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生器，將破損蒸汽發生器的蒸汽釋放量限制不超過一臺蒸汽發生器的水裝量，從而防止反應性事故的發生同時它及其上游管道作為安全殼的延伸，在發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種不同動作狀態本質上是通過不同的邏輯控制不同電磁閥的得失電狀態，從而改變系統油路特性得以實現。

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，主要包括如下內容：第一，無論是主蒸汽隔離閥上游還是下游管線發生破裂，閥門均能在接到隔離信號5秒內自動快速安全地關閉以切斷上游或下游的蒸汽流；第二，控制系統設備冗余設計，保證在任何情況下其控制系統與執行機構可用；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。

根據主蒸汽隔離閥設計要求分別在冷、熱態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。試驗結果具體數據如下表。

表2 主蒸汽隔離閥試驗數據

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

三、調試過程中產生的問題

(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，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行是否正常。

但在進行B列帶載試驗，卻發現多次試驗都是失敗，而在A列試驗時卻能順利完成。經圖紙分析后，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的，無需啟動油泵，然而在進行B列快關時發現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打油，油就形成了一個循環回路，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。

通過檢查發現控制油泵的啟停信號只有A列有，為了實現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，因此會觸發啟動油泵的信號將閥門從新打開，這就出現了之前的現象。

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的介紹，并結合調試及運行期間所出現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、處理提供了經驗參考。