核電站主蒸汽隔離閥電磁閥自動測試裝置研發及應用

李劍

【摘 要】核電站主蒸汽隔離閥上的電磁閥長期處于高壓環境，橡膠墊圈老化、電磁動作帶來墊圈和線圈磨損，造成電磁閥密封不嚴，導致泄漏。為了保證核電站整個系統的安全運行，需要定時對電磁閥進行密封性檢測。主蒸汽隔離閥電磁閥自動測試裝置，是一個智能化測試平臺，具有操作流程簡單、測試精度較高的特點。該平臺可以對主蒸汽隔離閥電磁閥進行全面檢查，可指導維修人員根據檢查結果制定針對性較高的維修方案，避免盲目檢修，提高設備可靠性。

【關鍵詞】電磁閥；測試裝置；應用

0 引言

主蒸汽隔離閥是主蒸汽管線上極為重要的安全設備，功能設計為在所有預計的正常或事故工況下，在關閉信號產生后5秒內關閉主蒸汽隔離閥。為了保證其安全隔離功能正常，主蒸汽隔離閥在SGTR（蒸汽發生器傳熱管破裂）事故中將作為第三道安全屏障的組成部分。主閥關閉功能和試驗功能由主電磁閥和試驗電磁閥來實現，國內核電站多次發生因主電磁閥或試驗電磁閥泄露事件，導致油壓波動，油泵頻繁啟停，嚴重影響機組安全穩定運行。結合核電站電站運行經驗以及電磁閥常見失效原因，我們亟需研發主蒸汽隔離閥電磁閥自動試驗裝置對電磁閥進行耐壓試驗和電流特性試驗。

1 總體結構

VVP電磁閥自動測試平臺包括平臺主體、數據采集軟件及維護電腦、空壓機3部分，見圖一。平臺采用現場相同或類似部件。采用NI硬件和軟件實現集中控制，實現高度智能化操作，自動采集數據并對其進行分析、處理、根據準則自動判斷測試結果并生成報告。

2 硬件及框架

試驗臺架整體為框架式隔層結構整體尺寸為123×85×108（cm），材料采用304不銹鋼，包括儀表區蓋板、中間隔板、底板、四周門、防護玻璃，操作面板區等，為方便使用和檢修，每層又劃分不同功能區域，如手動操作面板區、儀表閥門區、電磁閥安置測試區、電氣接口區等。該設備設計有主電磁閥和試驗電磁閥試驗底座， 設備油路和氣路管線，壓縮空氣經過過濾減壓后，再經過平臺中的氣源球閥、空氣電磁閥、過濾減壓閥后為空氣動力油泵提供供氣，壓縮空氣泵采用與現場相同型號，高度模擬現場環境。油泵輸出油壓與供氣壓力成正比，現場通過調整減壓閥的輸出氣壓來控制油泵輸出油壓，穩定后輸出油壓約為105倍的氣壓。當給電磁閥施加油壓達到要求時，進行電磁閥電流特性試驗、勵磁密封性試驗和失磁密封性試驗。

3 軟件及數據管理

數據采集采用NI數據模塊、NI主控模塊、電流傳感器實現對壓力、電流信號等實現高精度、高速率數據采集和集中控制，組態處理采用NI公司LabVIEW專業版軟件，軟件整體結構見圖2，操作界面簡單、直觀，實現了高度智能化操作，對四個試驗均可實現一鍵測試，測試嚴格按照試驗程序要求進行設定，比如泄漏率試驗不合格，則不能進行下一操作。避免試驗過程中越點測試，保證測試結果真實性和準確性。平臺根據試驗要求控制電磁閥的帶電、失電，測試出電磁閥動作電流趨勢及特征值、母管壓降和電磁閥泄露壓力上升變化值，根據特征值標準范圍，從而綜合判斷電磁閥的泄漏情況，進行相應報警顯示，見圖3，形成word版測試報告，可有效避免數據記錄、計算過程中引入人因失誤。此外，管理員還可對電磁閥及平臺測試設備參數等信息進行管理，可根據需要進行創建、編輯、復制、修改、刪除，方便后續平臺升版。

4 現場應用效果

該平臺解決了主蒸汽隔離閥的電磁閥性能測試，優化了設備的維修策略，并提高設備的可靠性。在CPR1000型核電機組均使用同型號主蒸汽隔離閥電磁閥，可以在紅沿河核電、陽江核電、防城港核電、福清核電進行推廣。目前該裝置已經推廣紅沿河核電、陽江核電，并成功應用于其大修主蒸汽隔離閥電磁閥檢修項目。經過應用，已發現多臺電磁閥電流特性曲線異常，泄漏率不合格、耐壓試驗不合格等缺陷，通過對電磁閥密封面研磨、更換提升頭、對壓縮彈簧進行調整后恢復正常。該平臺可實現一鍵檢測、實現手/自動校驗，測試精度高、操作簡便。能提高現場工作效率、能準確定位電磁閥故障點，精確指導后續維修方向，避免盲目維修。同時能自動生成報告，有效避免數據記錄錯誤等人因問題。該平臺已經獲得實用新型專利（專利號：ZL 2016 2 0086936.5）。

【參考文獻】

[1]付敬奇.電磁閥的工作原理.機械工業出版社

[2]工業過程控制系統用電磁閥，國標.

[責任編輯：張濤]endprint