壓水堆（M310）凝結(jié)水主調(diào)閥閥位不穩(wěn)的研究

袁鑫 蔡國(guó)輝 葉清 蒙堆強(qiáng) 劉吉雙

福建福清核電有限公司 福建福清 350300

壓水堆核電廠M310堆型的凝結(jié)水抽取系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)CEX）是汽機(jī)熱力主循環(huán)中的一個(gè)重要組成部分，主要功能是接受汽輪機(jī)排汽并將其冷卻成凝結(jié)水，主要設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是為汽輪發(fā)電機(jī)提供一個(gè)經(jīng)濟(jì)的背壓，在所有的運(yùn)行方式下，向除氧器輸送所要求的凝結(jié)水量，是電廠非常重要的系統(tǒng)。

該系統(tǒng)中的凝結(jié)水主調(diào)閥管道氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥（代碼：CEX025VL）是除氧器進(jìn)水調(diào)節(jié)閥，控制除氧器液位，確保蒸汽發(fā)生器二回路水位合格，屬于SPV級(jí)設(shè)備，對(duì)電廠來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。

大修對(duì)該閥在線診斷時(shí)發(fā)現(xiàn)閥門(mén)保持在任意開(kāi)度（全關(guān)位置除外），閥位均無(wú)法穩(wěn)定，閥門(mén)全開(kāi)時(shí)上氣缸壓力無(wú)法排空、下氣缸壓力無(wú)法飽和，且上、下氣缸平衡壓力較低（約1.2bar）。為解決閥位不穩(wěn)問(wèn)題，現(xiàn)進(jìn)行根本原因分析及處理驗(yàn)證過(guò)程，找到其原因，徹底解決問(wèn)題，保證閥門(mén)安全穩(wěn)定運(yùn)行[1]。

1 閥位不穩(wěn)根本原因分析及處理驗(yàn)證過(guò)程

CEX025VL為WEIR公司生產(chǎn)的閥門(mén)，閥體型號(hào)為BV500型，配WEIRA36BHJFW型雙作用活塞式氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，ABBTZID-C型智能定位器。閥門(mén)在控制信號(hào)為20mA時(shí)上腔飽和、下腔排空而關(guān)閉；控制信號(hào)為4mA時(shí)下腔飽和、上腔排空而全開(kāi)；閥門(mén)定位器失電及失去氣源時(shí)，閥位保持不變。根據(jù)閥門(mén)型號(hào)、工作原理、結(jié)構(gòu)圖等分析可能是以下三點(diǎn)原因造成。

1.1 定位器故障

如果定位器故障，反饋給閥門(mén)的信號(hào)不穩(wěn)，或者多頻反饋將導(dǎo)致閥位得到的信息不準(zhǔn)確，頻繁調(diào)整，閥位不能穩(wěn)住。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查定位器，用相關(guān)儀器矯正后，得知定位器正常，不是由于定位器故障導(dǎo)致的閥位不穩(wěn)現(xiàn)象。

1.2 上氣缸漏氣

上氣缸漏氣的話，會(huì)導(dǎo)致上氣缸無(wú)法充滿壓空，閥門(mén)將不能關(guān)閉到位，另外給定信號(hào)讓閥位穩(wěn)定在某處，因上氣缸漏氣，上氣缸會(huì)通過(guò)定位器頻繁補(bǔ)氣，導(dǎo)致閥位頻繁波動(dòng)，不能很好地穩(wěn)定在某一給定位置[2]。

經(jīng)使用檢漏液全方位對(duì)上氣缸檢查，重點(diǎn)對(duì)各密封圈接口處仔細(xì)檢查，未發(fā)現(xiàn)檢漏液有鼓泡現(xiàn)象，故驗(yàn)證上氣缸無(wú)漏氣。

1.3 下氣缸漏氣

下氣缸如果漏氣，將造成下氣缸壓力無(wú)法飽和，給定信號(hào)讓閥位穩(wěn)定在某一處時(shí)，由于下氣缸漏汽會(huì)導(dǎo)致氣缸內(nèi)壓力無(wú)法與原設(shè)定壓力吻合，將不足以支撐氣缸中間活塞，造成閥位螺塞向下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)閥桿、閥芯向下運(yùn)動(dòng)。這時(shí)閥位反饋至定位器，將自動(dòng)往下氣缸補(bǔ)氣，這種不停漏氣、不停補(bǔ)氣的過(guò)程將體現(xiàn)為閥位不穩(wěn)現(xiàn)象。

經(jīng)使用檢漏液對(duì)閥門(mén)儀控附件、儀表管線、下氣缸本體、下氣缸密封圈接口處仔細(xì)檢查，通過(guò)檢查結(jié)果分析，最終鎖定故障原因?yàn)橄職飧茁猓獠课蝗鐖D1所示。

對(duì)閥門(mén)氣動(dòng)頭進(jìn)行解體檢查，發(fā)現(xiàn)下氣缸與氣動(dòng)桿間銅套、O型密封圈完好無(wú)異常，立柱法蘭與下氣缸托板通過(guò)螺栓連接（如圖1所示），而下氣缸底板法蘭與立柱法蘭面之間螺栓孔的密封通過(guò)螺栓上的銅墊片實(shí)現(xiàn)密封，拆出來(lái)時(shí)發(fā)現(xiàn)該銅墊已壓縮至極限，無(wú)回彈量，且部分銅墊壓偏，造成該連接部位密封失效從而發(fā)生漏氣現(xiàn)象[3]。

對(duì)下氣缸底板法蘭與立柱法蘭連接螺栓上的銅墊片進(jìn)行更換，螺栓按照要求值80N.m力矩緊固到位,重新組裝好氣動(dòng)頭，對(duì)上、下氣缸單獨(dú)進(jìn)行保壓試驗(yàn)，保壓試驗(yàn)結(jié)果顯示上、下氣缸保壓10min后壓降為0.02bar，滿足GB/T4213-2008《氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥》中氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)保壓試驗(yàn)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)要求保壓5min，壓降允許0.025bar。

圖1 氣缸圖紙、氣缸實(shí)物、下氣缸底板與立柱法蘭連接螺栓（帶銅墊）

保壓試驗(yàn)合格后，將氣動(dòng)頭回裝至系統(tǒng)管道閥體上，對(duì)閥門(mén)進(jìn)行在線診斷測(cè)試，測(cè)試情況見(jiàn)表1。

表1 CEX025VL測(cè)試情況統(tǒng)計(jì)表

由測(cè)試結(jié)果可以看出，閥門(mén)開(kāi)、關(guān)過(guò)程中動(dòng)作平穩(wěn)，無(wú)異常、卡滯現(xiàn)象，各行程閥位穩(wěn)定，測(cè)試行程距離合格。閥門(mén)關(guān)閉時(shí)閥瓣落座，執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供的密封力滿足要求，閥位不穩(wěn)現(xiàn)象消除。

2 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)分析及解體檢查驗(yàn)證處理，最終確定閥位不穩(wěn)根本原因?yàn)橄職飧椎装宸ㄌm與立柱法蘭面之間螺栓孔的銅質(zhì)密封墊損壞導(dǎo)致下氣缸漏氣，造成閥位波動(dòng)不穩(wěn)，更換銅質(zhì)密封墊回裝后，閥位波動(dòng)不穩(wěn)現(xiàn)象消除。

建議日后處理氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥閥位不穩(wěn)缺陷時(shí)，優(yōu)先檢查氣缸是否漏氣，這樣可有助于快速、準(zhǔn)確定位缺陷，縮短排查、分析、處理時(shí)間，提高解決問(wèn)題效率，及時(shí)保障設(shè)備可靠性，保證機(jī)組安全、穩(wěn)定運(yùn)行。