核电主蒸汽隔离阀控制原理浅析

吕达夫　瞿虎威

【摘要】 本文结合福清核电1号机主蒸汽隔离阀的实际，首先介绍了阀门基本结构，说明了其主要控制部件的作用。然后对四种工作方式进行了简介。接着详细分析了四种动作方式下各部件的动作顺序及过程。论文对于其它核电机组主蒸汽隔离阀的调试维护，具有一定的意义。

【关键词】 核电 主蒸汽隔离阀 控制原理

主蒸汽隔离阀（MSIV）是核电站主蒸汽系统（VVP）中最重要的组成部分，其主要功能是实现主蒸汽的隔离，即在出现蒸气管道破裂事故情况下限制蒸汽的排放，将该事故对反应堆的影响限制在设计限值之内。

一、工作原理

福清核电站1号机组MSIV采用美国Flowserve公司生产的气液两动驱动的双闸板楔形闸阀，阀体与主蒸汽系统管道焊接在一起，在三列管道上各安装一台。在电厂正常运行期间MSIV保持开启，当出现快关信号时，阀门在5s内快速关闭，从而实现对主蒸汽的隔离。

MSIV通过本体上一系列电磁阀、分配阀的相互配合，利用油压驱动MSIV开启；在氮气压力作用下通过控制油回路的泄油速度来使MSIV以不同的方式关闭。

二、基本结构

MSIV的主要结构及控制设备主要部件包括（以1号MSIV为例）：（1）氮气储罐：位于MSIV顶部，圆球状，内充高压氮气，在MSIV关闭时压力约为10—11Mpa，完全开启时，氮气压力约为15Mpa。（2）储油箱：位于MSIV中部，充入阻燃油。为控制回路提供液压油、存储液压缸中的泄油。（3）液压缸：位于MSIV中下部，当阀门开启时，气动油泵将阻燃油泵入液压缸。（4）供气电磁阀211EL：得电时打开气动油泵的供气，失电时关闭供气。（5）气动油泵：气源接通后，气动油泵将储油箱中的液压油泵入控制油回路。（6）液压分配阀电磁阀251/271EL：液压分配阀251/271DR上的电磁阀，得电时对应的DR打开，失电时关闭。（7）试验电磁阀261/281EL：试验分配阀261/281DR上的电磁阀。（8）试验分配阀261/281DR：当261/281EL失电且有油压的情况下，对应的DR全开（可快速泄油），当261/281EL得电且有油压时对应的DR处于试验位置（可慢速泄油）。

三、工作方式

（1）开启。MSIV开启指令由操作员在主控画面或后备盘（BUP）上发出。指令发出后，在各个电磁阀及分配阀配合下，MSIV逐渐开启。开启行程约需5～6分钟。（2）局部关闭。局部关闭试验为定期试验，目的是在阀门全开的情况下，通过局关试验来检查对应列的电磁阀及分配阀的动作是否正常。若动均正常，在试验开始后，阀门将会在关闭至90%开度后停止关闭，然后自动打开。局部关闭试验分为A、B两列，A列局关试验检查A列EL/DR及211EL，B列局关试验检查B列EL/DR及211EL。（3）正常关闭。同开启一样，MSIV的正常关闭指令也在主控画面或BUP上发出。指令发出后，在各个EL及DR的配合下，阀门逐渐关闭。关闭行程约需1～2分钟。（4）快速关闭。快速关闭信号有两个，一是来自反应堆保护系统（RPR）产生的蒸汽隔离信号，二是来自应急控制盘（ECP）上快关按钮发出的快关命令。蒸汽管线隔离信号和快关命令均分为A、B两列。从产生快关信号起，阀门将在5秒内完全关闭。

四、MSIV动作过程

1、开启。MSIV收到阀门开启指令后，首先251/271EL失电，251/271DR处于关闭位置，此时泄油通道被关闭；然后261/281EL失电，261/281DR全开位；261/281DR全开是为了保证在MSIV开启过程中若出现快关信号时，可以通过211EL及251/271EL、DR的动作使控制油回路快速泄油， 保证MSIV可快速关闭。最后211EL带电，使气动油泵得气启动。将储油箱中的阻燃油泵入液压缸，使液压缸中压力逐渐升高。当液压缸中油压大于上部氮气储罐中氮气压力与阀门闸板自重压力之和时，阀门将逐渐开启。当阀门完全开启，油压达到一定值后，气动油泵自动停止转动。

2、局部关闭。以A列局关试验为例来说明阀门动作过程：首先在主控进行A列局关选择SELECT操作，此时261EL得电，261DR处于试验位置；然后在主控进行A列局关试验TEST操作，此时251EL得电，251DR全开；211EL失电，关闭气动油泵的气源。液压缸中的油通过251DR及261DR缓缓泄至储油箱，阀门逐渐关闭；当阀门关闭至90%开度时触发90%开度限位开关，局关试验信号被复位。此时251EL失电，251DR关闭，液压缸中的油停止泄出；同时211EL得电，气动油泵得气将储油箱中的阻燃油泵入液压缸，阀门开启。当MSIV完全开启之后，261EL失电，261DR全开。最后在主控画面选择试验复位按钮来对局关试验进行复位，局关试验结束。

3、正常关闭：收到正常关闭命令时，首先261/281EL得电，261/281DR处于试验位置；然后211EL失电，关闭气动油泵的气源。接着251/271EL得电，251/271DR全开。此时液压缸中的油通过全开的251/271DR及261/281DR缓缓泄至储油箱。在氮气与逐渐减小的油压的相互作用下，阀门逐渐关闭；

4、快速关闭：以A列快关为例来说明阀门的动作过程：当A快关信号出现时：251EL得电使251DR全开；261EL失电使261DR全开；211EL失电，关闭气动油泵的气源。此时液压缸中的油通过全开的251DR及261DR快速泄至储油箱。在高压氮气与快速降低的油压的共同作用下，阀门将在5s内快速关闭。

五、小结

在后续的福清2号及海南核电项目中，MSIV的型号及控制均与福清1号机组一致。因此，本文对MSIV的控制原理和工作方式所进行详细的分析，对于后续其他机组MSIV的调试和维护，具有一定的学习和参考意义。

参 考 文 献

[1] 中国核电工程有限公司. 主蒸汽系统手册. FQX17VVP006B30745GN B CFC. 2011，2endprint