穩(wěn)壓器隔離閥自然開度不足及保護閥零點負漂移現(xiàn)象分析和處理

黃宇輝，王飛，白宇軒

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穩(wěn)壓器隔離閥自然開度不足及保護閥零點負漂移現(xiàn)象分析和處理

黃宇輝，王飛，白宇軒

（中國核電工程有限公司華東分公司，浙江 嘉興 350318）

穩(wěn)壓器安全閥組件是核電廠一回路邊界的重要組成部分，在一回路嚴重超壓事故工況下，為一回路提供超壓保護和卸壓的服務；對某核電廠在執(zhí)行熱態(tài)功能試驗期間，隔離閥出現(xiàn)自然開度不足以及保護閥零點負漂移現(xiàn)象進行根本原因排查和原理分析，并制訂相應的解決方案和調(diào)整方案，為同類型的穩(wěn)壓器安全閥組件相關試驗和維修工作提供一定的參考。

穩(wěn)壓器安全閥組件；自然開度不足；保護閥；零點負漂移

某核電機組在熱態(tài)功能試驗期間，準備執(zhí)行穩(wěn)壓器安全閥組件的功能試驗前檢查發(fā)現(xiàn)，3臺穩(wěn)壓器隔離閥出現(xiàn)自然開度不足4 mm。在執(zhí)行試驗的過程中，隨著一回路的壓力上升，一臺穩(wěn)壓器安全閥出現(xiàn)零點向負的方向漂移的現(xiàn)象。這兩個現(xiàn)象不是偶發(fā)現(xiàn)象，同類型的穩(wěn)壓器安全閥組也曾出現(xiàn)多次該現(xiàn)象，本文就這兩個現(xiàn)象進行根本原因分析，并給出相應的解決方案和建議，希望能給以后穩(wěn)壓器安全閥組件的相關試驗以及維修工作提供一定的參考作用。

1 穩(wěn)壓器隔離閥自然開度不足

正常情況下，穩(wěn)壓器隔離閥的自然開度應大于等于4 mm，這是基于穩(wěn)壓器安全閥組的冗余設計要求，確保在一回路超壓情況下穩(wěn)壓器保護閥打開后能直接卸壓。而在2.5 MPa.g平臺執(zhí)行的穩(wěn)壓器安全閥組件的功能試驗前檢查發(fā)現(xiàn)，3臺穩(wěn)壓器隔離閥的自然開度不足4 mm，主控室畫面上存在異常的報警，這樣會制約15.4 MPa.g熱停堆平臺的穩(wěn)壓器安全閥組件的功能試驗。

1.1 根本原因排查

穩(wěn)壓器隔離閥自然開度的原因是閥瓣的制造與閥座密封面有大約5 mm的間隙，而自然開啟由與閥瓣相連的波紋管實現(xiàn)[1]。所以，穩(wěn)壓器隔離閥閥瓣位移傳感器顯示不足4 mm，其中一個可能的原因是閥瓣位移傳感器的零點標定不準，另外一個原因則是穩(wěn)壓器隔離閥的波紋管（06）收縮量不足，穩(wěn)壓器隔離閥結(jié)構(gòu)如圖1所示。基于上述分析，需要進行根本原因排查。

首先應進行零點標定的排查工作，拆下穩(wěn)壓器隔離閥的位移傳感器，用一個6 mm的標準標定模塊從0～6 mm以及從6～0 mm按照表1進行標定，由表1可得標定曲線=1.1 743+2.4 386，相關系數(shù)=0.9 999，電壓和位移量的對應曲線圖2所示[2]。

圖1 隔離閥結(jié)構(gòu)圖

表1 零點標定對應表

位移量/mm開啟電壓/V關閉電壓/VDelta/（%） 02.52.50 0.53.023.020 13.583.580 1.54.164.160 24.754.750 2.55.355.350 35.965.960 3.56.566.560 47.177.160.14 4.57.767.760 58.358.350 5.58.938.920.11 69.489.480 6.510100

圖2 電壓和位移量的對應曲線

經(jīng)過零點的重新標定之后發(fā)現(xiàn)，在隔離閥強制關閉的情況下，三臺隔離閥的零點都小于0.7 mm，滿足要求，即排除零點標定不準這一原因，確定原因為隔離閥的波紋管收縮量不足，而收縮量不足的深層原因是隔離閥整體組裝好后發(fā)送至核電廠現(xiàn)場，長時間不進行開關動作，導致波紋管不能得到最大程度的伸縮，最后導致波紋管收縮量不足。

1.2 解決方案

隔離閥的波紋管收縮量是可調(diào)整的，調(diào)整思路是通過完全開啟和關閉隔離閥，使隔離閥充分過水受熱，使其中的波紋管受熱膨脹，讓波紋管最大程度的伸縮，從而調(diào)整波紋管的收縮量。

1.2.1 具體實施方法

確定穩(wěn)壓器建立汽腔之后，關閉隔離閥，完全開啟保護閥，然后開啟隔離閥，同時10 s內(nèi)關閉保護閥進行調(diào)整，在這個過程中，需確保隔離閥開啟的位移量大于等于15 mm，關閉的位移量小于等于0.7 mm，即確保隔離閥能全開全關，而時間控制在10 s內(nèi)則是為了防止一回路壓力降低過多導致主泵跳泵。根據(jù)上述實施方法，最后可將隔離閥的自然開度調(diào)整至大于4 mm。

1.2.2 注意事項

實施前應將一回路壓力提升至2.9 MPa.g，因在實施過程中一回路壓力會下降，為了安全起見，可將一回路的壓力提升至大于2.5 MPa.g而小于3.0 MPa.g。同時，在實施過程中應讓機械專業(yè)人員檢查先導箱、先導管線以及隔離閥閥體是否有明顯泄漏。

2 保護閥零點負漂移

保護閥在正常情況下處于常關狀態(tài)，在穩(wěn)壓器建立汽腔后，隨著機組狀態(tài)的上升，穩(wěn)壓器壓力在逐漸上升至15.4 MPa.g的過程中，其中一臺保護閥的閥瓣位移從0.2 mm逐漸減少為0 mm，其他兩臺保護閥的閥瓣位移量也有小范圍下降，雖然閥瓣位移指示器的讀數(shù)沒有顯示為負值，但事實上保護閥的零點已經(jīng)向負方向漂移，因為其量程的下限只能為0.

2.1 原理分析

保護閥的結(jié)構(gòu)如圖3所示。

在保護閥的工作壓力未超過15.4 MPa.g時，保護閥有兩處受力，第一處是閥芯下面來自穩(wěn)壓器的壓力，第二處是活塞承受通過先導控制柜及閥頭連接組件傳遞過來的穩(wěn)壓器壓力，即活塞V得到一個向下的力=×.為活塞承壓面積，約250 cm2，并且傳遞到閥桿T上。同時，閥芯C得到一個向上的力=×.為閥芯的承壓面積，約為110 cm2，因此閥芯作用到閥座的合力=－=×（－）.由于面積差為定值，因此穩(wěn)壓器壓力越大，保護閥關閉的推力越大。在穩(wěn)壓器壓力逐漸上升至15.4 MPa.g的過程中，會出現(xiàn)保護閥零點負漂移的現(xiàn)象。

2.2 調(diào)整方法

由于在15.4 MPa.g熱停堆平臺還需進行強制開啟保護閥驗證隔離閥卸壓能力的試驗，因此應在低壓力平臺時將保護閥的零點進行調(diào)整，一般零點的調(diào)節(jié)范圍為0～0.7 mm，在這種情況下，零點不是越小越好，而是要考慮到零點負漂移的現(xiàn)象，將零點調(diào)節(jié)為0.3～0.4 mm，這樣即使零點負漂移發(fā)生后，閥瓣的位移傳感器的讀數(shù)不會漂移至0.

圖3 保護閥結(jié)構(gòu)圖

3 結(jié)論

通過某核電機組在熱態(tài)功能試驗期間，執(zhí)行穩(wěn)壓器安全閥組的功能試驗中可以發(fā)現(xiàn)，隔離閥的自然開度不足以及保護閥的零點負漂移現(xiàn)象很容易發(fā)生在同類型的穩(wěn)壓器安全閥組件，本文就這兩個現(xiàn)象給出根本原因分析和原理分析，并針對這兩個現(xiàn)象給出以下解決方案和調(diào)整建議：①隔離閥自然開度應進行零點標定原因排查；②隔離閥的波紋管收縮量不足是可調(diào)整的，調(diào)整的總體思路是通過完全開啟和關閉隔離閥，使隔離閥充分過水受熱，使波紋管受熱膨脹，波紋管得到最大程度收縮，從而調(diào)整隔離閥的自然開度；③正常情況下，隨著穩(wěn)壓器壓力的上升，保護閥的零點會不同程度變小，甚至向負方向進行漂移；④在低壓力平臺時，控制機柜側(cè)應對保護閥的零點進行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)到0.3～0.4 mm之間。

2095－6835（2019）02－0128－02

TM623

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10.15913/j.cnki.kjycx.2019.02.128

〔編輯：嚴麗琴〕