1 概述

    核电站现场使用的阀门气动执行机构必须按照核电相关标准和规则进行鉴定试验，全部鉴定试验项目通过后，方被认定为核级产品，允许投入核电站运行。抗震试验是重要的鉴定试验项目，目的在于考核核级产品在设计基准地震事故和安全停堆地震事故时及事故后仍能保持结构完整，并能够执行安全功能。为提高产品抗震试验的成功率，有效降低开发成本，在产品设计阶段，对所设计的气动执行机构进行模态分析和抗震分析，了解其结构上的薄弱环节，进而采取相应的优化改进措施非常必要。

    2 工作原理

    HQ2F－D6.5是双膜片气动执行机构，主要由壳体、手动部件、气路部件（包括电磁阀、减压阀）、膜片部件、推力轴、碟簧、支架部件和行程部件等组成（图1）。通电时，电磁阀动作，压缩气通过减压阀进入气动执行机构腔内，气压通过膜片向上压缩碟簧，带动推力轴向上运动，使阀门开启，并通过行程开关输出阀门开启到位信号。断电时，电磁阀复位，腔内气压消失，碟簧依靠自身弹力带动推力轴向下运动，使阀门关闭，并通过行程开关输出阀门关闭到位信号。另外，也可以通过旋转手轮压缩碟簧，控制推力轴上下运动，进行阀门的开启与关闭。HQ2F-D6.5气动执行机构全行程6.5mm，全行程时向上拉力1.27kN，质量60kg，此型气动执行机构用于控制核电站现场中定义关状态为安全状态的阀门。

1.支架部件2.行程部件3.下壳体4.膜片部件及推力轴

5.中壳体6.气路部件7.上壳体8.碟簧9.手动部件

图1 HQ2F－D6.5气动执行机构

    3 分析方法

    以HQ2F－D6.5气动执行机构为例进行抗震研究（图2）。首先确定气动执行机构的固有频率，然后根据IEEEStd344进行分析。如果最小固有频率低于要求反应谱（RRS）最高频率（其最高频率为60Hz，最高加速度为9g），则设备为柔性设备，可使用动态分析法进行分析。反之则为刚性设备，可使用静态分析法进行分析。