先導式安全閥充水排氣不充分潛在風險分析及處理

王 文 曹彬彬 祝 飛 余 源 謝祖妙

（福建福清核電有限公司 維修一處，福建 福清350300）

1 概述

先導式安全閥在調試過程需進行的工作包括：控制柜及脈沖管線、控制管線沖洗；先導閥壓力整定；控制柜及脈沖管線、控制管線充水排氣。福清核電1、2 號機組調試及運行過程中先導式安全閥出現了各種異常故障，經分析部分故障是因充水排氣不充分導致，部分緊急故障通過特殊工況在線充水排氣得以及時消除。

2 先導式安全閥充水排氣試驗簡介

在正常運行期間，SEBIM閥的控制柜、閥頭及相關管線均為水實體狀態。如果其中存在氣體，由于氣體的可壓縮性，在壓力傳遞過程中，首先會將氣體進行壓縮，從而導致閥門開啟和關閉的時間上遲滯，影響閥門性能。充水排氣主要是針對控制管線的，但是如果脈沖管線充水排氣不充分同樣會導致控制管線進氣。此工作主要需要兩件裝用工具：充水過濾器和抽真空泵。充水排氣水源都是REA 水，調試期間也可以用SED 水進行充水排氣。RRA/RCV 先導閥充水排氣與RCP 先導閥充水排氣方式不同，RRA/RCV 充水排氣需要脫開先導R2 排水口128 螺栓接充水過濾器，而RCP 先導閥控制柜三嵌塊上有專門的充水排氣口可與充水過濾器直接相連。通過R1 /R2 狀態將控制管線充滿水實體，并用真空泵與閥頭針型閥相連對水實體進行抽真空。對于脈沖管線充水排氣，RRA/RCV 先導閥利用系統升壓過程中壓力在2bar 左右時打開先導柜針型閥進行；RCP 先導閥則用REA 水源通過打開R1，關閉R2 對脈沖管線充水排氣（使RCP 先導閥冷凝罐充滿水即可），同時需要打開先導柜針型閥對控制柜進行充水排氣。

3 充水排氣不充分案例分析及處理辦法

3.1 2 號機組熱試二階段2RCP017VP 整定壓力值漂移

故障現象：2 號機組熱試二階段進行RCP58 試驗時，發現2RCP017VP 開啟壓力值偏低，回座壓力偏低，回座時間過長。當保護閥2RCP020VP 全開時，2RCP017VP 未達到全開，且回座壓力值偏低，且曲線出現罕見的突峰現象。

原因分析：經過分析前期壓力整定工作記錄及閥門故障現象確定2RCP017VP 因充水排氣不充分導致起跳壓力值偏低。穩壓器安全閥當系統壓力P1 小于整定壓力值P0 時，此狀態先導閥控制柜凸輪觸到R1 被打開,R2 處于關閉狀態，控制管線壓力與系統壓力相等；因為閥頭活塞有效截面積S1 大于閥芯有效截面積S2，故向下的關閉力F1=P1×S1 大于介質向上的F2=P1×S2 閥門處于關閉狀態：

關閉狀態時閥芯作用到閥座上的合力為：

F=F1-F2=P1×（S1-S2）；

當系統壓力P2 大于整定壓力值時，此時先導閥控制柜凸輪觸到R2 被打開，脫離R1，系統壓力無法傳導到控制管線。控制管線壓力為0，故向下的關閉力為0，而此時介質推動閥芯向上的力F2=P2×S2 遠大于0，閥門迅速開啟。

開啟狀態閥芯作用到閥座上的合力為：

F=F1-F2=0-P2×S2=-P2S2；

根據先導閥以上動作原理，當先導閥控制管線進氣以后，雖然當系統壓力P1 小于整定壓力值P0 時，系統壓力突然上升P3,而由于控制管線氣體可以壓縮導致壓力仍然是P1，當系統介質推閥芯力F3= P3×S2 大于閥門關閉力F1=P1×S1 時，閥門瞬時開啟，導致壓力值偏低閥門開啟發生定值漂移。經充水排氣后，RCP58 驗證2RCP017VP 回座壓力值合格。

穩壓器安全閥閥體結構圖

3.2 1&2 號機組熱試先導式安全閥動作排水量試驗盛水量超標及不出水現象

故障現象：1/2 機組熱試階段，RCV/RRA 均曾經出現過盛水量超標的情況，2 號機組熱試一階段2RRA018VP 盛水量達到300ml，且后續充分動作盛水量有增加趨勢。而2RCP018VP 出現不出水現象。2RCP017VP 出現排水量巨大現象，以上現象均屬于盛水試驗不合格。

原因分析：對于RCP 先導式安全閥隔離閥（2RCP018VP）盛水試驗無水排出現象一般有兩種原因，一是閥門沒有動作，控制管線無水排出，通過閥體位移傳感器可以判斷閥門實際是動作過，故此條原因可以排除；二是RCP 先導閥水封罐水位低或無水，使得控制管線排水無法使水封罐滿水后排出。先導閥（2RCP017VP）盛水量超標說明控制管線內有氣體，氣體可以壓縮，當電磁閥R2 打開后控制管線內氣體膨脹導致大量水排出。以上可以歸納為充水排氣不充分導致RCP 水封罐未滿水及控制管線有殘氣。

4 結論

綜上所述，通過對福清核電1/2 號機組先導式安全閥出現的故障進行分析、總結，可以得出以下結論：

4.1 若先導式安全閥控制管線進氣，隨RCP/RRA/RCV 系統壓力波動，閥門容易出現提前起跳現象，通常被誤認為內漏。

4.2 控制管線進氣易導致先導閥壓力定值漂移（先導閥起跳及回座壓力值偏低），影響RCP58 及RRA/RCV 定值驗證試驗，影響系統狀態上升。