關于核電廠運行中的主蒸汽安全閥技術改進研究

【摘要】本文將詳細介紹主蒸汽安全閥在核電廠運行中出現泄漏的原因，并指出采用彈簧式安全閥、重新分布安全閥的數量及改進閥芯組件的設計三項安全閥技術的改進措施。在核電廠運行的過程中，主蒸汽安全閥極其重要，為了避免產生泄漏，技術人員應改進安全閥技術，從而提升設備可靠性，保障電廠的穩定運行。

【關鍵詞】核電廠;主蒸汽;安全閥技術

主蒸汽系統是保障核電廠運行的關鍵部位，主蒸汽安全閥在蒸汽管道中作用明顯，良好的安全閥可有效防止系統過熱或超壓的情況，但當前在運行時，會產生泄漏問題，管理人員應找出原因，及時修改主蒸汽安全閥技術，保證核電廠的運行效率，保障人員安全。

1、主蒸汽安全閥在核電廠運行中泄漏的原因

主蒸汽安全系統通常有兩種安全閥，即助動式與機械式，一方面，由于核電廠的檢修人員大多經驗豐富，且檢修工作通常是按流程進行，因而并不會因為操作不當而產生泄漏。針對助動式安全系統內部的設備來說，若助動裝置失效，安全閥門會有較大的影響，與此同時，閥芯組件中的某個部件出現失效或缺陷時，也會影響閥門的安全。基于此，產生泄漏的根本原因為整定壓力的不合理設置，對材料來說，大多由原廠直接提供，且檢驗手段完善，在安裝完成以后，現場還會進行復驗，因此，材料也不會是閥門泄漏的原因。

另一方面，機械式的安全閥與助動式有些相似，其結構大致為保護罩、閥桿彈簧罩、閥體及閥座等，如圖1所示。其檢修人員大多技術較高，而該系統內部的設備，即彈簧部件，在使用前都會對其抗壓能力進行確認，在滿足多種要求后，才會使用，因而其與安全閥泄漏無關。而主蒸汽系統內部的介質由于壓力大，且溫度高，可能給安全閥門帶來些許影響，但并不會泄漏。此外，基于安全閥的密封比壓較高，其整定壓力較為穩定，也不會造成泄漏。通過檢修人員的計算與檢測，主蒸汽中的管道振動，會帶動安全閥門一起振動，進而使密封面不穩定，出現長期損傷的情形，從而安全閥在系統高位波動時引發泄漏。

2、核電廠運行中的主蒸汽安全閥技術改進措施

2.1采用彈簧式安全閥

通過了解多個核電廠的運行情況，技術人員應改進主蒸汽安全閥，其樣式可采用彈簧式，由于配套控制柜與助動裝置的結構比較復雜，且可靠性不強，任意器件的故障都會使裝置發生改變，進而開啟安全閥。該裝置極具工藝性，若蒸汽發生器出現失控排放，將會使反應堆變得過冷或停堆。技術人員需使用加載彈簧式的安全閥，如圖2所示，并將配套控制柜與助動裝置取消，避免不必要的事故發生。

例如，海南核電有限公司為了降低泄漏問題，采用全新的安全閥技術進行改進，在查找泄漏原因的過程中，管理人員發現安全閥的性能不高，因而為保證安全，采用了彈簧式的安全閥，極大的提升其安全性能，保障了核電廠的有序運行。

2.2重新分布安全閥的數量

通常來講，助動安全系統中的整定壓力大概為8.3MPa，且是在還未使用的情況下，相較于熱停堆的壓力，其差距不大，并未達到10%冗余的設計要求，在閥門正常運行的過程中，極易出現漏氣現象，進而使維修的總量增加，使機組很難穩定運行，其利用率會持續下降，因此，管理人員應重新分布蒸汽管道線中安全閥的數量與整定值。在原來總數7臺不變的情況下，仍將整定值分成兩組，第一組的整定值設定為8.7MPa，數量由原來的4臺增加到5臺;而第二組的整定值則由8.3MPa升高到8.5MPa，但數量由之前的3臺降到2臺。在此次改動中，第二組的冗余度升高到12%，其整定值可軍力熱停堆壓力較遠，由于動作次數降低，閥門頻繁起跳的概率極大降低，密封面也會減少損傷。

2.3改進閥芯組件的設計

閥芯組件的改動主要在兩個方面，一方面，閥芯與閥桿在作用點及連結上發生改變，通常來講，電站中的閥芯上部中的組件都會與閥桿端部的螺紋產生連結，但二者大多為間接連結。核電廠紅的閥桿與閥芯一般為卡套式連結，在裝配時，閥芯可隨意地進行水平轉動，且傾斜，而閥桿的端部則呈現半球狀態，閥桿與閥芯內部的接觸面則是內球面，其噴嘴密封面要高于觸點。該設計有助于閥芯自動校正，噴嘴環與閥桿的軸線重合，使密封面多個方向的力保持平衡，降低因管道振動而給安全閥帶來的損傷[1]。

另一方面，是閥芯密封形式產生變化，過去傳統的密封方式為平面密封，若管道振動頻率較大，其密封面極易發生泄漏問題。基于此，技術人員可將噴嘴接觸的部分與閥芯的密封面性質設置成金屬彈性，其封面可隨著溫度與壓力的變化而改變，即線密封模式，該密封性能的質量較高。應用新結構以后，其閥門密封的壓力值極高，極大降低因壓力而造成的閥門泄漏。

總結：

綜上所述，主蒸汽安全產生泄漏的原因通常是由于設置壓力較低或管道振動，基于此，技術人員需采取科學、合理的方案，完善主蒸汽安全閥，式其變得更加可靠，與此同時，管理人員要加強監管，出現問題可及時修復，從而提高核電廠的穩定。

參考文獻：

[1]張超，唐小江.核電廠運行中的主蒸汽安全閥技術改進[J].電工技術，2019（18）：44-45.

作者簡介：

蔣大東 （1984年4月出生） 男，漢族，吉林省前郭爾羅斯蒙古族自治縣，2008年畢業于西安交通大學熱能與動力工程專業，現供職于江蘇核電有限公司，工程師，大學本科，學士學位，研究方向：核電廠運行。