吳錦財(cái) 張振鵬

摘 要：M310機(jī)組主蒸汽隔離閥主要用于在緊急工況下快速關(guān)閉，緩解事故后果，是核電廠的關(guān)鍵重要設(shè)備之一。但在機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)主蒸汽隔離閥的油壓會(huì)隨著環(huán)境變化會(huì)過(guò)高或過(guò)低，有導(dǎo)致閥門(mén)誤關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)，引起機(jī)組出現(xiàn)重大瞬態(tài)的風(fēng)險(xiǎn)。核電廠通過(guò)一系列措施成功應(yīng)對(duì)了油壓的大幅度變化，為機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

關(guān)鍵詞：主蒸汽隔離閥;油壓;誤關(guān)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.167

0 引言

主蒸汽隔離閥作為核電廠的關(guān)鍵安全級(jí)設(shè)備，在核電廠正常運(yùn)行中起著至關(guān)重要的作用，但如果閥門(mén)意外關(guān)閉將導(dǎo)致機(jī)組發(fā)生大的瞬態(tài)，也會(huì)威脅機(jī)組的安全運(yùn)行。主蒸汽隔離閥油壓的變化會(huì)影響主蒸汽隔離閥動(dòng)作情況，進(jìn)而影響機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，所以對(duì)主蒸汽隔離閥油壓的關(guān)注也顯得尤為重要。

1 主蒸汽隔離閥結(jié)構(gòu)

主蒸汽隔離閥為雙閘板楔形閘閥，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)由一個(gè)氮?dú)鈨?chǔ)罐和一個(gè)與其連接的液壓缸組成，貯罐中的氮?dú)庥米鞑粫?huì)失效的關(guān)閉彈簧，關(guān)閉時(shí)不需要其他能動(dòng)裝置。要開(kāi)啟閥門(mén)時(shí)，則需要通過(guò)一個(gè)氣動(dòng)泵將液壓油打入執(zhí)行機(jī)構(gòu)，克服氮?dú)鈮毫烷y桿自重，從而打開(kāi)閥門(mén)。閥門(mén)的開(kāi)啟通過(guò)一個(gè)控制回路來(lái)實(shí)現(xiàn)。而閥門(mén)關(guān)閉則用過(guò)控制回路將控制油排到一個(gè)儲(chǔ)槽里，控制回路可以調(diào)節(jié)控制油的排放速度從而控制閥門(mén)的關(guān)閉速度。兩個(gè)控制回路互為冗余，分別由A、B列電源供電。

2 主蒸汽隔離閥油壓?jiǎn)栴}

（1）油壓過(guò)高問(wèn)題。經(jīng)調(diào)研，國(guó)內(nèi)多家核電廠尤其是處于南方的核電廠在夏天期間都會(huì)出現(xiàn)主蒸汽隔離閥控制油壓過(guò)高的問(wèn)題，油壓最高能達(dá)到3800 psi（1psi=6.895kPa），接近主蒸汽隔離閥油回路的安全閥起跳定值3950psi。油路壓力過(guò)高不會(huì)直接導(dǎo)致主蒸汽隔離閥的意外關(guān)閉，但油壓過(guò)高有可能導(dǎo)致安全閥動(dòng)作后安全閥無(wú)法回座，或超過(guò)油路的承受壓力導(dǎo)致油路破裂漏油，最終的后果為油路壓力失控下降，主蒸汽隔離閥意外關(guān)閉。

（2）油壓過(guò)低問(wèn)題。2017年8月份在某核電廠4號(hào)機(jī)組執(zhí)行主蒸汽隔離閥局關(guān)試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)主蒸汽隔離閥油壓持續(xù)下降，從2800psi緩慢下降到2600psi，接近主蒸汽隔離閥關(guān)閉的定值。

另外調(diào)研國(guó)內(nèi)多家核電廠在冬天期間主蒸汽隔離閥油壓都會(huì)持續(xù)在較低的水平，甚至能低到2500psi以下，油壓低點(diǎn)接近低報(bào)值，如長(zhǎng)期偏低，存在閥門(mén)誤關(guān)，有非計(jì)劃停機(jī)停堆風(fēng)險(xiǎn)。

3 問(wèn)題分析

（1）主蒸汽隔離閥油壓過(guò)高原因分析。經(jīng)排查，主蒸汽隔離閥油壓過(guò)高原因一般有兩種原因：1）在主蒸汽隔離閥開(kāi)啟期間，氣動(dòng)泵出口壓力過(guò)高，導(dǎo)致閥門(mén)開(kāi)啟后油壓維持在一個(gè)較高的水平;2）在南方地區(qū)，夏天氣溫可超過(guò)40℃，而主蒸汽隔離閥所在房間缺少空氣流動(dòng)，導(dǎo)致環(huán)境溫度較高，從而導(dǎo)致油路油壓持續(xù)升高。

（2）主蒸汽隔離閥油壓過(guò)低原因分析。主蒸汽隔離閥油壓過(guò)低原因較多，從各核電廠調(diào)試到商運(yùn)運(yùn)行以來(lái)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，油壓過(guò)低原因有以下幾點(diǎn)：1）主蒸汽隔離閥本體閥門(mén)存在泄漏，主要是油控制回路的電磁閥彈力過(guò)小導(dǎo)致電磁閥內(nèi)漏;或油回路安全閥存在內(nèi)漏;2）環(huán)境溫度持續(xù)降低導(dǎo)致油壓逐漸降低;3）油回路氣動(dòng)泵啟動(dòng)定值較低，在油壓低時(shí)沒(méi)有正常啟動(dòng)。

4 處理措施和改進(jìn)

（1）針對(duì)主蒸汽隔離閥油壓過(guò)高的處理措施。針對(duì)主蒸汽隔離閥油壓過(guò)高問(wèn)題，某核電廠經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，采取以下兩種方式：

1）在每個(gè)主蒸汽隔離閥所在房間各增加一臺(tái)通風(fēng)風(fēng)機(jī)，在油壓高時(shí)通過(guò)風(fēng)冷方式來(lái)降低主蒸汽隔離閥油壓，并且在風(fēng)機(jī)入口增加一個(gè)90°的手動(dòng)調(diào)節(jié)閥，可根據(jù)油壓變化調(diào)整風(fēng)閥開(kāi)度，從而保證油壓不會(huì)快速上漲或快速下降。通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證，風(fēng)冷效果明顯，大大降低了主蒸汽隔離閥異常動(dòng)作的風(fēng)險(xiǎn)。2）如果以上措施不能成功干預(yù)油壓過(guò)高問(wèn)題，則可通過(guò)執(zhí)行主蒸汽隔離閥局部關(guān)閉試驗(yàn)期間調(diào)低氣動(dòng)泵供氣壓力，從而降低主蒸汽隔離閥在開(kāi)啟狀態(tài)下的油壓。

（2）針對(duì)主蒸汽隔離閥油壓過(guò)低的處理措施。1）調(diào)試期間出現(xiàn)的主蒸汽隔離閥油壓持續(xù)下降問(wèn)題，通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)4VVP283EL泄露率明顯超過(guò)合格標(biāo)準(zhǔn)，后經(jīng)驗(yàn)證為電磁閥彈力不足導(dǎo)致密該閥門(mén)封面無(wú)法完全密封，部分油通過(guò)該密封面緩慢泄漏。對(duì)該電磁閥進(jìn)行更換后重新充壓驗(yàn)證后油壓正常。同時(shí)對(duì)其他電磁閥和安全進(jìn)行檢查未發(fā)現(xiàn)異常泄漏情況。2）在卸油管線上個(gè)增加一個(gè)手動(dòng)隔離閥，在出現(xiàn)泄壓管線意外泄漏而無(wú)法快速干預(yù)時(shí)，可通過(guò)手動(dòng)關(guān)閉手動(dòng)閥的方式防止油壓的進(jìn)一步下降。3）針對(duì)氣溫導(dǎo)致主蒸汽隔離閥油壓過(guò)低問(wèn)題，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)驗(yàn)證在油壓低于2450psi時(shí)，可通過(guò)執(zhí)行主蒸汽隔離閥局關(guān)試驗(yàn)，調(diào)高氣動(dòng)泵供氣壓力的方式來(lái)抬高主蒸汽隔離閥油壓壓力。

5 不足和改進(jìn)意見(jiàn)

雖然核電廠通過(guò)一系列措施成功避免了主蒸汽隔離閥油壓?jiǎn)栴}，但這些措施基本都是非智能控制，還需要人為進(jìn)行巡檢和調(diào)節(jié)，存在閥門(mén)異常動(dòng)作的風(fēng)險(xiǎn)還是很高。隨核電事業(yè)的發(fā)展，可將一些自動(dòng)控制系統(tǒng)加到油壓控制上，比如可通過(guò)油壓自動(dòng)控制房間風(fēng)機(jī)的起?；蝻L(fēng)閥的自動(dòng)調(diào)節(jié);同時(shí)也可以在主控室增加主蒸汽隔離閥油壓的監(jiān)視。

主蒸汽隔離閥所處的環(huán)境一般都比較惡劣：環(huán)境溫度高、空氣質(zhì)量差等。因此對(duì)主蒸汽隔離閥在設(shè)計(jì)、安裝和運(yùn)維階段要注意設(shè)備的選型必須能耐高溫且能適應(yīng)溫度的變化，避免出現(xiàn)設(shè)備因溫度變化而導(dǎo)致閥門(mén)動(dòng)作卡澀、磨損等問(wèn)題。

6 總結(jié)

核電廠主蒸汽隔離閥油壓不穩(wěn)定是現(xiàn)場(chǎng)較為常見(jiàn)的問(wèn)題，影響閥門(mén)的可靠性，也影響核電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)前國(guó)內(nèi)M310機(jī)組和 “華龍一號(hào)”機(jī)組使用的主蒸汽隔離閥結(jié)構(gòu)原理類(lèi)似，因此在運(yùn)行期間對(duì)主蒸汽隔離閥油壓的關(guān)注和采取的措施對(duì)其他機(jī)組也有一定的借鑒作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊理烽.主蒸汽隔離閥技術(shù)規(guī)格書(shū)[R].中國(guó)核電工程有限公司， 2009.

[2]K.Shephard.主蒸汽隔離閥閥門(mén)運(yùn)行維護(hù)手冊(cè)[R].FLOWSERVE.

[3]趙斌，王翠云.主蒸汽系統(tǒng)手冊(cè)[R].中國(guó)核電工程有限公司， 2018.