核电汽轮机主汽阀阀碟断裂事故分析.pdf

《核电汽轮机主汽阀阀碟断裂事故分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第59卷第1期2017年2月汽轮机技术TURBINETECHNOLOGYV01．59No．1Feb．2017核电汽轮机主汽阀阀碟断裂事故分析何剑坤(哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨150046)摘要：国内某650MW核电汽轮机现场进行非核蒸汽冲转时，发现主汽阀门关闭不到位，卡涩在50％开度状态无法继续关闭，阀门解体检查发现阀碟脱落，阀碟与摇臂连接螺柱齐根断裂。针对该问题，通过复核主汽阀结构设计、有限元应力分析、材质及断口分析、油动机设计，确定油动机缓冲间隙过大，使得阀门关闭时瞬间线速度过快，导致冲击力过大，是阀碟

2、螺杆根部断裂的主要原因。关键词：核电；汽轮机；主汽阀；阀碟；断裂分类号：TK264．9文献标识码：A文章编号：1001-5884(2017)01-0060-03AnalysisontheFractureAccidentofNuclearPowerSteamTurbineMainSteamValveDiskHEJian．kun(HarbinTurbineCompanyLimited，Harbin150046，China)Abstract：Duringthestart-uptestofnon—nuclearsteami

3、nsomenuclearpowerstationinChina，thereisaproblemthattheMSVcouldntclosetoitsend，onlyjammingat50％ofitsfullstroke．Whendisassemblingandchecking，thevMvediskhadalreadygetoffbecausetheboltshadbeenbrokenatitsendwhichconnectedthevalvediskandtherockerlever．Inthispaper，by

4、recheckingthestructuredesignoftheMSV，reactionFEA，materialandfracturesurfacesanalysis，andsen，omotordesign，wecandefinitethatasthebufferclearanceoftheservomotoristoolarge，maketheinstantlinearvelocitytoofastwhenvalecloses，createtoolargeimpactforce，finallybreaktheb

5、oltsatthebottomofthevalvedisk．Keywords：nuclearpower；steamturbine；mainsteamvalve；valvedisk；fracture0前言650MW核电汽轮机为单轴、四缸六排汽、反动凝汽式汽轮机，包括1个高压缸和3个低压缸¨1，工作转速3000r／min。国内某650MW核电汽轮机现场进行非核蒸汽冲转时，发现主汽阀关闭不到位，卡涩在50％开度无法继续关闭，阀门解体检查后发现阀碟脱落，阀碟与摇臂连接螺柱齐根断裂，如图1所示。图1主汽阀阀磲断裂情况对断裂的

6、主汽阀阀碟实施更换后，在进行打闸试验时，发现阀门LVDT测量元件卡涩在50％状态。主汽阀解体后发现再次出现阀碟断裂问题，情况与之前一致。本文通过分析主汽阀结构设计、阀碟有限元受力、阀碟材质及断口情况、油动机关闭速度等方面，给出了主汽阀阀碟断裂的愿国。收稿日期：2016-04-021主汽阀结构及有限元分析1．1主汽阀结构设计校核该类型650MW核电汽轮机主汽阀为成熟技术，此种设计主汽阀已在多台核电机组安全稳定运行多年，且该机组主汽阀设计(含主阀结构、尺寸和材质)未作改变，因此，主汽阀的设计不存在问题。1．2主汽阀阀碟

7、有限元分析为判断主汽阀阀碟断裂原因，对阀碟受力情况进行有限元分析。对阀碟模型划分网格，并对关键部位网格加密，阀碟模型取1／4模型。由图2可知，最大应力出现在箭头所示位置，该区域为危险区域，当阀碟承受较大冲击应力时该部位最易断裂。图2计算结果图作者简介：何剑坤(1983一)，男，黑龙江佳木斯人，工程师，工学硕士。主要从事汽轮机组等重大发电设备项目管理。第1期何剑坤：核电汽轮机主汽阀阀碟断裂事故分析611．3主汽阀阀碟受力分析从装配结构上来看，主汽阀阀轴与阀碟不在同一平面上，在关闭的瞬间会产生一个切向力，如图3所示。图

8、3关闭瞬间主汽阀阀碟受力情况为了阀碟在开启和关闭时能够自对中，螺母、摇臂与阀碟三者之间采用两个球面接触并留有足够的间隙，阀碟与摇臂两侧总间隙为4．67mm～4．88ram，螺母和摇臂沿圆周间隙为0．33mm一0．38mrn。由于间隙的存在，阀门关闭时阀碟在惯性的作用下并不是与阀座完全平行的，接触时首先局部接触，然后由于关闭力的作用，沿着球面旋转归位。由于出现