尽管该区域应力较高，但仍符合ASME标准的应力评定要求，且缓闭式止回阀的各关键部件，如阀体、阀瓣、导杆、导流罩、螺栓等，在不同工况下的受力情况均满足设计标准，能够保证结构完整性和长期安全运行。未来工作建议进一步结合实验验证，以提高计算结果的工程适用性。本研究提供了一种系统性的核级缓闭式止回阀抗震分析方法，为未来核电站关键设备的抗震优化设计提供了可靠的理论依据。
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