核電站中壓縮空氣生產(chǎn)系統(tǒng)中調(diào)節(jié)閥的應(yīng)用

□趙彩霞 蔣宏宇

在核電站中兩臺機(jī)組所有動力需要的壓縮空氣由壓縮空氣生產(chǎn)系統(tǒng)提供，并通過儀表用壓縮空氣分配系統(tǒng)和公用壓縮空氣分配系統(tǒng)分配至各個用戶。一是儀表用壓縮空氣分配系統(tǒng)主要是供給M310核電站中核島、常規(guī)島和BOP的氣動控制器用氣；二是公用壓縮空氣分配系統(tǒng)主要是供給M310核電站所有廠房內(nèi)的動力設(shè)施運(yùn)行和維修的需要用氣。壓縮空氣的穩(wěn)定保證了核電站各個系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行及安全運(yùn)行。

一、概述

核電站中壓縮空氣生產(chǎn)系統(tǒng)供氣到常規(guī)島的主管路上設(shè)置氣動調(diào)節(jié)閥，當(dāng)壓力值達(dá)到0.58MPa時，關(guān)閉調(diào)節(jié)閥WAP067VA，切斷給常規(guī)島儀表用壓縮空氣分配系統(tǒng)供氣。壓力WAP067MP測量范圍：0.1～0.9MPa，控制壓力取自WAP067VA上管段WAP0011，可自動調(diào)節(jié)。如圖1所示。

(圖1) (圖2)

二、工作原理及特點(diǎn)

壓力式調(diào)節(jié)閥通過接收DCS控制系統(tǒng)的信號(4～20mA)驅(qū)動閥門，從而改變閥芯和閥座之間的截面積大小控制管道中介質(zhì)的流量、溫度、壓力等。從而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)功能。調(diào)節(jié)閥的功能是執(zhí)行機(jī)構(gòu)中空氣壓力的增加或減小，而調(diào)節(jié)該閥門的開大或關(guān)小，從而保證各管道上的壓力為所要求的值。空氣壓力的改變由控制系統(tǒng)控制，它接收工藝管道上的壓力、差壓變送器的輸入信號，并產(chǎn)生控制電信號輸出到閥門的電氣轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成氣動信號去控制壓力調(diào)節(jié)閥，保證過程參數(shù)維持在設(shè)定值。如圖2所示。

向執(zhí)行機(jī)構(gòu)或電/氣定位器按公稱值的0%、25%、50%、75%、100%、75%、50%、25%、0%的順序輸入控制信號。

三、調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)

調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是屬于閥門的核心部分，它將輸入的控制信號轉(zhuǎn)化為作用于閥體的推力，從而實(shí)現(xiàn)控制閥體的開或者關(guān)，達(dá)到調(diào)節(jié)功能。按照執(zhí)行機(jī)構(gòu)所用能源形式分為氣動、電動、液動三大類型。氣動調(diào)節(jié)閥以氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)操作，電動調(diào)節(jié)閥是以電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)操作，目前使用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)中氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)最多，然后是電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，最后是液動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)是以壓縮空氣為動力的執(zhí)行器。它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，操作簡單、動作平穩(wěn)、維修方便、價格便宜、防火防爆等。它不僅能與氣動調(diào)節(jié)儀表配套使用。而且通過電-氣轉(zhuǎn)換器或電-氣閥門定位器，還能與電動儀表或控制計算機(jī)配套使用。在核電中氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)常用于快速隔離閥、排放閥或安全閥等需要快速動作的閥門。

電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)是以電力信號驅(qū)動。它的特點(diǎn)是適用性強(qiáng)、控制安裝方便，信號傳輸快，距離遠(yuǎn)；缺點(diǎn)是價格高，效率低，容易受電壓頻率不穩(wěn)定的影響，維修復(fù)雜，適用于防爆要求不高的場合。

液動執(zhí)行機(jī)構(gòu)是把來自控制器的電信號轉(zhuǎn)換成液壓信號，由液壓信號驅(qū)動執(zhí)行器，電廠中汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)多用液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

除此之外還可以利用電-氣轉(zhuǎn)換器或電-氣閥門定位器，將電信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)氣壓信號，這樣，氣動執(zhí)行器可以和電動調(diào)節(jié)器配套使用，只需要在調(diào)節(jié)器和執(zhí)行器之間接電-氣轉(zhuǎn)換器或電-氣閥門定位器。

四、結(jié)語

根據(jù)壓縮空氣生產(chǎn)系統(tǒng)的特點(diǎn)，氣動調(diào)節(jié)閥可從自身管路直接取氣源作為動力驅(qū)動執(zhí)行器，不需要另配能源，取源更方便快捷。根據(jù)調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)的這些特點(diǎn)，壓縮空氣生產(chǎn)系統(tǒng)中調(diào)節(jié)閥采用電-氣結(jié)合的氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)閥。這種組合執(zhí)行機(jī)構(gòu)質(zhì)量更可靠、故障率低、運(yùn)行更穩(wěn)定。