核電站主蒸汽隔離閥電磁閥自動測試裝置研發(fā)及應(yīng)用

李劍

【摘 要】核電站主蒸汽隔離閥上的電磁閥長期處于高壓環(huán)境，橡膠墊圈老化、電磁動作帶來墊圈和線圈磨損，造成電磁閥密封不嚴(yán)，導(dǎo)致泄漏。為了保證核電站整個系統(tǒng)的安全運行，需要定時對電磁閥進行密封性檢測。主蒸汽隔離閥電磁閥自動測試裝置，是一個智能化測試平臺，具有操作流程簡單、測試精度較高的特點。該平臺可以對主蒸汽隔離閥電磁閥進行全面檢查，可指導(dǎo)維修人員根據(jù)檢查結(jié)果制定針對性較高的維修方案，避免盲目檢修，提高設(shè)備可靠性。

【關(guān)鍵詞】電磁閥；測試裝置；應(yīng)用

0 引言

主蒸汽隔離閥是主蒸汽管線上極為重要的安全設(shè)備，功能設(shè)計為在所有預(yù)計的正?；蚴鹿使r下，在關(guān)閉信號產(chǎn)生后5秒內(nèi)關(guān)閉主蒸汽隔離閥。為了保證其安全隔離功能正常，主蒸汽隔離閥在SGTR（蒸汽發(fā)生器傳熱管破裂）事故中將作為第三道安全屏障的組成部分。主閥關(guān)閉功能和試驗功能由主電磁閥和試驗電磁閥來實現(xiàn)，國內(nèi)核電站多次發(fā)生因主電磁閥或試驗電磁閥泄露事件，導(dǎo)致油壓波動，油泵頻繁啟停，嚴(yán)重影響機組安全穩(wěn)定運行。結(jié)合核電站電站運行經(jīng)驗以及電磁閥常見失效原因，我們亟需研發(fā)主蒸汽隔離閥電磁閥自動試驗裝置對電磁閥進行耐壓試驗和電流特性試驗。

1 總體結(jié)構(gòu)

VVP電磁閥自動測試平臺包括平臺主體、數(shù)據(jù)采集軟件及維護電腦、空壓機3部分，見圖一。平臺采用現(xiàn)場相同或類似部件。采用NI硬件和軟件實現(xiàn)集中控制，實現(xiàn)高度智能化操作，自動采集數(shù)據(jù)并對其進行分析、處理、根據(jù)準(zhǔn)則自動判斷測試結(jié)果并生成報告。

2 硬件及框架

試驗臺架整體為框架式隔層結(jié)構(gòu)整體尺寸為123×85×108（cm），材料采用304不銹鋼，包括儀表區(qū)蓋板、中間隔板、底板、四周門、防護玻璃，操作面板區(qū)等，為方便使用和檢修，每層又劃分不同功能區(qū)域，如手動操作面板區(qū)、儀表閥門區(qū)、電磁閥安置測試區(qū)、電氣接口區(qū)等。該設(shè)備設(shè)計有主電磁閥和試驗電磁閥試驗底座， 設(shè)備油路和氣路管線，壓縮空氣經(jīng)過過濾減壓后，再經(jīng)過平臺中的氣源球閥、空氣電磁閥、過濾減壓閥后為空氣動力油泵提供供氣，壓縮空氣泵采用與現(xiàn)場相同型號，高度模擬現(xiàn)場環(huán)境。油泵輸出油壓與供氣壓力成正比，現(xiàn)場通過調(diào)整減壓閥的輸出氣壓來控制油泵輸出油壓，穩(wěn)定后輸出油壓約為105倍的氣壓。當(dāng)給電磁閥施加油壓達到要求時，進行電磁閥電流特性試驗、勵磁密封性試驗和失磁密封性試驗。

3 軟件及數(shù)據(jù)管理

數(shù)據(jù)采集采用NI數(shù)據(jù)模塊、NI主控模塊、電流傳感器實現(xiàn)對壓力、電流信號等實現(xiàn)高精度、高速率數(shù)據(jù)采集和集中控制，組態(tài)處理采用NI公司LabVIEW專業(yè)版軟件，軟件整體結(jié)構(gòu)見圖2，操作界面簡單、直觀，實現(xiàn)了高度智能化操作，對四個試驗均可實現(xiàn)一鍵測試，測試嚴(yán)格按照試驗程序要求進行設(shè)定，比如泄漏率試驗不合格，則不能進行下一操作。避免試驗過程中越點測試，保證測試結(jié)果真實性和準(zhǔn)確性。平臺根據(jù)試驗要求控制電磁閥的帶電、失電，測試出電磁閥動作電流趨勢及特征值、母管壓降和電磁閥泄露壓力上升變化值，根據(jù)特征值標(biāo)準(zhǔn)范圍，從而綜合判斷電磁閥的泄漏情況，進行相應(yīng)報警顯示，見圖3，形成word版測試報告，可有效避免數(shù)據(jù)記錄、計算過程中引入人因失誤。此外，管理員還可對電磁閥及平臺測試設(shè)備參數(shù)等信息進行管理，可根據(jù)需要進行創(chuàng)建、編輯、復(fù)制、修改、刪除，方便后續(xù)平臺升版。

4 現(xiàn)場應(yīng)用效果

該平臺解決了主蒸汽隔離閥的電磁閥性能測試，優(yōu)化了設(shè)備的維修策略，并提高設(shè)備的可靠性。在CPR1000型核電機組均使用同型號主蒸汽隔離閥電磁閥，可以在紅沿河核電、陽江核電、防城港核電、福清核電進行推廣。目前該裝置已經(jīng)推廣紅沿河核電、陽江核電，并成功應(yīng)用于其大修主蒸汽隔離閥電磁閥檢修項目。經(jīng)過應(yīng)用，已發(fā)現(xiàn)多臺電磁閥電流特性曲線異常，泄漏率不合格、耐壓試驗不合格等缺陷，通過對電磁閥密封面研磨、更換提升頭、對壓縮彈簧進行調(diào)整后恢復(fù)正常。該平臺可實現(xiàn)一鍵檢測、實現(xiàn)手/自動校驗，測試精度高、操作簡便。能提高現(xiàn)場工作效率、能準(zhǔn)確定位電磁閥故障點，精確指導(dǎo)后續(xù)維修方向，避免盲目維修。同時能自動生成報告，有效避免數(shù)據(jù)記錄錯誤等人因問題。該平臺已經(jīng)獲得實用新型專利（專利號：ZL 2016 2 0086936.5）。

【參考文獻】

[1]付敬奇.電磁閥的工作原理.機械工業(yè)出版社

[2]工業(yè)過程控制系統(tǒng)用電磁閥，國標(biāo).

[責(zé)任編輯：張濤]endprint