賴劍嶺，陳 聰

（中廣核集團(tuán)工程公司，深圳 518124）

某核電站3號機(jī)組汽輪機(jī)旁路控制閥共有12個GCT型旁路排放閥和3個ADG型旁路排放閥，分別接入凝汽器和除氧器，其中汽輪機(jī)旁路控制閥為氣動調(diào)節(jié)閥，參與機(jī)組的啟動和停運(yùn)的調(diào)節(jié)，其功能直接影響到機(jī)組啟動和停運(yùn)的安全性。在機(jī)組調(diào)試期間，發(fā)現(xiàn)主控室的閥門反饋信號頻繁出現(xiàn)開關(guān)現(xiàn)象，就地檢查發(fā)現(xiàn)GCT121VV位置反饋桿鎖緊螺絲在運(yùn)行中振松脫落，導(dǎo)致位置反饋裝置失效，閥門反饋信號失靈，無法控制閥門的開關(guān)，必須緊急調(diào)整和處理。

1 位置反饋裝置的失效分析

在機(jī)組調(diào)試時(shí)發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)旁路控制閥位置反饋失效后，立即撤出調(diào)試，對汽輪機(jī)旁路控制閥的位置反饋裝置進(jìn)行全面檢查，發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)旁路控制閥GCT121VV位置反饋裝置位置反饋桿鎖緊螺絲在運(yùn)行中松脫（如圖1所示），直接造成GCT121VV閥門反饋信號失靈，主控室GCT121VV閥門反饋信號出現(xiàn)頻繁開關(guān)現(xiàn)象。此外，在檢查中還發(fā)現(xiàn)部分GCT-C旁路閥橫桿出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象，以及滑動變阻器與傳動軸的緊固無抗振措施等問題。

根據(jù)此次GCT121VV閥門波動事件中發(fā)現(xiàn)的故障和隱患，可以認(rèn)為事故的最直接原因是閥門整套位置反饋裝置的設(shè)計(jì)和制造未考慮到部分主要閥門（特別是GCT121VV）必須在高頻振動的惡劣工況下運(yùn)行，相關(guān)產(chǎn)品無防振設(shè)計(jì)，對位置反饋裝置的防振防松脫要求過低、緊力不夠，導(dǎo)致擺臂鎖緊螺絲在閥門長期高頻振動中逐漸振松，最后導(dǎo)致松脫。

圖1 汽輪機(jī)旁路閥位置反饋器擺臂與傳動軸

1.1 擺臂與傳動軸的連接

汽輪機(jī)旁路控制閥閥門位置反饋裝置結(jié)構(gòu)如圖2所示。橫桿和閥門本體相連，閥門移動帶動橫桿上下移動，橫桿帶動豎桿移動，豎桿通過位置反饋器擺臂帶動位置反饋器傳動軸轉(zhuǎn)動，改變滑線變阻器阻值，作為閥門位置反饋信號反饋到智能定位器內(nèi)部。在機(jī)組啟停時(shí)，閥門因氣流作用及前后壓差的影響振動很大，如果擺臂鎖緊螺絲緊固力不足，經(jīng)過長期的高頻振動鎖緊螺絲就會松脫，導(dǎo)致擺臂與傳動軸松開，閥門反饋信號頻繁在全開和全關(guān)中間擺動。

圖2 擺臂與傳動軸的連接

1.2 滑動變阻器與傳動軸的連接

滑動變阻器與傳動軸的緊固通過1只緊固螺絲，沒有抗振措施，如圖3所示。如果保持現(xiàn)狀繼續(xù)運(yùn)行，在閥門高頻振動下，很容易出現(xiàn)與位置反饋桿相同的共模故障，存在很大的設(shè)備隱患，需要采取措施解決。

圖3 滑動變阻器與傳動軸的連接

1.3 橫桿與豎桿的連接

圖4 橫桿與豎桿的連接

經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)旁路閥位置反饋裝置部分橫桿有彎曲現(xiàn)象，如圖4所示。分析認(rèn)為是橫桿設(shè)計(jì)直徑過細(xì)（16 mm），強(qiáng)度不夠，多次開關(guān)后產(chǎn)生彎曲。

2 改進(jìn)措施

根據(jù)事故原因的分析結(jié)果，對相關(guān)的緊固體和連接方式進(jìn)行了改進(jìn)。

1）開減振槽消除高頻振動 為了防止位置反饋桿鎖緊螺絲在運(yùn)行中松脫，擺臂與傳動軸部位設(shè)計(jì)和制造中必須考慮閥門在高頻振動下對擺臂與傳動軸部位的疊加影響，同時(shí)加強(qiáng)鎖緊螺絲的點(diǎn)接觸鎖緊力。為此，重新設(shè)計(jì)了擺臂及鎖緊螺絲的緊固方式，在傳動軸連接部位中間開1條寬6 mm、長40 mm的減振槽，如圖5所示。減振槽對振動有阻尼作用，可在一定程度上消除高頻振動的影響，同時(shí)緊固螺絲也因原來的點(diǎn)接觸變成面接觸，可以有效避免緊固螺絲在開停機(jī)時(shí)因閥門高頻振動而振松脫落。

圖5 開減振槽消除高頻振動

2）用3只螺絲緊固滑動變阻器與傳動軸的連接 原設(shè)計(jì)滑動變阻器與傳動軸的緊固，只用1只緊固螺絲，缺少抗振措施。為了防止出現(xiàn)與位置反饋桿相同的故障，制造商在滑動變阻器與傳動軸的連接上，采用3只緊固螺絲加以固定。

3）增加橫桿的強(qiáng)度和剛性 橫桿直徑太細(xì)是發(fā)生彎曲的主要原因。為此，把橫桿直徑從20 mm增加到24 mm，保證了橫桿的強(qiáng)度和剛性。

4）增加橫桿上的凸輪直徑 為了增加橫桿與閥門接觸面積，提高位置信息反應(yīng)的靈敏度，把橫桿上的凸輪直徑從30 mm增加到35 mm。

3 結(jié)語

3號機(jī)組在后續(xù)小修中對所有位置反饋裝置實(shí)施了改造，在取得良好效果的基礎(chǔ)上，隨即對4號機(jī)組所有位置反饋裝置也實(shí)施了改造，目前位置反饋裝置運(yùn)行正常。實(shí)踐證明，經(jīng)過整體改造失效位置反饋裝置，避免了因鎖緊螺絲振松造成閥門異常波動，從而保證了汽輪機(jī)旁路控制閥的安全運(yùn)行。目前，這些改進(jìn)措施已經(jīng)納入其他核電項(xiàng)目設(shè)備采購時(shí)對供貨方相關(guān)設(shè)計(jì)的要求中。