福清核電1、2號(hào)機(jī)組主蒸汽隔離閥油壓高問(wèn)題分析與處理

劉斌 付增

【摘 要】福清核電1、2號(hào)機(jī)組采用的主蒸汽隔離閥為美國(guó)FLOWSERVE設(shè)計(jì)制造型號(hào)為KASSSB0800CG的楔式雙閘板閥，在主蒸汽隔離閥正常運(yùn)行期間發(fā)現(xiàn)主蒸汽隔離閥油壓多次超過(guò)安全閥起跳壓力。安全閥起跳后若安全閥無(wú)法回座且氣動(dòng)泵失效，則油壓持續(xù)下降，主蒸汽隔離閥有意外關(guān)閉的風(fēng)險(xiǎn)。本文對(duì)主蒸汽隔離閥油壓高的原因進(jìn)行了分析討論，確定主蒸汽隔離閥油壓高的原因?yàn)橐簤河褪軣崤蛎洝⑿钅芷鲀?nèi)氮?dú)馐軣崤蛎洝嚎諟p壓閥定值漂移、壓空減壓閥內(nèi)漏，并給出了主蒸汽隔離閥油壓高的解決措施及建議。

【關(guān)鍵字】主蒸汽隔離閥；油壓高；受熱膨脹；安全閥

一、概述

（一）現(xiàn)象描述

2016年5月6日，維修巡檢發(fā)現(xiàn)，2VVP003VV油壓高達(dá)3720psi，接近油路安全閥的起跳壓力（3750±200psi）。截止2016年6月24日，油壓已多次超過(guò)安全閥起跳壓力，最高達(dá)3900psi。

（二）設(shè)備基本情況

主蒸汽隔離閥為美國(guó)FLOWSERVE設(shè)計(jì)制造的楔式雙閘板閥，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)由一個(gè)氮?dú)赓A罐和一個(gè)與其相連的液壓缸組成。貯罐中的氮?dú)庥米鞑粫?huì)失效的關(guān)閥彈簧，關(guān)閥時(shí)不需要其他能動(dòng)裝置。要開(kāi)啟閥門，則需要通過(guò)一個(gè)氣動(dòng)泵將液壓流體打入執(zhí)行機(jī)構(gòu)，克服氮?dú)鈮毫烷y桿、閘板自重，從而打開(kāi)閥門。閥門的開(kāi)啟通過(guò)一個(gè)控制回路實(shí)現(xiàn)。閥門關(guān)閉時(shí)，通過(guò)控制回路將液壓流體排回油箱里，控制回路可以調(diào)節(jié)液壓流體的排放速度，從而調(diào)節(jié)關(guān)閥速度。

完整的控制回路分三個(gè)部分：

——泵回路；

——兩個(gè)類似的液壓回路，一個(gè)位于泵側(cè)，另一個(gè)位于相對(duì)的另一側(cè)。兩個(gè)回路互為冗余，分別由A、B列電源供電。

二、原因分析及處理措施

（一）液壓油受熱膨脹

環(huán)境溫度升高，造成液壓油受熱膨脹，油壓隨之升高。

（二）蘑菇頭內(nèi)氮?dú)鈮毫Φ挠绊?/p>

當(dāng)閥門即將脫離全開(kāi)位時(shí)，液壓缸臺(tái)肩對(duì)活塞的力F減小到零，油和氮?dú)鈱?duì)活塞的作用力相等。根據(jù)同行調(diào)研，氮?dú)鈮毫陀蛪罕燃s在54：67時(shí)，氮?dú)鈮毫陀蛪合嗟取６ㄟ^(guò)歷史測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)比，可以確定閥門全開(kāi)狀態(tài)下，蘑菇頭氮?dú)鈮毫?duì)油壓高無(wú)貢獻(xiàn)。

（三）蓄能器氮?dú)鈮毫Φ挠绊?/p>

蓄能器內(nèi)部氮?dú)鈮毫陀蛪合嗤蚱淇拷y體，溫度高達(dá)45～70℃，根據(jù)PV=nRT可知，PV隨溫度T的升高而增大，如氮?dú)怏w積不變，則氣壓增大，油壓升高與之平衡；如氮?dú)怏w積減小，氣壓愈加增大，油壓隨之升高；如氮?dú)怏w積膨脹，則液壓油被壓縮，油壓增大，故溫度通過(guò)對(duì)蓄能器氮?dú)猓g接對(duì)油壓加壓。

2016年6月24日，維修對(duì)1VVP002VV蓄能器氮?dú)馕恢眠M(jìn)行降溫（WOT：00295817-01），溫度從32.5℃降低至28.5設(shè)施等，油壓從3600psi降至3510psi，確定溫度升高對(duì)油壓升高具有直接影響。

（四）壓空減壓閥定值漂移

壓空減壓閥定值長(zhǎng)期存在漂移問(wèn)題，當(dāng)定值飄高時(shí)，氣動(dòng)泵會(huì)啟動(dòng)，使油壓升高；因油路逆止閥的存在，停泵后油壓無(wú)法降低。

（五）壓空減壓閥內(nèi)漏

當(dāng)壓空減壓閥存在內(nèi)漏時(shí)，氣動(dòng)泵入口壓力增大，驅(qū)動(dòng)泵動(dòng)作，使油壓升高。

綜合上述分析，造成油壓高可能原因有：

三、處理措施

（一）增加臨時(shí)通風(fēng)

維修對(duì)1、2號(hào)機(jī)組六臺(tái)主蒸汽隔離閥增加臨時(shí)軸流風(fēng)機(jī)，增大空氣對(duì)流，防止閥門溫度過(guò)高。

（二）定期巡檢

運(yùn)行和維修部門每天早中晚對(duì)主蒸汽隔離閥油壓、氮?dú)鈮毫Α⒂蜏氐汝P(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行巡檢，確保現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)可知可控。

（三）調(diào)節(jié)油壓

將主蒸汽隔離閥油壓調(diào)整在3100～3200psi之間，滿足EOMM要求。

（四）調(diào)節(jié)壓空安全閥

將主蒸汽隔離閥壓空安全閥定值適當(dāng)調(diào)高，避免因壓空減壓閥內(nèi)漏導(dǎo)致泵啟動(dòng)、油壓升高。

四、結(jié)論

綜合上述分析，評(píng)價(jià)如下：

（一）主蒸汽隔離閥依靠電磁閥控制泄壓油路通斷，蘑菇頭內(nèi)氮?dú)怛?qū)動(dòng)閥門關(guān)閉，油壓高問(wèn)題不影響閥門快關(guān)功能，不影響核安全。

（二）主蒸汽隔離閥因油壓高問(wèn)題而異常關(guān)閉風(fēng)險(xiǎn)低。

（三）油壓高造成閥門意外關(guān)閉需要滿足以下兩個(gè)因素：（1）當(dāng)油壓超過(guò)油回路安全閥的動(dòng)作定值，油回路安全閥會(huì)起跳、泄油；（2）安全閥無(wú)法回座且氣動(dòng)泵失效，則油壓持續(xù)下降，直至主蒸汽隔離閥關(guān)閉。

（四）試驗(yàn)表明，環(huán)境溫度對(duì)主蒸汽隔離閥油溫有直接影響。目前現(xiàn)場(chǎng)已增加臨時(shí)通風(fēng)設(shè)施，運(yùn)行維修部門每天巡檢確保通風(fēng)持續(xù)進(jìn)行；

（五）油路依靠油路安全閥泄壓，同行運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明安全閥無(wú)法回座概率低；

（六）如安全閥無(wú)法回座，其上游限流孔可限制泄壓流量，使氣動(dòng)泵供油量足以保持主閥全開(kāi)，閥門具有防異常關(guān)閉冗余設(shè)計(jì)；

（七）同行運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)及福清1、2號(hào)機(jī)組歷次局關(guān)試驗(yàn)表明，氣動(dòng)泵失效概率低。

【參考文獻(xiàn)】

[1]K.Boucher，EQUIPMENT OPERATION AND MAINTENACE MANUALFOR VALVE，USA：FLOWSERVE，2011.11.28

[2]王長(zhǎng)東，福清核電站3&4號(hào)機(jī)組主蒸汽系統(tǒng)手冊(cè)，中國(guó)核電工程有限公司，2010.11