主蒸汽隔离阀自主调试研究

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1、主蒸汽隔离阀自主调试研究　　摘要：主要介绍了CPR1000核电站主蒸汽隔离阀的工作原理及结构、阀门的调试方法及调试过程中遇到的问题与处理方法，并提出了相关意见和建议，希望对后续项目中进行该阀调试时有所帮助。　　关键词：核电站；主蒸汽隔离阀；调试　　主蒸汽隔离阀由于其功能特殊且重要，同时由于阀门体积庞大、控制回路和控制逻辑复杂，调试过程复杂且难度大，通过对某核电站3/4号机组主蒸汽隔离阀的调试发现了很多典型问题，经过专项研究和实践得到了及时有效的处理。[1]　　一、主蒸汽隔离阀介绍　　某核电站3/4号机主蒸汽隔离阀使用的是EDWARD美国FLOWSERVE产品，为“等

2、楔”型双板闸阀。执行机构由一个与氮气贮罐相连接的液压缸组成（当环境温度为40℃主蒸汽隔离阀打开时，压力为18.3MPa.a），贮罐内的氮气如同不会失效的关闭弹簧，使阀门关闭不需任何其他动力。反之，为开启阀门时要用一套带油压气动泵的液压系统（主蒸汽隔离阀开启时，液压油的名义压力为21.4MPa.a）提供足够的能量来克服氮气压力，以便开启隔离阀。　　1.主蒸汽隔离阀作用[2]4　　（1）实施主蒸汽隔离。发生蒸汽管线破裂事故时，主蒸汽隔离保护动作快速关闭，将有效地限制不可控的蒸汽流失，减少向一回路引入过多的正反应性，同时避免另外两台正常蒸发器的意外排空；如果破口发生在主蒸

3、汽隔离阀的下游，将直接切除事故源头；如果破口在安全壳内，也减少了向安全壳内排放的蒸汽总量，避免安全壳完整性受到破坏。　　（2）作为第三道屏障――安全壳的一部分。主蒸汽管道穿越安全壳，主蒸汽隔离阀及其上游管线是安全壳的自然延伸。而蒸汽发生器的管板和传热管是一回路压力边界，是防止放射性释放第二道屏障。如果发生蒸发器破管，一回路放射性将直接排放到二回路，此时主蒸汽隔离阀关闭配合其他隔离措施，将起到防止放射性释放第三道屏障的作用。　　2.主蒸汽隔离阀组成　　主蒸汽隔离阀由主蒸汽隔离阀本体、开阀压力油回路、关阀排油回路和气动油泵回路组成。　　（1）主蒸汽隔离阀参数。设计寿命：

4、40年；阀门高度：3302mm；阀门长度：1626mm；阀门总重：7300kg；阀门行程：521mm；执行机构行程：550mm开启时间[5]：6min；快速关闭[5]：≤5s；慢速关闭[5]：3min；正常状态可以是全关或全开，但不建议处于中间位置、失电、失气或事故状态关闭。　　（2）主蒸汽隔离阀本体组成。贮气器：充198barN2，贮罐中装的氮气可被看作是不会失效的关闭弹簧，当压力小于111bar.g时气压低报警；油缸：充油时开阀，排油时关阀；阀体：闸阀――对称锲行双闸板；活塞：连同阀杆带动阀门开关。　　（3）开阀压力油回路组成。油泵出口油管路；阀门油缸；油压安全

5、阀：定值325bar。4　　（4）油压贮压器：作为压力油油温变化引起油压变化时缓冲箱。　　（5）关阀排油回路组成。主蒸汽隔离阀有两条回油管线，每条管线有一个控制分配器（251/271DR）用于关闭MSIV，由先导电磁阀（251/271EL）控制。一个试验分配器（VVP261/281DR）用于控制阀门快关和慢关，由其先导电磁阀（261//281EL）控制，流量控制阀（291/301VH）在任何上游压力状态下保持关闭速度基本不变；先导电磁阀（251/261/271/281EL）由电磁线圈和弹簧控制其位置；控制和试验分配器（251/261/271/281DR）由先导油压和

6、弹簧控制其位置。　　3.主蒸汽隔离阀动作原理（图1）　　（1）MSIV执行机构是一只与氮气贮罐相连的液压缸：贮罐内氮气压力为198bara，其作用是使阀门关闭；为了开启阀门，设置了一套气动油压泵操作系统，它将液压缸内的油压增加以克服氮气压力，开启阀门；当需要开启阀门时气动泵启动，开始向油缸活塞的下部注油，克服氮气压力把活塞向上推以开启阀门；当油侧的压力等于气侧压力的60倍时，油侧活塞与气侧活塞达到平衡，气动泵停止工作，阀门全开。　　（2）该阀还在ECP（紧急操作）盘设置有快速关阀按钮，遇有紧急情况需要关阀时只需按下ECP盘上的主蒸汽隔离信号按钮，阀门就会在5秒内关闭

7、，实现隔离一、二回路的功能。　　（3）在关闭MSIV时，只需切断气动油泵的气源（211EL断电），并泄掉油压即可。4　　（4）泄压回路有两条（A/B两列）：A列由控制分配器251DR和试验分配器261DR组成，B列由控制分配器271DR和试验分配器281DR组成，每个分配器由各自电磁阀控制。　　（5）开关阀门时各电磁阀状态如表1所示。　　4.主蒸汽隔离阀动作逻辑[4]（图2）　　（1）当主蒸汽管线暖管完成后主蒸汽隔离阀上下游压差小于3bar时，可以通过主控室电脑上VVP系统画面或BUP（后备操作）盘来开启主蒸汽隔离阀。　　（2）在画面上的操作：调出VVP系统画面