華龍一號輔助蒸汽分配系統(tǒng)高壓減壓站調節(jié)閥結構與原理探究

黃盼 李秋實 潘冠旭 嚴浩東 龔貴輝

中圖分類號：TH134 文獻標識：A 文章編號：1674-1145（2020）02-157-01

摘 要 輔助蒸汽分配系統(tǒng)高壓減壓站主要用途是通過兩路減壓調節(jié)閥在機組正常運行期間將來自主蒸汽的壓力減壓為1.2MPa ，188℃的輔助蒸汽供下游負荷使用，調節(jié)閥正常運行對下游用戶正常啟動起到至關重要的作用，高壓減壓站調節(jié)閥作為華龍一號系統(tǒng)“三新設備”，通過分析其結構和動作原理、閥門 “三斷”保護控制原理有助于提升后續(xù)系統(tǒng)調試運行安全和穩(wěn)定性，對后續(xù)機組系統(tǒng)調試運行起到一定的借鑒意義。

關鍵詞 輔助蒸汽分配系統(tǒng) 調節(jié)閥 三新設備 “三斷”保護

一、概述

華龍一號輔助蒸汽分配系統(tǒng)高壓減壓站調節(jié)閥采用的是艾默生公司生產(chǎn)的氣動調節(jié)閥，氣動調節(jié)閥主要由氣動執(zhí)行機構、閥體、附件三部分組成 。執(zhí)行機構以潔凈壓縮空氣為動力，接收4～20毫安電信號或20～100KPa氣信號，驅動閥體運動，改變閥芯與閥座間的流通面積，從而達到調節(jié)流量的作用。為了改善閥門的線性度，克服閥桿的摩擦力和被調介質工況（溫度、壓力）變化引起的影響，使用閥門定位器與調節(jié)閥配套，從而使閥門位置能按調節(jié)信號精確定位。

二、氣動調節(jié)閥的構造和工作原理

（一）高壓減壓站調節(jié)閥結構和工作原理

高壓減壓站調節(jié)閥結構主要包括定位器（DVC6200）、SSC-220比較器、167DA保位閥、Fisher 377 換向閥（保位閥）等部件構成，其原理動作原理將在下文進行一一介紹。

系統(tǒng)正常運行時首先是通過調節(jié)WSD325VV的開度來達到調壓目的，當WSD325VV全開后仍未能控制壓力時，調節(jié)WSD322VV開度來調節(jié)壓力。具體切換參數(shù)由調試單位根據(jù)閥門特性及現(xiàn)場參數(shù)設置。根據(jù)福清現(xiàn)場特性，目前決定后續(xù)將切換參數(shù)設定為50，當001KU輸出一半時，WSD325VV已全開。設計了手自動切換模塊（01KU），可用于WSD325VV和WSD322VV的手自動調節(jié)，在WSD325VV全開后，另一手動調節(jié)模塊可用來輔助調節(jié)WSD322VV，若需要更改則根據(jù)實際運行情況。

1.定位器（DVC6200）

DVC6200系列閥門定位器是FISHER新一代高性能的閥門，閥門定位器是氣動調節(jié)閥的核心部件，起閥門定位作用。它將閥桿位移信號作為反饋測量信號，以DCS或控制器輸出作為設定信號，進行比較，當兩者有偏差時，定位器輸出控制信號到執(zhí)行機構，驅使執(zhí)行機構動作，建立閥桿位移與控制器輸出信號之間的一一對應關系。因此，閥門定位器是以閥桿位移為測量信號，以控制器輸出為設定信號的反饋控制系統(tǒng)。部件數(shù)量少并可快速更換組合。

2.SSC-220比較器

TIARA 信號比較器SSC-220 產(chǎn)品簡介在很多應用場合，SSC-220 型信號比較器專門設計用于檢測閥門定位器的4-20毫安輸入信號。當輸入信號失去時，或低于預先設定的閾值時，比較器會激活內部安全電路。這個內部安全電路位于電磁閥及其供電電源之間，一旦激活，就會使得電磁閥產(chǎn)生動作。

3.保位閥

保位閥：保位閥也叫氣動鎖止閥，當氣源發(fā)生故障時，利用氣動保位閥切斷閥門控制通道，使閥門位置保持在斷氣前位置，已保障工藝流程正常進行，直到系統(tǒng)中事故消除重新供汽后又能自動恢復正常工作，因此保位閥作為自動控制回路中的安全保護作用，輔助蒸汽調節(jié)閥保位閥采用的型號是167DA和377L。

閥門保位作用主要是靠保位閥實現(xiàn)的，下圖所示為氣動保位閥的結構。當氣源信號進入氣室B時，作用在比較部件2上的力，與彈簧1的作用力進行比較。正常狀態(tài)時，膜片比較部件2的推力，大于給定的彈簧力，此時平板閥芯3抬起，打開噴嘴4，通道處于正常工作狀態(tài)。當氣源發(fā)生故障而供氣中斷時，氣室B的壓力下降，在彈簧力作用下，平板閥芯3蓋住噴嘴，切斷了 氣室A與輸出口的通道。也就是將氣動執(zhí)行機構的氣室密封，使調節(jié)閥的工作位置保持在原來的位置上，起到保持閥位的作用。

4.Fisher 377 換向閥（保位閥）

Fisher 377 壓敏系列保位閥適用于控制應用，但當供氣壓力低于特定點時，則需采用特定的閥門/執(zhí)行機構作用方式。如果供氣壓力低于觸發(fā)點，保位閥會使執(zhí)行機構執(zhí)行失效往上、鎖定至上一位置或失效往下操作。如果供氣壓力高于觸發(fā)點，377 系列保位閥會自動重置，使系統(tǒng)恢復正常操作。

WSD322VV采用換向閥型號為377L，動作原理，活塞式執(zhí)行機構，上下缸都進氣，調節(jié)閥失氣故障情況下應保位；為實現(xiàn)該要求，氣源管路上須配置377換向閥在鎖定至上一位置模式下，如果供氣壓力低于觸發(fā)點，排氣口會打開，以釋放施加給下膜片的供氣壓力。由此將導致閥芯組件的上閥口關閉，同時下閥口打開。由于閥口C 和F 被堵住，執(zhí)行機構活塞兩側的壓力不會發(fā)生任何變化，同時活塞也會在失去供氣壓力后被鎖定。這種模式不需要使用儲氣罐。供氣壓力恢復后，閥芯組件移回正常工作位置，同時供氣壓力由控制裝置經(jīng)閥口A 和B 流向執(zhí)行機構。

三、結語

輔助蒸汽分配系統(tǒng)對機組調試前期啟動和后續(xù)機組正常運行至關重要，本文從華龍一號輔助蒸汽分配系統(tǒng)新增的高壓減壓站調節(jié)閥的設備結構與原理、系統(tǒng)保護控制原理兩大方面進行探究，提前了解相關原理有助于后需系統(tǒng)調試試驗的進行、調試缺陷的處理、系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，由于調節(jié)閥是華龍一號三新設備，在以往機組并沒有相關參考經(jīng)驗，兩路調節(jié)閥開啟切換定值設計需根據(jù)后續(xù)系統(tǒng)運行現(xiàn)場確定，在后續(xù)的調試過程中要對其進行驗證，保障后續(xù)主蒸汽減壓供汽的穩(wěn)定。

參考文獻：

[1]李寶華.FIELDVUE DVC6200系列閥門定位器的工作原理和應用[DB＼OL].https：//wenku.baidu.com/view/19d0196631b765ce050814e5. html2012.12.