雙金屬硬密封調(diào)節(jié)閥改型

蔡國輝 劉璐 程俊寶

福建福清核電有限公司 福建福清 350318

M310核電機(jī)組的SVA（輔助蒸汽分配）系統(tǒng)功能為向各用戶分配輔助蒸汽，以及排出凝結(jié)水。在核電機(jī)組停運(yùn)和啟動期間由廠區(qū)輔助蒸汽母管提供輔助蒸汽，在核電站運(yùn)行時由蒸汽轉(zhuǎn)換器生產(chǎn)輔助蒸汽。產(chǎn)生的1.2MPa.a的蒸汽通過由兩臺減壓閥串聯(lián)而成的減壓站轉(zhuǎn)換成0.45MPa.a的蒸汽供下游用戶使用，如ASG除氧器、TEP系統(tǒng)的除氣塔和加熱器，TEU系統(tǒng)的加熱器以及TES的用汽，對三廢系統(tǒng)正常運(yùn)行有重要作用。

1 福清核電SVA減壓站減壓閥缺陷

查詢福清核電歷史檢修工作，發(fā)現(xiàn)SVA減壓站減壓閥均在閥體解體維修后出現(xiàn)內(nèi)漏，包括預(yù)防性解體工單和缺陷解體工單，如更換填料等。出現(xiàn)內(nèi)漏缺陷后，下游管網(wǎng)壓力持續(xù)上漲，超過下游安全閥定值后，安全閥起跳，泄壓。因持續(xù)內(nèi)漏，安全閥頻繁起跳。一方面嚴(yán)重影響安全閥使用壽命。另一方面，因下游用戶設(shè)計的額定蒸汽壓力為0.45MPa.a，內(nèi)漏導(dǎo)致SVA無法提供滿足需求壓力的蒸汽，影響下游用戶的正常運(yùn)行。還會產(chǎn)生相關(guān)報警，影響運(yùn)行人員正常工作判斷。對核電機(jī)組運(yùn)行產(chǎn)生安全隱患[1]。

1.1 內(nèi)漏臨時處理方式

因系統(tǒng)設(shè)計要求，運(yùn)行期間不可將減壓站減壓閥長時間隔離。面對內(nèi)漏缺陷，現(xiàn)場檢修人員對閥門檢修檢查維修，包括對閥芯閥座重新機(jī)加車削密封面、更換新閥芯閥座備件、閥芯閥座對研。但在回裝后仍存在內(nèi)漏，無法有效消除缺陷。最終根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計，福清核電1號機(jī)組采用小開度開啟減壓站下游疏水閥至凝汽器，通過人為制造一個小蒸汽用戶，保持蒸汽管網(wǎng)壓力在0.45MPa.a左右，滿足系統(tǒng)運(yùn)行要求。但該方法會導(dǎo)致蒸汽浪費(fèi)，也未在根本上解決減壓閥內(nèi)漏缺陷。福清核電3號機(jī)組因系統(tǒng)設(shè)計與1號機(jī)組存在差異，不存在連接凝氣器的管路，前期采用由運(yùn)行人員定期開啟和關(guān)閉減壓閥上游隔離閥，通過人為控制蒸汽壓力，但此舉嚴(yán)重增加了運(yùn)行人員負(fù)擔(dān)，后通過參考1號機(jī)組方式，小開度開啟減壓閥下游排污管線進(jìn)行排汽，通過觀察，可以滿足系統(tǒng)運(yùn)行需求。但因排污管線與安全閥排水管線相連，導(dǎo)致蒸汽從安全閥排氣口排出，在雨天時，會導(dǎo)致安全閥出口管道積水，使安全閥浸泡在雨水中，會影響安全閥使用壽命和使用可靠性。

1.2 閥門結(jié)構(gòu)分析

SVA減壓站減壓閥為雙金屬硬密封調(diào)節(jié)閥，密封方式為閥芯與閥座均是金屬硬密封，且為雙密封方式，即閥芯上有上下兩道本體機(jī)加的密封面，閥座上也有上下兩道本體機(jī)加的密封面，僅有兩個密封面同時密封時才能保證閥門有效密封。因兩個密封面均是直接機(jī)加在閥門和閥座上，是固定的，不同于一般截止閥閥芯和閥桿配合方式，可以有一定的活動量。因此當(dāng)該類型調(diào)節(jié)閥安裝精度偏差一些，就會導(dǎo)致閥芯與閥座無法兩道密封均有效貼合，從而產(chǎn)生內(nèi)漏。同時因系統(tǒng)運(yùn)行匯中，閥芯與閥座雙密封面在長期的開啟和關(guān)閉中，已磨合出最佳配合角度，解體維修后無法完全有效按照原角度與方向，絲毫不差的回裝。因此回裝后出現(xiàn)內(nèi)漏幾乎是等于必然。經(jīng)與閥門設(shè)備廠家咨詢了解，其在廠內(nèi)裝配是會在檢測臺上檢測，即裝配好后進(jìn)行打壓，對出口進(jìn)行檢測，不合格則重新調(diào)整機(jī)加，并再次檢測，直至合格才出廠發(fā)貨。而現(xiàn)場是已完成安裝的閥門，進(jìn)出口已焊接至系統(tǒng)管道，無法進(jìn)行解體后內(nèi)漏檢測，僅能在系統(tǒng)投用后才能驗證。因此，該結(jié)構(gòu)閥門在現(xiàn)場使用可靠性極低[2]。

1.3 改型方案

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況分析，結(jié)合其他調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)形式，分析了最優(yōu)成本和工作量最優(yōu)化，制定了在保持閥體、閥蓋和氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)組件以及相關(guān)儀表控制設(shè)備不便的情況下，改造閥芯組件和閥座。

原閥內(nèi)件結(jié)構(gòu)為套筒雙金屬硬密封結(jié)構(gòu)，組成部分為套筒、閥芯、閥桿組成。改造后為籠式單座密封結(jié)構(gòu)，組成部分包括閥座、下套筒、上套筒、閥芯、閥桿、徑向密封圈。詳見下圖：

圖1 改型前閥芯閥座組件

圖2 改型后閥芯閥座組件

1.4 處理結(jié)果

根據(jù)改型方案采購相關(guān)部件，在合適檢修窗口對閥內(nèi)件進(jìn)行更換。系統(tǒng)投用后觀察壓力變化，減壓站下游壓力能穩(wěn)定在0.45MPa.a左右，不會超過安全閥起跳定值，閥門調(diào)節(jié)能力滿足系統(tǒng)使用要求。福清核電3號機(jī)組SVA減壓站減壓閥于2018年11月完成閥內(nèi)件改造更換，系統(tǒng)投自動運(yùn)行，持續(xù)運(yùn)行一年多，未再出現(xiàn)下游超壓情況，證明改型有效[3]。

2 結(jié)語

通過3號機(jī)機(jī)組的改造，證明改型方案的有效性，通過該改型方案，除了無需更換閥體、閥蓋和氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)外，也無需更改閥桿填料尺寸信息以及中法蘭墊片和閥座墊片尺寸規(guī)格，一方面有效徹底解決了閥門內(nèi)漏缺陷，使系統(tǒng)能夠按照原設(shè)計要求正常運(yùn)行，另一方面，最大程度降低了設(shè)備信息的修改，優(yōu)化了管理成本。此次改型的成功，對后續(xù)其他同類閥門的改型提供了良好的借鑒意義。