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(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，需要定時(shí)對電磁閥進(jìn)行密封性檢測。主蒸汽隔離閥電磁閥自動測試裝置，是一個(gè)智能化測試平臺，具有操作流程簡單、測試精度較高的特點(diǎn)。該平臺可以對主蒸汽隔離閥電磁閥進(jìn)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(jì)為在所有預(yù)計(jì)的正常或事故工況下，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(yàn)功能由主電磁閥和試驗(yàn)電磁閥來實(shí)現(xiàn)，國內(nèi)核電站多次發(fā)生因主電磁閥或試驗(yàn)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(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。結(jié)合核電站電站運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)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(yàn)裝置對電磁閥進(jìn)行耐壓試驗(yàn)和電流特性試驗(yàn)。

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(hù)電腦、空壓機(jī)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(shí)現(xiàn)集中控制，實(shí)現(xiàn)高度智能化操作，自動采集數(shù)據(jù)并對其進(jìn)行分析、處理、根據(jù)準(zhǔn)則自動判斷測試結(jié)果并生成報(bào)告。

2 硬件及框架

試驗(yàn)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(hù)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(jì)有主電磁閥和試驗(yàn)電磁閥試驗(yàn)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(dá)到要求時(shí)，進(jìn)行電磁閥電流特性試驗(yàn)、勵磁密封性試驗(yàn)和失磁密封性試驗(yàn)。

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(shí)現(xiàn)對壓力、電流信號等實(shí)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(shí)現(xiàn)了高度智能化操作，對四個(gè)試驗(yàn)均可實(shí)現(xiàn)一鍵測試，測試嚴(yán)格按照試驗(yàn)程序要求進(jìn)行設(shè)定，比如泄漏率試驗(yàn)不合格，則不能進(jìn)行下一操作。避免試驗(yàn)過程中越點(diǎn)測試，保證測試結(jié)果真實(shí)性和準(zhǔn)確性。平臺根據(jù)試驗(yàn)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(jìn)行相應(yīng)報(bào)警顯示，見圖3，形成word版測試報(bào)告，可有效避免數(shù)據(jù)記錄、計(jì)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(jìn)行管理，可根據(jù)需要進(jìn)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(jī)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(jìn)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(xiàng)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(yàn)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(jìn)行調(diào)整后恢復(fù)正常。該平臺可實(shí)現(xiàn)一鍵檢測、實(shí)現(xiàn)手/自動校驗(yàn)，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(diǎn)，精確指導(dǎo)后續(xù)維修方向，避免盲目維修。同時(shí)能自動生成報(bào)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(shí)用新型專利（專利號：ZL 2016 2 0086936.5）。

【參考文獻(xiàn)】

[1]付敬奇.電磁閥的工作原理.機(jī)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