主蒸汽隔離閥的調試及運行

□李 民

某核電機組主蒸汽隔離閥位于二回路主蒸汽管道上，系統(tǒng)設計每條主蒸汽管道上安裝一臺主蒸汽隔離閥，包括閥門本體、執(zhí)行機構和控制回路。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一臺蒸汽發(fā)生器的水裝量，從而防止反應性事故的發(fā)生同時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，可以起到防止放射性物質外泄的第三道屏障的作用。

一、主蒸汽隔離閥的組成、控制原理及動作模式

MSIV的組成主要由兩大塊構成：上部的執(zhí)行機構和下部的閥門本體，如圖1所示。

在正常運行期間，氮氣罐中(C/D)中充滿氮氣，B罐下部充滿液壓油，通過電磁閥和A罐隔離。A罐活塞上下部的液壓油和液壓泵出口聯(lián)接，當準備打開閥門時，油泵起動，相關電磁閥切換，A罐上部排油、下部充油；當準備關閉閥門時，油泵起動，相關電磁閥切換，A罐下部排油、上部充油；閥門正常開關全部靠液壓驅動，對油泵的可靠性要求增加。當快關命令發(fā)出后，B罐和A罐間的電磁閥打開，B罐和A罐間的液壓油連通；快開電磁閥打開，A罐下部排油，上部排油電磁閥保持關閉，因此氮氣的壓力通過兩活塞中間的液壓油傳遞到下A罐活塞上，使閥門快速關閉。

圖1

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

主蒸汽隔離閥7種不同動作狀態(tài)本質上是通過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

主蒸汽隔離閥雖然只是核二級設備，但為了確保閥門在各種可能遇到的工況下完成其設定的功能，必須具備特殊安全功能的特性，同時在結構設計、設計計算上需要滿足一些特殊要求，主要包括如下內(nèi)容：第一，無論是主蒸汽隔離閥上游還是下游管線發(fā)生破裂，閥門均能在接到隔離信號5秒內(nèi)自動快速安全地關閉以切斷上游或下游的蒸汽流；第二，控制系統(tǒng)設備冗余設計，保證在任何情況下其控制系統(tǒng)與執(zhí)行機構可用；第三，可以進行在線功能試驗(全開位置到90%開度位置再回到全開位置)；第四，全開、全關和90%開度位置遠距離指示。

根據(jù)主蒸汽隔離閥設計要求分別在冷、熱態(tài)試驗階段進行閥門的性能試驗。試驗包括遠控/就地正常開啟、遠控/就地正常關閉、A/B通道手動快關、A/B通道自動快關、A/B列帶載試驗、閥門局關試驗、后閥座試驗、T3試驗(主蒸汽隔離閥相關部分)等。試驗結果具體數(shù)據(jù)如下表。

表2 主蒸汽隔離閥試驗數(shù)據(jù)

通過試驗其結果符合設計要求，其中最主要的參數(shù)——快關時間在5秒范圍內(nèi)，滿足<5秒的要求，而其旁路閥關閉時間也在15秒范圍內(nèi)，試驗結果是可以接受。

三、調試過程中產(chǎn)生的問題

(一)B列帶載試驗失敗。主蒸汽隔離閥由于功率運行時一直處于開啟狀態(tài)，無窗口來驗證其快關功能，然而為了保證其事故情況下快關功能的有效性，可以用帶載試驗來驗證快關電磁閥、壓力開關以及帶載試驗閥本身的動作執(zhí)行是否正常。

但在進行B列帶載試驗，卻發(fā)現(xiàn)多次試驗都是失敗，而在A列試驗時卻能順利完成。經(jīng)圖紙分析后，在B列帶載試驗前要有兩個從A列送來的條件，一是閥門處于全開；二是閥門無90%開度試驗。因閥門的開限位信號和90%開度試驗都只送A列控制柜里，不送B列。在設計上AB列是要求電氣隔離的，沒有電纜連接，而在廠家的設計卻是需要有連接線。在設計上的接口錯誤，最后造成閥門無法完成功能。

既要實現(xiàn)B列快關功能又要滿足AB列的電氣隔離，采取解耦電源LCC來傳遞A列送B列的快關信號,實施后試驗成功。

(二)閥門B列快關后又重啟。快關功能是通過氮氣壓力來實現(xiàn)的，無需啟動油泵，然而在進行B列快關時發(fā)現(xiàn)閥門脫離全開限位的一瞬間電動泵自動起來，這樣就造成快關閥(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，油就形成了一個循環(huán)回路，最終還是使閥門以很慢速度開起，而且油泵無法停止，油溫和電機的溫度都在不停地上升。

通過檢查發(fā)現(xiàn)控制油泵的啟停信號只有A列有，為了實現(xiàn)AB的電氣隔離，并未將B列的快關信號送至A列，導致閥門脫開全開限位后A列并接到B列的快關信號，從而認為是閥門的非正常關閉，因此會觸發(fā)啟動油泵的信號將閥門從新打開，這就出現(xiàn)了之前的現(xiàn)象。

最終的處理方案依舊是通過設計變更將B列的快關信號用LCC傳遞至A列，最終試驗完全成功。

四、結語

本文對某核電機組主蒸汽隔離閥的結構、運行原理進行了系統(tǒng)的介紹，并結合調試及運行期間所出現(xiàn)的問題進行了深入的分析，找出了問題的根本原因并提出了有效的解決方法，為同類型的主蒸汽隔離閥問題分析、處理提供了經(jīng)驗參考。