□李 民

某核電機(jī)組主蒸汽隔離閥位于二回路主蒸汽管道上，系統(tǒng)設(shè)計(jì)每條主蒸汽管道上安裝一臺(tái)主蒸汽隔離閥，包括閥門(mén)本體、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制回路。其功能是在事故工況下隔離破損的蒸汽發(fā)生器，將破損蒸汽發(fā)生器的蒸汽釋放量限制不超過(guò)一臺(tái)蒸汽發(fā)生器的水裝量，從而防止反應(yīng)性事故的發(fā)生同時(shí)它及其上游管道作為安全殼的延伸，在發(fā)生放射性釋放事故時(shí)，可以起到防止放射性物質(zhì)外泄的第三道屏障的作用。

一、主蒸汽隔離閥的組成、控制原理及動(dòng)作模式

MSIV的組成主要由兩大塊構(gòu)成：上部的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和下部的閥門(mén)本體，如圖1所示。

在正常運(yùn)行期間，氮?dú)夤拗?C/D)中充滿(mǎn)氮?dú)?，B罐下部充滿(mǎn)液壓油，通過(guò)電磁閥和A罐隔離。A罐活塞上下部的液壓油和液壓泵出口聯(lián)接，當(dāng)準(zhǔn)備打開(kāi)閥門(mén)時(shí)，油泵起動(dòng)，相關(guān)電磁閥切換，A罐上部排油、下部充油；當(dāng)準(zhǔn)備關(guān)閉閥門(mén)時(shí)，油泵起動(dòng)，相關(guān)電磁閥切換，A罐下部排油、上部充油；閥門(mén)正常開(kāi)關(guān)全部靠液壓驅(qū)動(dòng)，對(duì)油泵的可靠性要求增加。當(dāng)快關(guān)命令發(fā)出后，B罐和A罐間的電磁閥打開(kāi)，B罐和A罐間的液壓油連通；快開(kāi)電磁閥打開(kāi)，A罐下部排油，上部排油電磁閥保持關(guān)閉，因此氮?dú)獾膲毫νㄟ^(guò)兩活塞中間的液壓油傳遞到下A罐活塞上，使閥門(mén)快速關(guān)閉。

圖1

主蒸汽隔離閥有7種動(dòng)作模式：充壓、慢關(guān)、慢開(kāi)、快關(guān)、局部關(guān)閉(90%試驗(yàn))、帶載試驗(yàn)、倒密封試驗(yàn)。

主蒸汽隔離閥7種不同動(dòng)作狀態(tài)本質(zhì)上是通過(guò)不同的邏輯控制不同電磁閥的得失電狀態(tài)，從而改變系統(tǒng)油路特性得以實(shí)現(xiàn)。

表1 邏輯表

D：表示失電 E：表示得電

二、主蒸汽隔離閥的試驗(yàn)

主蒸汽隔離閥雖然只是核二級(jí)設(shè)備，但為了確保閥門(mén)在各種可能遇到的工況下完成其設(shè)定的功能，必須具備特殊安全功能的特性，同時(shí)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)計(jì)算上需要滿(mǎn)足一些特殊要求，主要包括如下內(nèi)容：第一，無(wú)論是主蒸汽隔離閥上游還是下游管線發(fā)生破裂，閥門(mén)均能在接到隔離信號(hào)5秒內(nèi)自動(dòng)快速安全地關(guān)閉以切斷上游或下游的蒸汽流；第二，控制系統(tǒng)設(shè)備冗余設(shè)計(jì)，保證在任何情況下其控制系統(tǒng)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)可用；第三，可以進(jìn)行在線功能試驗(yàn)(全開(kāi)位置到90%開(kāi)度位置再回到全開(kāi)位置)；第四，全開(kāi)、全關(guān)和90%開(kāi)度位置遠(yuǎn)距離指示。

根據(jù)主蒸汽隔離閥設(shè)計(jì)要求分別在冷、熱態(tài)試驗(yàn)階段進(jìn)行閥門(mén)的性能試驗(yàn)。試驗(yàn)包括遠(yuǎn)控/就地正常開(kāi)啟、遠(yuǎn)控/就地正常關(guān)閉、A/B通道手動(dòng)快關(guān)、A/B通道自動(dòng)快關(guān)、A/B列帶載試驗(yàn)、閥門(mén)局關(guān)試驗(yàn)、后閥座試驗(yàn)、T3試驗(yàn)(主蒸汽隔離閥相關(guān)部分)等。試驗(yàn)結(jié)果具體數(shù)據(jù)如下表。

表2 主蒸汽隔離閥試驗(yàn)數(shù)據(jù)

通過(guò)試驗(yàn)其結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求，其中最主要的參數(shù)——快關(guān)時(shí)間在5秒范圍內(nèi)，滿(mǎn)足<5秒的要求，而其旁路閥關(guān)閉時(shí)間也在15秒范圍內(nèi)，試驗(yàn)結(jié)果是可以接受。

三、調(diào)試過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題

(一)B列帶載試驗(yàn)失敗。主蒸汽隔離閥由于功率運(yùn)行時(shí)一直處于開(kāi)啟狀態(tài)，無(wú)窗口來(lái)驗(yàn)證其快關(guān)功能，然而為了保證其事故情況下快關(guān)功能的有效性，可以用帶載試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證快關(guān)電磁閥、壓力開(kāi)關(guān)以及帶載試驗(yàn)閥本身的動(dòng)作執(zhí)行是否正常。

但在進(jìn)行B列帶載試驗(yàn)，卻發(fā)現(xiàn)多次試驗(yàn)都是失敗，而在A列試驗(yàn)時(shí)卻能順利完成。經(jīng)圖紙分析后，在B列帶載試驗(yàn)前要有兩個(gè)從A列送來(lái)的條件，一是閥門(mén)處于全開(kāi)；二是閥門(mén)無(wú)90%開(kāi)度試驗(yàn)。因閥門(mén)的開(kāi)限位信號(hào)和90%開(kāi)度試驗(yàn)都只送A列控制柜里，不送B列。在設(shè)計(jì)上AB列是要求電氣隔離的，沒(méi)有電纜連接，而在廠家的設(shè)計(jì)卻是需要有連接線。在設(shè)計(jì)上的接口錯(cuò)誤，最后造成閥門(mén)無(wú)法完成功能。

既要實(shí)現(xiàn)B列快關(guān)功能又要滿(mǎn)足AB列的電氣隔離，采取解耦電源LCC來(lái)傳遞A列送B列的快關(guān)信號(hào),實(shí)施后試驗(yàn)成功。

(二)閥門(mén)B列快關(guān)后又重啟?？礻P(guān)功能是通過(guò)氮?dú)鈮毫?lái)實(shí)現(xiàn)的，無(wú)需啟動(dòng)油泵，然而在進(jìn)行B列快關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)閥門(mén)脫離全開(kāi)限位的一瞬間電動(dòng)泵自動(dòng)起來(lái)，這樣就造成快關(guān)閥(2.1/2.2)在不停地泄油而泵又在不停地往液壓缸內(nèi)打油，油就形成了一個(gè)循環(huán)回路，最終還是使閥門(mén)以很慢速度開(kāi)起，而且油泵無(wú)法停止，油溫和電機(jī)的溫度都在不停地上升。

通過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)控制油泵的啟停信號(hào)只有A列有，為了實(shí)現(xiàn)AB的電氣隔離，并未將B列的快關(guān)信號(hào)送至A列，導(dǎo)致閥門(mén)脫開(kāi)全開(kāi)限位后A列并接到B列的快關(guān)信號(hào)，從而認(rèn)為是閥門(mén)的非正常關(guān)閉，因此會(huì)觸發(fā)啟動(dòng)油泵的信號(hào)將閥門(mén)從新打開(kāi)，這就出現(xiàn)了之前的現(xiàn)象。

最終的處理方案依舊是通過(guò)設(shè)計(jì)變更將B列的快關(guān)信號(hào)用LCC傳遞至A列，最終試驗(yàn)完全成功。

四、結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)某核電機(jī)組主蒸汽隔離閥的結(jié)構(gòu)、運(yùn)行原理進(jìn)行了系統(tǒng)的介紹，并結(jié)合調(diào)試及運(yùn)行期間所出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了深入的分析，找出了問(wèn)題的根本原因并提出了有效的解決方法，為同類(lèi)型的主蒸汽隔離閥問(wèn)題分析、處理提供了經(jīng)驗(yàn)參考。