華龍一號輔助蒸汽分配系統高壓減壓站調節閥結構與原理探究

黃盼 李秋實 潘冠旭 嚴浩東 龔貴輝

中圖分類號：TH134 文獻標識：A 文章編號：1674-1145（2020）02-157-01

摘 要 輔助蒸汽分配系統高壓減壓站主要用途是通過兩路減壓調節閥在機組正常運行期間將來自主蒸汽的壓力減壓為1.2MPa ，188℃的輔助蒸汽供下游負荷使用，調節閥正常運行對下游用戶正常啟動起到至關重要的作用，高壓減壓站調節閥作為華龍一號系統“三新設備”，通過分析其結構和動作原理、閥門 “三斷”保護控制原理有助于提升后續系統調試運行安全和穩定性，對后續機組系統調試運行起到一定的借鑒意義。

關鍵詞 輔助蒸汽分配系統 調節閥 三新設備 “三斷”保護

一、概述

華龍一號輔助蒸汽分配系統高壓減壓站調節閥采用的是艾默生公司生產的氣動調節閥，氣動調節閥主要由氣動執行機構、閥體、附件三部分組成 。執行機構以潔凈壓縮空氣為動力，接收4～20毫安電信號或20～100KPa氣信號，驅動閥體運動，改變閥芯與閥座間的流通面積，從而達到調節流量的作用。為了改善閥門的線性度，克服閥桿的摩擦力和被調介質工況（溫度、壓力）變化引起的影響，使用閥門定位器與調節閥配套，從而使閥門位置能按調節信號精確定位。

二、氣動調節閥的構造和工作原理

（一）高壓減壓站調節閥結構和工作原理

高壓減壓站調節閥結構主要包括定位器（DVC6200）、SSC-220比較器、167DA保位閥、Fisher 377 換向閥（保位閥）等部件構成，其原理動作原理將在下文進行一一介紹。

系統正常運行時首先是通過調節WSD325VV的開度來達到調壓目的，當WSD325VV全開后仍未能控制壓力時，調節WSD322VV開度來調節壓力。具體切換參數由調試單位根據閥門特性及現場參數設置。根據福清現場特性，目前決定后續將切換參數設定為50，當001KU輸出一半時，WSD325VV已全開。設計了手自動切換模塊（01KU），可用于WSD325VV和WSD322VV的手自動調節，在WSD325VV全開后，另一手動調節模塊可用來輔助調節WSD322VV，若需要更改則根據實際運行情況。

1.定位器（DVC6200）

DVC6200系列閥門定位器是FISHER新一代高性能的閥門，閥門定位器是氣動調節閥的核心部件，起閥門定位作用。它將閥桿位移信號作為反饋測量信號，以DCS或控制器輸出作為設定信號，進行比較，當兩者有偏差時，定位器輸出控制信號到執行機構，驅使執行機構動作，建立閥桿位移與控制器輸出信號之間的一一對應關系。因此，閥門定位器是以閥桿位移為測量信號，以控制器輸出為設定信號的反饋控制系統。部件數量少并可快速更換組合。

2.SSC-220比較器

TIARA 信號比較器SSC-220 產品簡介在很多應用場合，SSC-220 型信號比較器專門設計用于檢測閥門定位器的4-20毫安輸入信號。當輸入信號失去時，或低于預先設定的閾值時，比較器會激活內部安全電路。這個內部安全電路位于電磁閥及其供電電源之間，一旦激活，就會使得電磁閥產生動作。

3.保位閥

保位閥：保位閥也叫氣動鎖止閥，當氣源發生故障時，利用氣動保位閥切斷閥門控制通道，使閥門位置保持在斷氣前位置，已保障工藝流程正常進行，直到系統中事故消除重新供汽后又能自動恢復正常工作，因此保位閥作為自動控制回路中的安全保護作用，輔助蒸汽調節閥保位閥采用的型號是167DA和377L。

閥門保位作用主要是靠保位閥實現的，下圖所示為氣動保位閥的結構。當氣源信號進入氣室B時，作用在比較部件2上的力，與彈簧1的作用力進行比較。正常狀態時，膜片比較部件2的推力，大于給定的彈簧力，此時平板閥芯3抬起，打開噴嘴4，通道處于正常工作狀態。當氣源發生故障而供氣中斷時，氣室B的壓力下降，在彈簧力作用下，平板閥芯3蓋住噴嘴，切斷了 氣室A與輸出口的通道。也就是將氣動執行機構的氣室密封，使調節閥的工作位置保持在原來的位置上，起到保持閥位的作用。

4.Fisher 377 換向閥（保位閥）

Fisher 377 壓敏系列保位閥適用于控制應用，但當供氣壓力低于特定點時，則需采用特定的閥門/執行機構作用方式。如果供氣壓力低于觸發點，保位閥會使執行機構執行失效往上、鎖定至上一位置或失效往下操作。如果供氣壓力高于觸發點，377 系列保位閥會自動重置，使系統恢復正常操作。

WSD322VV采用換向閥型號為377L，動作原理，活塞式執行機構，上下缸都進氣，調節閥失氣故障情況下應保位；為實現該要求，氣源管路上須配置377換向閥在鎖定至上一位置模式下，如果供氣壓力低于觸發點，排氣口會打開，以釋放施加給下膜片的供氣壓力。由此將導致閥芯組件的上閥口關閉，同時下閥口打開。由于閥口C 和F 被堵住，執行機構活塞兩側的壓力不會發生任何變化，同時活塞也會在失去供氣壓力后被鎖定。這種模式不需要使用儲氣罐。供氣壓力恢復后，閥芯組件移回正常工作位置，同時供氣壓力由控制裝置經閥口A 和B 流向執行機構。

三、結語

輔助蒸汽分配系統對機組調試前期啟動和后續機組正常運行至關重要，本文從華龍一號輔助蒸汽分配系統新增的高壓減壓站調節閥的設備結構與原理、系統保護控制原理兩大方面進行探究，提前了解相關原理有助于后需系統調試試驗的進行、調試缺陷的處理、系統安全穩定運行，由于調節閥是華龍一號三新設備，在以往機組并沒有相關參考經驗，兩路調節閥開啟切換定值設計需根據后續系統運行現場確定，在后續的調試過程中要對其進行驗證，保障后續主蒸汽減壓供汽的穩定。

參考文獻：

[1]李寶華.FIELDVUE DVC6200系列閥門定位器的工作原理和應用[DB＼OL].https：//wenku.baidu.com/view/19d0196631b765ce050814e5. html2012.12.