降功率過程中主給水調(diào)節(jié)閥卡澀處理

申國偉　魏中華

【摘 要】本文首先闡述了壓水堆核電站主給水的功能及蒸汽發(fā)生器（SG）水位控制的基本原理，分析了主給水調(diào)節(jié)閥可能卡澀的原因，最后針對降功率過程中的調(diào)節(jié)閥卡澀提出相應(yīng)的處理方法，并對處理的方法進(jìn)行總結(jié)。

【關(guān)鍵詞】主給水；調(diào)節(jié)閥；卡澀

0 緒論

壓水堆主給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)（ARE）是SG給水系統(tǒng)。主給水調(diào)節(jié)閥能否正常運(yùn)行與SG水位是否能按照程序水位調(diào)節(jié)直接相關(guān)。保持SG水位在程序整定值，既能滿足核安全的要求，也能滿足汽機(jī)安全的要求。機(jī)組功率運(yùn)行時，主給水調(diào)節(jié)閥長時間運(yùn)行在50%開度附近，旁路調(diào)節(jié)閥運(yùn)行在100%開度，較容易發(fā)生卡澀現(xiàn)象。國內(nèi)某電廠4號機(jī)組大修降功率過程中，發(fā)生了大調(diào)節(jié)閥卡在13%開度故障。如調(diào)節(jié)閥卡閥故障出現(xiàn)而運(yùn)行控制不當(dāng)，很容易由于SG水位波動造成反應(yīng)堆意外停堆。為了應(yīng)對此類故障，本文提出了處理方法。

1 SG水位控制原理

主給水泵的打出來的水經(jīng)過高壓加熱器后進(jìn)入一條給水母管，再由此分為兩條給水管路，通往兩臺蒸發(fā)器。每個給水調(diào)節(jié)站包括一個主給水調(diào)節(jié)閥和一個旁路調(diào)節(jié)閥，在主調(diào)節(jié)閥前后設(shè)電動隔離閥，每臺蒸汽發(fā)生器裝有一個水位控制器，用于使蒸汽發(fā)生器保持一個隨負(fù)荷變化的預(yù)定水位。并聯(lián)安裝的主、旁路調(diào)節(jié)閥進(jìn)行給水流量調(diào)節(jié)，以調(diào)節(jié)蒸發(fā)器的水位。主給水調(diào)節(jié)閥可保證1854t/h的流量（名義流量的95%），旁路調(diào)節(jié)閥可保證的流量為293t/h（名義流量的15%）。當(dāng)負(fù)荷小于18.5%Pn時，旁路調(diào)節(jié)閥獨(dú)自控制；當(dāng)負(fù)荷在18.5%Pn到100%Pn之間時，主給水調(diào)節(jié)閥和旁路調(diào)節(jié)閥都參與SG水位控制，此時，旁路調(diào)節(jié)閥保持全開狀態(tài)。主給水調(diào)節(jié)閥和旁路調(diào)節(jié)閥可用電動閥從上游和下游進(jìn)行隔離。

圖1給出了蒸汽發(fā)生器水位定值與負(fù)荷的關(guān)系。在（蒸汽）負(fù)荷小于20%Pn時，程序水位線性的從34%（零負(fù)荷時）變化到51.6%（在20%Pn時）。在負(fù)荷大于20%Pn時，程序水位是恒定的，并設(shè)定為窄量程水位的51.6%。

2 調(diào)節(jié)閥卡澀處理

2.1 調(diào)節(jié)閥卡澀故障的發(fā)現(xiàn)

機(jī)組降功率過程中，主控人員對卡閥故障的發(fā)現(xiàn)主要依據(jù)以下幾個參數(shù)，需重點關(guān)注。這幾個參數(shù)包括：通向SG的給水流量、主給水調(diào)節(jié)閥開度（當(dāng)主給水調(diào)節(jié)閥全關(guān)后是旁路調(diào)節(jié)閥的開度）、SG的水位。幾個參數(shù)中，SG的給水流量在調(diào)節(jié)閥開度改變后能第一時間變化（調(diào)節(jié)閥開度變化過小不易發(fā)現(xiàn)），且數(shù)值變化較大，故在發(fā)現(xiàn)卡閥故障時可作為重點參數(shù)監(jiān)視。

由SG程序水位與功率的關(guān)系可知，在功率大于20%Pn時，SG的水位整定值是定值，保持在0m。降功率過程中，若兩個SG的主給水流量偏差開始變大（一臺流量基本不變，另一臺流量下降），而其他的儀表參數(shù)都是正常的，則基本可認(rèn)為流量基本不變的SG調(diào)閥發(fā)生卡澀。

若此現(xiàn)象發(fā)生，立即聯(lián)系現(xiàn)場操作人員核對就地兩臺SG的主調(diào)節(jié)閥開度。若現(xiàn)場閥門開度相差較大，操縱員可進(jìn)一步根據(jù)主控調(diào)節(jié)閥開度指示（主控RC指示）、兩個SG的流量差值、SG水位變化等，確認(rèn)卡閥故障。

2.2 主調(diào)閥卡澀處理

1）若發(fā)現(xiàn)卡閥，告知值長及其他操縱員，停止降功率，并立即核對就地調(diào)節(jié)閥開度和主控RC指示，進(jìn)一步確認(rèn)卡閥故障。

2）將對應(yīng)的SG水位的主調(diào)閥、旁路調(diào)節(jié)閥同時放手動，通過RC嘗試手動關(guān)小卡澀的主調(diào)閥，若主調(diào)閥可以通過RC動作，則在關(guān)小主調(diào)閥的過程中同時注意另一臺正常的SG主調(diào)閥開度，盡量使其開度保持一致，以實際的SG給水流量基本一致為標(biāo)準(zhǔn)。同時和現(xiàn)場操作員保持聯(lián)系，核對卡澀的主調(diào)閥開度是否有變化。若就地開度和主控RC開度變化一致，則可認(rèn)為主調(diào)閥卡澀故障消除，降主調(diào)閥及旁路調(diào)節(jié)閥恢復(fù)自動，繼續(xù)正常降功率。

3）如果手動操作RC后主調(diào)閥開度沒有變化，且給水流量也不變，則對應(yīng)的SG水位開始有上漲趨勢，則立即通過主控RC手動關(guān)小ARE旁路調(diào)節(jié)閥開度，降低給水流量；若故障SG的ARE旁路調(diào)節(jié)閥全關(guān)后，其給水流量依然大于蒸汽流量，表明故障SG水位基本失去控制，需適當(dāng)升高汽機(jī)功率，以使給水流量與蒸汽流量匹配，使故障SG的水位穩(wěn)定。

4）待維修機(jī)械、電氣、儀控到場檢查后，召開工前會，討論處理的方案。重點討論的問題涉及以下幾項：

（1）主調(diào)閥卡澀后，消除卡澀的具體方法是什么？

（2）消除卡澀需要用到什么工具？是否具備？

（3）消除卡澀需要各專業(yè)如何配合工作？

（4）主給水調(diào)節(jié)閥的上下游電動隔離閥能否實現(xiàn)開度可控操作？

（5）若手動操作上下游電動隔離閥，是否有相關(guān)經(jīng)驗值得借鑒？需要哪些準(zhǔn)備工作？

（6）處理閥門卡澀可能造成的風(fēng)險是什么？如卡澀閥門突然開大或全關(guān)引起的水位波動，從而可能有P7+SG水位高高停堆或SG水位低低停堆等。

5）做好相關(guān)安措后，維修人員通過手動微動或敲擊卡澀閥門消除故障，如故障能夠消除，則將主旁路調(diào)節(jié)閥置自動后正常降功率。

6）如主調(diào)閥卡澀故障不能消除，則手動緩慢關(guān)小上/下游電動閥實現(xiàn)可控開度操作來調(diào)節(jié)水位，當(dāng)兩臺SG的給水流量基本一致后，可繼續(xù)降功率，同時繼續(xù)參照正常SG的主調(diào)閥開度變化來調(diào)節(jié)電動閥的開度，直到主調(diào)節(jié)閥全關(guān)退出運(yùn)行，需要注意的是操作就地電動閥時與必須與主控保持密切聯(lián)系。

7）若第6步操作過程中水位波動較大，則根據(jù)卡閥開度及各專業(yè)意見，討論是否可以通過直接關(guān)閉其上下游電動隔離閥的手段來將卡澀主調(diào)閥退出運(yùn)行。若采取該方法，則要盡可能使功率低些，以降低關(guān)閉電動隔離閥帶來的SG水位波動。注意：關(guān)閉大閥電動隔離閥前，降低功率，盡可能使核功率接近18%Pn，否則，隔離主調(diào)閥后即使旁路調(diào)節(jié)閥全開也不能提供足夠流量，從而使SG的水位失去控制。當(dāng)主給水調(diào)節(jié)閥接近全關(guān)時，旁路調(diào)節(jié)閥即可為對應(yīng)SG供水，此時，可以直接關(guān)閉故障主調(diào)閥的上下游電動隔離閥，將卡澀閥門退出運(yùn)行。

2.3 旁路調(diào)節(jié)閥卡澀處理

當(dāng)旁路調(diào)節(jié)閥單獨(dú)執(zhí)行SG水位控制功能時，核功率已經(jīng)低于18%。應(yīng)對卡閥的處理思路和主給水調(diào)節(jié)閥卡澀時的處理思路基本一致，主要有：1）通過流量比對發(fā)現(xiàn)故障，嘗試調(diào)小ARE旁路調(diào)節(jié)閥的開度來穩(wěn)定水位，如果無效，立即適當(dāng)升高汽機(jī)功率使給水流量與蒸汽流量匹配，穩(wěn)定故障SG水位。

2）聯(lián)系維修機(jī)械、電氣、儀控檢查，如果確認(rèn)旁路調(diào)節(jié)閥卡澀缺陷無法消除，則通過手動調(diào)節(jié)關(guān)小電動閥方式來控制水位。

3）如果在手動關(guān)小電動閥的過程中水位波動較大，則應(yīng)以30MW/MIN降功率，盡快降到P10以下。在此期間，故障閥對應(yīng)的SG水位會上升，當(dāng)水位上升到0.5米時需手動節(jié)流電動隔離閥，必要情況下可以直接關(guān)閉其上下游電動隔離閥。

4）若旁路調(diào)節(jié)閥發(fā)生卡閥時開度已經(jīng)很小，且在當(dāng)前穩(wěn)定狀態(tài)無法處理，則可關(guān)閉小調(diào)閥上下游隔離閥，將給水切到SG輔助給水系統(tǒng)（ASG）供給，停機(jī)處理。

3 結(jié)論

鑒于閥門卡澀現(xiàn)象出現(xiàn)的滯后性，對SG調(diào)節(jié)閥開度及SG給水流量的監(jiān)視變的尤其關(guān)鍵。在卡閥故障出現(xiàn)后，需盡可能采取升功率或調(diào)節(jié)旁路調(diào)節(jié)閥的方法維持SG水位穩(wěn)定，然后立即由其他操縱員通知維修、電氣、儀控人員進(jìn)廠討論處理方案，并在盡可能低功率的工況下下處理。在處理故障的過程中，不可使SG水位或功率出現(xiàn)大幅度波動，以免造成意外的停機(jī)停堆事件。

【參考文獻(xiàn)】

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[責(zé)任編輯：王楠]