關(guān)于核電廠運行中的主蒸汽安全閥技術(shù)改進研究

【摘要】本文將詳細介紹主蒸汽安全閥在核電廠運行中出現(xiàn)泄漏的原因，并指出采用彈簧式安全閥、重新分布安全閥的數(shù)量及改進閥芯組件的設(shè)計三項安全閥技術(shù)的改進措施。在核電廠運行的過程中，主蒸汽安全閥極其重要，為了避免產(chǎn)生泄漏，技術(shù)人員應(yīng)改進安全閥技術(shù)，從而提升設(shè)備可靠性，保障電廠的穩(wěn)定運行。

【關(guān)鍵詞】核電廠;主蒸汽;安全閥技術(shù)

主蒸汽系統(tǒng)是保障核電廠運行的關(guān)鍵部位，主蒸汽安全閥在蒸汽管道中作用明顯，良好的安全閥可有效防止系統(tǒng)過熱或超壓的情況，但當前在運行時，會產(chǎn)生泄漏問題，管理人員應(yīng)找出原因，及時修改主蒸汽安全閥技術(shù)，保證核電廠的運行效率，保障人員安全。

1、主蒸汽安全閥在核電廠運行中泄漏的原因

主蒸汽安全系統(tǒng)通常有兩種安全閥，即助動式與機械式，一方面，由于核電廠的檢修人員大多經(jīng)驗豐富，且檢修工作通常是按流程進行，因而并不會因為操作不當而產(chǎn)生泄漏。針對助動式安全系統(tǒng)內(nèi)部的設(shè)備來說，若助動裝置失效，安全閥門會有較大的影響，與此同時，閥芯組件中的某個部件出現(xiàn)失效或缺陷時，也會影響閥門的安全?；诖耍a(chǎn)生泄漏的根本原因為整定壓力的不合理設(shè)置，對材料來說，大多由原廠直接提供，且檢驗手段完善，在安裝完成以后，現(xiàn)場還會進行復(fù)驗，因此，材料也不會是閥門泄漏的原因。

另一方面，機械式的安全閥與助動式有些相似，其結(jié)構(gòu)大致為保護罩、閥桿彈簧罩、閥體及閥座等，如圖1所示。其檢修人員大多技術(shù)較高，而該系統(tǒng)內(nèi)部的設(shè)備，即彈簧部件，在使用前都會對其抗壓能力進行確認，在滿足多種要求后，才會使用，因而其與安全閥泄漏無關(guān)。而主蒸汽系統(tǒng)內(nèi)部的介質(zhì)由于壓力大，且溫度高，可能給安全閥門帶來些許影響，但并不會泄漏。此外，基于安全閥的密封比壓較高，其整定壓力較為穩(wěn)定，也不會造成泄漏。通過檢修人員的計算與檢測，主蒸汽中的管道振動，會帶動安全閥門一起振動，進而使密封面不穩(wěn)定，出現(xiàn)長期損傷的情形，從而安全閥在系統(tǒng)高位波動時引發(fā)泄漏。

2、核電廠運行中的主蒸汽安全閥技術(shù)改進措施

2.1采用彈簧式安全閥

通過了解多個核電廠的運行情況，技術(shù)人員應(yīng)改進主蒸汽安全閥，其樣式可采用彈簧式，由于配套控制柜與助動裝置的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，且可靠性不強，任意器件的故障都會使裝置發(fā)生改變，進而開啟安全閥。該裝置極具工藝性，若蒸汽發(fā)生器出現(xiàn)失控排放，將會使反應(yīng)堆變得過冷或停堆。技術(shù)人員需使用加載彈簧式的安全閥，如圖2所示，并將配套控制柜與助動裝置取消，避免不必要的事故發(fā)生。

例如，海南核電有限公司為了降低泄漏問題，采用全新的安全閥技術(shù)進行改進，在查找泄漏原因的過程中，管理人員發(fā)現(xiàn)安全閥的性能不高，因而為保證安全，采用了彈簧式的安全閥，極大的提升其安全性能，保障了核電廠的有序運行。

2.2重新分布安全閥的數(shù)量

通常來講，助動安全系統(tǒng)中的整定壓力大概為8.3MPa，且是在還未使用的情況下，相較于熱停堆的壓力，其差距不大，并未達到10%冗余的設(shè)計要求，在閥門正常運行的過程中，極易出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，進而使維修的總量增加，使機組很難穩(wěn)定運行，其利用率會持續(xù)下降，因此，管理人員應(yīng)重新分布蒸汽管道線中安全閥的數(shù)量與整定值。在原來總數(shù)7臺不變的情況下，仍將整定值分成兩組，第一組的整定值設(shè)定為8.7MPa，數(shù)量由原來的4臺增加到5臺;而第二組的整定值則由8.3MPa升高到8.5MPa，但數(shù)量由之前的3臺降到2臺。在此次改動中，第二組的冗余度升高到12%，其整定值可軍力熱停堆壓力較遠，由于動作次數(shù)降低，閥門頻繁起跳的概率極大降低，密封面也會減少損傷。

2.3改進閥芯組件的設(shè)計

閥芯組件的改動主要在兩個方面，一方面，閥芯與閥桿在作用點及連結(jié)上發(fā)生改變，通常來講，電站中的閥芯上部中的組件都會與閥桿端部的螺紋產(chǎn)生連結(jié)，但二者大多為間接連結(jié)。核電廠紅的閥桿與閥芯一般為卡套式連結(jié)，在裝配時，閥芯可隨意地進行水平轉(zhuǎn)動，且傾斜，而閥桿的端部則呈現(xiàn)半球狀態(tài)，閥桿與閥芯內(nèi)部的接觸面則是內(nèi)球面，其噴嘴密封面要高于觸點。該設(shè)計有助于閥芯自動校正，噴嘴環(huán)與閥桿的軸線重合，使密封面多個方向的力保持平衡，降低因管道振動而給安全閥帶來的損傷[1]。

另一方面，是閥芯密封形式產(chǎn)生變化，過去傳統(tǒng)的密封方式為平面密封，若管道振動頻率較大，其密封面極易發(fā)生泄漏問題?；诖?，技術(shù)人員可將噴嘴接觸的部分與閥芯的密封面性質(zhì)設(shè)置成金屬彈性，其封面可隨著溫度與壓力的變化而改變，即線密封模式，該密封性能的質(zhì)量較高。應(yīng)用新結(jié)構(gòu)以后，其閥門密封的壓力值極高，極大降低因壓力而造成的閥門泄漏。

總結(jié)：

綜上所述，主蒸汽安全產(chǎn)生泄漏的原因通常是由于設(shè)置壓力較低或管道振動，基于此，技術(shù)人員需采取科學、合理的方案，完善主蒸汽安全閥，式其變得更加可靠，與此同時，管理人員要加強監(jiān)管，出現(xiàn)問題可及時修復(fù)，從而提高核電廠的穩(wěn)定。

參考文獻：

[1]張超，唐小江.核電廠運行中的主蒸汽安全閥技術(shù)改進[J].電工技術(shù)，2019（18）：44-45.

作者簡介：

蔣大東 （1984年4月出生） 男，漢族，吉林省前郭爾羅斯蒙古族自治縣，2008年畢業(yè)于西安交通大學熱能與動力工程專業(yè)，現(xiàn)供職于江蘇核電有限公司，工程師，大學本科，學士學位，研究方向：核電廠運行。