降功率過程中主給水調節閥卡澀處理

申國偉　魏中華

【摘 要】本文首先闡述了壓水堆核電站主給水的功能及蒸汽發生器（SG）水位控制的基本原理，分析了主給水調節閥可能卡澀的原因，最后針對降功率過程中的調節閥卡澀提出相應的處理方法，并對處理的方法進行總結。

【關鍵詞】主給水；調節閥；卡澀

0 緒論

壓水堆主給水調節系統（ARE）是SG給水系統。主給水調節閥能否正常運行與SG水位是否能按照程序水位調節直接相關。保持SG水位在程序整定值，既能滿足核安全的要求，也能滿足汽機安全的要求。機組功率運行時，主給水調節閥長時間運行在50%開度附近，旁路調節閥運行在100%開度，較容易發生卡澀現象。國內某電廠4號機組大修降功率過程中，發生了大調節閥卡在13%開度故障。如調節閥卡閥故障出現而運行控制不當，很容易由于SG水位波動造成反應堆意外停堆。為了應對此類故障，本文提出了處理方法。

1 SG水位控制原理

主給水泵的打出來的水經過高壓加熱器后進入一條給水母管，再由此分為兩條給水管路，通往兩臺蒸發器。每個給水調節站包括一個主給水調節閥和一個旁路調節閥，在主調節閥前后設電動隔離閥，每臺蒸汽發生器裝有一個水位控制器，用于使蒸汽發生器保持一個隨負荷變化的預定水位。并聯安裝的主、旁路調節閥進行給水流量調節，以調節蒸發器的水位。主給水調節閥可保證1854t/h的流量（名義流量的95%），旁路調節閥可保證的流量為293t/h（名義流量的15%）。當負荷小于18.5%Pn時，旁路調節閥獨自控制；當負荷在18.5%Pn到100%Pn之間時，主給水調節閥和旁路調節閥都參與SG水位控制，此時，旁路調節閥保持全開狀態。主給水調節閥和旁路調節閥可用電動閥從上游和下游進行隔離。

圖1給出了蒸汽發生器水位定值與負荷的關系。在（蒸汽）負荷小于20%Pn時，程序水位線性的從34%（零負荷時）變化到51.6%（在20%Pn時）。在負荷大于20%Pn時，程序水位是恒定的，并設定為窄量程水位的51.6%。

2 調節閥卡澀處理

2.1 調節閥卡澀故障的發現

機組降功率過程中，主控人員對卡閥故障的發現主要依據以下幾個參數，需重點關注。這幾個參數包括：通向SG的給水流量、主給水調節閥開度（當主給水調節閥全關后是旁路調節閥的開度）、SG的水位。幾個參數中，SG的給水流量在調節閥開度改變后能第一時間變化（調節閥開度變化過小不易發現），且數值變化較大，故在發現卡閥故障時可作為重點參數監視。

由SG程序水位與功率的關系可知，在功率大于20%Pn時，SG的水位整定值是定值，保持在0m。降功率過程中，若兩個SG的主給水流量偏差開始變大（一臺流量基本不變，另一臺流量下降），而其他的儀表參數都是正常的，則基本可認為流量基本不變的SG調閥發生卡澀。

若此現象發生，立即聯系現場操作人員核對就地兩臺SG的主調節閥開度。若現場閥門開度相差較大，操縱員可進一步根據主控調節閥開度指示（主控RC指示）、兩個SG的流量差值、SG水位變化等，確認卡閥故障。

2.2 主調閥卡澀處理

1）若發現卡閥，告知值長及其他操縱員，停止降功率，并立即核對就地調節閥開度和主控RC指示，進一步確認卡閥故障。

2）將對應的SG水位的主調閥、旁路調節閥同時放手動，通過RC嘗試手動關小卡澀的主調閥，若主調閥可以通過RC動作，則在關小主調閥的過程中同時注意另一臺正常的SG主調閥開度，盡量使其開度保持一致，以實際的SG給水流量基本一致為標準。同時和現場操作員保持聯系，核對卡澀的主調閥開度是否有變化。若就地開度和主控RC開度變化一致，則可認為主調閥卡澀故障消除，降主調閥及旁路調節閥恢復自動，繼續正常降功率。

3）如果手動操作RC后主調閥開度沒有變化，且給水流量也不變，則對應的SG水位開始有上漲趨勢，則立即通過主控RC手動關小ARE旁路調節閥開度，降低給水流量；若故障SG的ARE旁路調節閥全關后，其給水流量依然大于蒸汽流量，表明故障SG水位基本失去控制，需適當升高汽機功率，以使給水流量與蒸汽流量匹配，使故障SG的水位穩定。

4）待維修機械、電氣、儀控到場檢查后，召開工前會，討論處理的方案。重點討論的問題涉及以下幾項：

（1）主調閥卡澀后，消除卡澀的具體方法是什么？

（2）消除卡澀需要用到什么工具？是否具備？

（3）消除卡澀需要各專業如何配合工作？

（4）主給水調節閥的上下游電動隔離閥能否實現開度可控操作？

（5）若手動操作上下游電動隔離閥，是否有相關經驗值得借鑒？需要哪些準備工作？

（6）處理閥門卡澀可能造成的風險是什么？如卡澀閥門突然開大或全關引起的水位波動，從而可能有P7+SG水位高高停堆或SG水位低低停堆等。

5）做好相關安措后，維修人員通過手動微動或敲擊卡澀閥門消除故障，如故障能夠消除，則將主旁路調節閥置自動后正常降功率。

6）如主調閥卡澀故障不能消除，則手動緩慢關小上/下游電動閥實現可控開度操作來調節水位，當兩臺SG的給水流量基本一致后，可繼續降功率，同時繼續參照正常SG的主調閥開度變化來調節電動閥的開度，直到主調節閥全關退出運行，需要注意的是操作就地電動閥時與必須與主控保持密切聯系。

7）若第6步操作過程中水位波動較大，則根據卡閥開度及各專業意見，討論是否可以通過直接關閉其上下游電動隔離閥的手段來將卡澀主調閥退出運行。若采取該方法，則要盡可能使功率低些，以降低關閉電動隔離閥帶來的SG水位波動。注意：關閉大閥電動隔離閥前，降低功率，盡可能使核功率接近18%Pn，否則，隔離主調閥后即使旁路調節閥全開也不能提供足夠流量，從而使SG的水位失去控制。當主給水調節閥接近全關時，旁路調節閥即可為對應SG供水，此時，可以直接關閉故障主調閥的上下游電動隔離閥，將卡澀閥門退出運行。

2.3 旁路調節閥卡澀處理

當旁路調節閥單獨執行SG水位控制功能時，核功率已經低于18%。應對卡閥的處理思路和主給水調節閥卡澀時的處理思路基本一致，主要有：1）通過流量比對發現故障，嘗試調小ARE旁路調節閥的開度來穩定水位，如果無效，立即適當升高汽機功率使給水流量與蒸汽流量匹配，穩定故障SG水位。

2）聯系維修機械、電氣、儀控檢查，如果確認旁路調節閥卡澀缺陷無法消除，則通過手動調節關小電動閥方式來控制水位。

3）如果在手動關小電動閥的過程中水位波動較大，則應以30MW/MIN降功率，盡快降到P10以下。在此期間，故障閥對應的SG水位會上升，當水位上升到0.5米時需手動節流電動隔離閥，必要情況下可以直接關閉其上下游電動隔離閥。

4）若旁路調節閥發生卡閥時開度已經很小，且在當前穩定狀態無法處理，則可關閉小調閥上下游隔離閥，將給水切到SG輔助給水系統（ASG）供給，停機處理。

3 結論

鑒于閥門卡澀現象出現的滯后性，對SG調節閥開度及SG給水流量的監視變的尤其關鍵。在卡閥故障出現后，需盡可能采取升功率或調節旁路調節閥的方法維持SG水位穩定，然后立即由其他操縱員通知維修、電氣、儀控人員進廠討論處理方案，并在盡可能低功率的工況下下處理。在處理故障的過程中，不可使SG水位或功率出現大幅度波動，以免造成意外的停機停堆事件。

【參考文獻】

[1]CNP600壓水堆核電廠運行（高級）[M].原子能出版社，2013.8.

[2]秦山第二核電廠一/二號機組運行技術規格書[Z].2009.6.

[3]秦山第二核電廠SG主給水系統手冊[S].2010.6.

[責任編輯：王楠]