核電主蒸汽隔離閥控制原理淺析

呂達夫　瞿虎威

【摘要】 本文結合福清核電1號機主蒸汽隔離閥的實際，首先介紹了閥門基本結構，說明了其主要控制部件的作用。然后對四種工作方式進行了簡介。接著詳細分析了四種動作方式下各部件的動作順序及過程。論文對于其它核電機組主蒸汽隔離閥的調試維護，具有一定的意義。

【關鍵詞】 核電 主蒸汽隔離閥 控制原理

主蒸汽隔離閥（MSIV）是核電站主蒸汽系統(tǒng)（VVP）中最重要的組成部分，其主要功能是實現(xiàn)主蒸汽的隔離，即在出現(xiàn)蒸氣管道破裂事故情況下限制蒸汽的排放，將該事故對反應堆的影響限制在設計限值之內。

一、工作原理

福清核電站1號機組MSIV采用美國Flowserve公司生產(chǎn)的氣液兩動驅動的雙閘板楔形閘閥，閥體與主蒸汽系統(tǒng)管道焊接在一起，在三列管道上各安裝一臺。在電廠正常運行期間MSIV保持開啟，當出現(xiàn)快關信號時，閥門在5s內快速關閉，從而實現(xiàn)對主蒸汽的隔離。

MSIV通過本體上一系列電磁閥、分配閥的相互配合，利用油壓驅動MSIV開啟；在氮氣壓力作用下通過控制油回路的泄油速度來使MSIV以不同的方式關閉。

二、基本結構

MSIV的主要結構及控制設備主要部件包括（以1號MSIV為例）：（1）氮氣儲罐：位于MSIV頂部，圓球狀，內充高壓氮氣，在MSIV關閉時壓力約為10—11Mpa，完全開啟時，氮氣壓力約為15Mpa。（2）儲油箱：位于MSIV中部，充入阻燃油。為控制回路提供液壓油、存儲液壓缸中的泄油。（3）液壓缸：位于MSIV中下部，當閥門開啟時，氣動油泵將阻燃油泵入液壓缸。（4）供氣電磁閥211EL：得電時打開氣動油泵的供氣，失電時關閉供氣。（5）氣動油泵：氣源接通后，氣動油泵將儲油箱中的液壓油泵入控制油回路。（6）液壓分配閥電磁閥251/271EL：液壓分配閥251/271DR上的電磁閥，得電時對應的DR打開，失電時關閉。（7）試驗電磁閥261/281EL：試驗分配閥261/281DR上的電磁閥。（8）試驗分配閥261/281DR：當261/281EL失電且有油壓的情況下，對應的DR全開（可快速泄油），當261/281EL得電且有油壓時對應的DR處于試驗位置（可慢速泄油）。

三、工作方式

（1）開啟。MSIV開啟指令由操作員在主控畫面或后備盤（BUP）上發(fā)出。指令發(fā)出后，在各個電磁閥及分配閥配合下，MSIV逐漸開啟。開啟行程約需5～6分鐘。（2）局部關閉。局部關閉試驗為定期試驗，目的是在閥門全開的情況下，通過局關試驗來檢查對應列的電磁閥及分配閥的動作是否正常。若動均正常，在試驗開始后，閥門將會在關閉至90%開度后停止關閉，然后自動打開。局部關閉試驗分為A、B兩列，A列局關試驗檢查A列EL/DR及211EL，B列局關試驗檢查B列EL/DR及211EL。（3）正常關閉。同開啟一樣，MSIV的正常關閉指令也在主控畫面或BUP上發(fā)出。指令發(fā)出后，在各個EL及DR的配合下，閥門逐漸關閉。關閉行程約需1～2分鐘。（4）快速關閉。快速關閉信號有兩個，一是來自反應堆保護系統(tǒng)（RPR）產(chǎn)生的蒸汽隔離信號，二是來自應急控制盤（ECP）上快關按鈕發(fā)出的快關命令。蒸汽管線隔離信號和快關命令均分為A、B兩列。從產(chǎn)生快關信號起，閥門將在5秒內完全關閉。

四、MSIV動作過程

1、開啟。MSIV收到閥門開啟指令后，首先251/271EL失電，251/271DR處于關閉位置，此時泄油通道被關閉；然后261/281EL失電，261/281DR全開位；261/281DR全開是為了保證在MSIV開啟過程中若出現(xiàn)快關信號時，可以通過211EL及251/271EL、DR的動作使控制油回路快速泄油， 保證MSIV可快速關閉。最后211EL帶電，使氣動油泵得氣啟動。將儲油箱中的阻燃油泵入液壓缸，使液壓缸中壓力逐漸升高。當液壓缸中油壓大于上部氮氣儲罐中氮氣壓力與閥門閘板自重壓力之和時，閥門將逐漸開啟。當閥門完全開啟，油壓達到一定值后，氣動油泵自動停止轉動。

2、局部關閉。以A列局關試驗為例來說明閥門動作過程：首先在主控進行A列局關選擇SELECT操作，此時261EL得電，261DR處于試驗位置；然后在主控進行A列局關試驗TEST操作，此時251EL得電，251DR全開；211EL失電，關閉氣動油泵的氣源。液壓缸中的油通過251DR及261DR緩緩泄至儲油箱，閥門逐漸關閉；當閥門關閉至90%開度時觸發(fā)90%開度限位開關，局關試驗信號被復位。此時251EL失電，251DR關閉，液壓缸中的油停止泄出；同時211EL得電，氣動油泵得氣將儲油箱中的阻燃油泵入液壓缸，閥門開啟。當MSIV完全開啟之后，261EL失電，261DR全開。最后在主控畫面選擇試驗復位按鈕來對局關試驗進行復位，局關試驗結束。

3、正常關閉：收到正常關閉命令時，首先261/281EL得電，261/281DR處于試驗位置；然后211EL失電，關閉氣動油泵的氣源。接著251/271EL得電，251/271DR全開。此時液壓缸中的油通過全開的251/271DR及261/281DR緩緩泄至儲油箱。在氮氣與逐漸減小的油壓的相互作用下，閥門逐漸關閉；

4、快速關閉：以A列快關為例來說明閥門的動作過程：當A快關信號出現(xiàn)時：251EL得電使251DR全開；261EL失電使261DR全開；211EL失電，關閉氣動油泵的氣源。此時液壓缸中的油通過全開的251DR及261DR快速泄至儲油箱。在高壓氮氣與快速降低的油壓的共同作用下，閥門將在5s內快速關閉。

五、小結

在后續(xù)的福清2號及海南核電項目中，MSIV的型號及控制均與福清1號機組一致。因此，本文對MSIV的控制原理和工作方式所進行詳細的分析，對于后續(xù)其他機組MSIV的調試和維護，具有一定的學習和參考意義。

參 考 文 獻

[1] 中國核電工程有限公司. 主蒸汽系統(tǒng)手冊. FQX17VVP006B30745GN B CFC. 2011，2endprint