核電主蒸汽隔離閥控制原理淺析

呂達(dá)夫　瞿虎威

【摘要】 本文結(jié)合福清核電1號(hào)機(jī)主蒸汽隔離閥的實(shí)際，首先介紹了閥門(mén)基本結(jié)構(gòu)，說(shuō)明了其主要控制部件的作用。然后對(duì)四種工作方式進(jìn)行了簡(jiǎn)介。接著詳細(xì)分析了四種動(dòng)作方式下各部件的動(dòng)作順序及過(guò)程。論文對(duì)于其它核電機(jī)組主蒸汽隔離閥的調(diào)試維護(hù)，具有一定的意義。

【關(guān)鍵詞】 核電 主蒸汽隔離閥 控制原理

主蒸汽隔離閥（MSIV）是核電站主蒸汽系統(tǒng)（VVP）中最重要的組成部分，其主要功能是實(shí)現(xiàn)主蒸汽的隔離，即在出現(xiàn)蒸氣管道破裂事故情況下限制蒸汽的排放，將該事故對(duì)反應(yīng)堆的影響限制在設(shè)計(jì)限值之內(nèi)。

一、工作原理

福清核電站1號(hào)機(jī)組MSIV采用美國(guó)Flowserve公司生產(chǎn)的氣液兩動(dòng)驅(qū)動(dòng)的雙閘板楔形閘閥，閥體與主蒸汽系統(tǒng)管道焊接在一起，在三列管道上各安裝一臺(tái)。在電廠正常運(yùn)行期間MSIV保持開(kāi)啟，當(dāng)出現(xiàn)快關(guān)信號(hào)時(shí)，閥門(mén)在5s內(nèi)快速關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)主蒸汽的隔離。

MSIV通過(guò)本體上一系列電磁閥、分配閥的相互配合，利用油壓驅(qū)動(dòng)MSIV開(kāi)啟；在氮?dú)鈮毫ψ饔孟峦ㄟ^(guò)控制油回路的泄油速度來(lái)使MSIV以不同的方式關(guān)閉。

二、基本結(jié)構(gòu)

MSIV的主要結(jié)構(gòu)及控制設(shè)備主要部件包括（以1號(hào)MSIV為例）：（1）氮?dú)鈨?chǔ)罐：位于MSIV頂部，圓球狀，內(nèi)充高壓氮?dú)?，在MSIV關(guān)閉時(shí)壓力約為10—11Mpa，完全開(kāi)啟時(shí)，氮?dú)鈮毫s為15Mpa。（2）儲(chǔ)油箱：位于MSIV中部，充入阻燃油。為控制回路提供液壓油、存儲(chǔ)液壓缸中的泄油。（3）液壓缸：位于MSIV中下部，當(dāng)閥門(mén)開(kāi)啟時(shí)，氣動(dòng)油泵將阻燃油泵入液壓缸。（4）供氣電磁閥211EL：得電時(shí)打開(kāi)氣動(dòng)油泵的供氣，失電時(shí)關(guān)閉供氣。（5）氣動(dòng)油泵：氣源接通后，氣動(dòng)油泵將儲(chǔ)油箱中的液壓油泵入控制油回路。（6）液壓分配閥電磁閥251/271EL：液壓分配閥251/271DR上的電磁閥，得電時(shí)對(duì)應(yīng)的DR打開(kāi)，失電時(shí)關(guān)閉。（7）試驗(yàn)電磁閥261/281EL：試驗(yàn)分配閥261/281DR上的電磁閥。（8）試驗(yàn)分配閥261/281DR：當(dāng)261/281EL失電且有油壓的情況下，對(duì)應(yīng)的DR全開(kāi)（可快速泄油），當(dāng)261/281EL得電且有油壓時(shí)對(duì)應(yīng)的DR處于試驗(yàn)位置（可慢速泄油）。

三、工作方式

（1）開(kāi)啟。MSIV開(kāi)啟指令由操作員在主控畫(huà)面或后備盤(pán)（BUP）上發(fā)出。指令發(fā)出后，在各個(gè)電磁閥及分配閥配合下，MSIV逐漸開(kāi)啟。開(kāi)啟行程約需5～6分鐘。（2）局部關(guān)閉。局部關(guān)閉試驗(yàn)為定期試驗(yàn)，目的是在閥門(mén)全開(kāi)的情況下，通過(guò)局關(guān)試驗(yàn)來(lái)檢查對(duì)應(yīng)列的電磁閥及分配閥的動(dòng)作是否正常。若動(dòng)均正常，在試驗(yàn)開(kāi)始后，閥門(mén)將會(huì)在關(guān)閉至90%開(kāi)度后停止關(guān)閉，然后自動(dòng)打開(kāi)。局部關(guān)閉試驗(yàn)分為A、B兩列，A列局關(guān)試驗(yàn)檢查A列EL/DR及211EL，B列局關(guān)試驗(yàn)檢查B列EL/DR及211EL。（3）正常關(guān)閉。同開(kāi)啟一樣，MSIV的正常關(guān)閉指令也在主控畫(huà)面或BUP上發(fā)出。指令發(fā)出后，在各個(gè)EL及DR的配合下，閥門(mén)逐漸關(guān)閉。關(guān)閉行程約需1～2分鐘。（4）快速關(guān)閉。快速關(guān)閉信號(hào)有兩個(gè)，一是來(lái)自反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)（RPR）產(chǎn)生的蒸汽隔離信號(hào)，二是來(lái)自應(yīng)急控制盤(pán)（ECP）上快關(guān)按鈕發(fā)出的快關(guān)命令。蒸汽管線隔離信號(hào)和快關(guān)命令均分為A、B兩列。從產(chǎn)生快關(guān)信號(hào)起，閥門(mén)將在5秒內(nèi)完全關(guān)閉。

四、MSIV動(dòng)作過(guò)程

1、開(kāi)啟。MSIV收到閥門(mén)開(kāi)啟指令后，首先251/271EL失電，251/271DR處于關(guān)閉位置，此時(shí)泄油通道被關(guān)閉；然后261/281EL失電，261/281DR全開(kāi)位；261/281DR全開(kāi)是為了保證在MSIV開(kāi)啟過(guò)程中若出現(xiàn)快關(guān)信號(hào)時(shí)，可以通過(guò)211EL及251/271EL、DR的動(dòng)作使控制油回路快速泄油， 保證MSIV可快速關(guān)閉。最后211EL帶電，使氣動(dòng)油泵得氣啟動(dòng)。將儲(chǔ)油箱中的阻燃油泵入液壓缸，使液壓缸中壓力逐漸升高。當(dāng)液壓缸中油壓大于上部氮?dú)鈨?chǔ)罐中氮?dú)鈮毫εc閥門(mén)閘板自重壓力之和時(shí)，閥門(mén)將逐漸開(kāi)啟。當(dāng)閥門(mén)完全開(kāi)啟，油壓達(dá)到一定值后，氣動(dòng)油泵自動(dòng)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

2、局部關(guān)閉。以A列局關(guān)試驗(yàn)為例來(lái)說(shuō)明閥門(mén)動(dòng)作過(guò)程：首先在主控進(jìn)行A列局關(guān)選擇SELECT操作，此時(shí)261EL得電，261DR處于試驗(yàn)位置；然后在主控進(jìn)行A列局關(guān)試驗(yàn)TEST操作，此時(shí)251EL得電，251DR全開(kāi)；211EL失電，關(guān)閉氣動(dòng)油泵的氣源。液壓缸中的油通過(guò)251DR及261DR緩緩泄至儲(chǔ)油箱，閥門(mén)逐漸關(guān)閉；當(dāng)閥門(mén)關(guān)閉至90%開(kāi)度時(shí)觸發(fā)90%開(kāi)度限位開(kāi)關(guān)，局關(guān)試驗(yàn)信號(hào)被復(fù)位。此時(shí)251EL失電，251DR關(guān)閉，液壓缸中的油停止泄出；同時(shí)211EL得電，氣動(dòng)油泵得氣將儲(chǔ)油箱中的阻燃油泵入液壓缸，閥門(mén)開(kāi)啟。當(dāng)MSIV完全開(kāi)啟之后，261EL失電，261DR全開(kāi)。最后在主控畫(huà)面選擇試驗(yàn)復(fù)位按鈕來(lái)對(duì)局關(guān)試驗(yàn)進(jìn)行復(fù)位，局關(guān)試驗(yàn)結(jié)束。

3、正常關(guān)閉：收到正常關(guān)閉命令時(shí)，首先261/281EL得電，261/281DR處于試驗(yàn)位置；然后211EL失電，關(guān)閉氣動(dòng)油泵的氣源。接著251/271EL得電，251/271DR全開(kāi)。此時(shí)液壓缸中的油通過(guò)全開(kāi)的251/271DR及261/281DR緩緩泄至儲(chǔ)油箱。在氮?dú)馀c逐漸減小的油壓的相互作用下，閥門(mén)逐漸關(guān)閉；

4、快速關(guān)閉：以A列快關(guān)為例來(lái)說(shuō)明閥門(mén)的動(dòng)作過(guò)程：當(dāng)A快關(guān)信號(hào)出現(xiàn)時(shí)：251EL得電使251DR全開(kāi)；261EL失電使261DR全開(kāi)；211EL失電，關(guān)閉氣動(dòng)油泵的氣源。此時(shí)液壓缸中的油通過(guò)全開(kāi)的251DR及261DR快速泄至儲(chǔ)油箱。在高壓氮?dú)馀c快速降低的油壓的共同作用下，閥門(mén)將在5s內(nèi)快速關(guān)閉。

五、小結(jié)

在后續(xù)的福清2號(hào)及海南核電項(xiàng)目中，MSIV的型號(hào)及控制均與福清1號(hào)機(jī)組一致。因此，本文對(duì)MSIV的控制原理和工作方式所進(jìn)行詳細(xì)的分析，對(duì)于后續(xù)其他機(jī)組MSIV的調(diào)試和維護(hù)，具有一定的學(xué)習(xí)和參考意義。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 中國(guó)核電工程有限公司. 主蒸汽系統(tǒng)手冊(cè). FQX17VVP006B30745GN B CFC. 2011，2endprint