稳压器隔离阀自然开度不足及保护阀零点负漂移现象分析和处理

黄宇辉，王飞，白宇轩



稳压器隔离阀自然开度不足及保护阀零点负漂移现象分析和处理

黄宇辉，王飞，白宇轩

（中国核电工程有限公司华东分公司，浙江 嘉兴 350318）

稳压器安全阀组件是核电厂一回路边界的重要组成部分，在一回路严重超压事故工况下，为一回路提供超压保护和卸压的服务；对某核电厂在执行热态功能试验期间，隔离阀出现自然开度不足以及保护阀零点负漂移现象进行根本原因排查和原理分析，并制订相应的解决方案和调整方案，为同类型的稳压器安全阀组件相关试验和维修工作提供一定的参考。

稳压器安全阀组件；自然开度不足；保护阀；零点负漂移

某核电机组在热态功能试验期间，准备执行稳压器安全阀组件的功能试验前检查发现，3台稳压器隔离阀出现自然开度不足4 mm。在执行试验的过程中，随着一回路的压力上升，一台稳压器安全阀出现零点向负的方向漂移的现象。这两个现象不是偶发现象，同类型的稳压器安全阀组也曾出现多次该现象，本文就这两个现象进行根本原因分析，并给出相应的解决方案和建议，希望能给以后稳压器安全阀组件的相关试验以及维修工作提供一定的参考作用。

1 稳压器隔离阀自然开度不足

正常情况下，稳压器隔离阀的自然开度应大于等于4 mm，这是基于稳压器安全阀组的冗余设计要求，确保在一回路超压情况下稳压器保护阀打开后能直接卸压。而在2.5 MPa.g平台执行的稳压器安全阀组件的功能试验前检查发现，3台稳压器隔离阀的自然开度不足4 mm，主控室画面上存在异常的报警，这样会制约15.4 MPa.g热停堆平台的稳压器安全阀组件的功能试验。

1.1 根本原因排查

稳压器隔离阀自然开度的原因是阀瓣的制造与阀座密封面有大约5 mm的间隙，而自然开启由与阀瓣相连的波纹管实现[1]。所以，稳压器隔离阀阀瓣位移传感器显示不足4 mm，其中一个可能的原因是阀瓣位移传感器的零点标定不准，另外一个原因则是稳压器隔离阀的波纹管（06）收缩量不足，稳压器隔离阀结构如图1所示。基于上述分析，需要进行根本原因排查。

首先应进行零点标定的排查工作，拆下稳压器隔离阀的位移传感器，用一个6 mm的标准标定模块从0～6 mm以及从6～0 mm按照表1进行标定，由表1可得标定曲线=1.1 743+2.4 386，相关系数=0.9 999，电压和位移量的对应曲线图2所示[2]。

图1 隔离阀结构图

表1 零点标定对应表

位移量/mm开启电压/V关闭电压/VDelta/（%） 02.52.50 0.53.023.020 13.583.580 1.54.164.160 24.754.750 2.55.355.350 35.965.960 3.56.566.560 47.177.160.14 4.57.767.760 58.358.350 5.58.938.920.11 69.489.480 6.510100

图2 电压和位移量的对应曲线

经过零点的重新标定之后发现，在隔离阀强制关闭的情况下，三台隔离阀的零点都小于0.7 mm，满足要求，即排除零点标定不准这一原因，确定原因为隔离阀的波纹管收缩量不足，而收缩量不足的深层原因是隔离阀整体组装好后发送至核电厂现场，长时间不进行开关动作，导致波纹管不能得到最大程度的伸缩，最后导致波纹管收缩量不足。

1.2 解决方案

隔离阀的波纹管收缩量是可调整的，调整思路是通过完全开启和关闭隔离阀，使隔离阀充分过水受热，使其中的波纹管受热膨胀，让波纹管最大程度的伸缩，从而调整波纹管的收缩量。

1.2.1 具体实施方法

确定稳压器建立汽腔之后，关闭隔离阀，完全开启保护阀，然后开启隔离阀，同时10 s内关闭保护阀进行调整，在这个过程中，需确保隔离阀开启的位移量大于等于15 mm，关闭的位移量小于等于0.7 mm，即确保隔离阀能全开全关，而时间控制在10 s内则是为了防止一回路压力降低过多导致主泵跳泵。根据上述实施方法，最后可将隔离阀的自然开度调整至大于4 mm。

1.2.2 注意事项

实施前应将一回路压力提升至2.9 MPa.g，因在实施过程中一回路压力会下降，为了安全起见，可将一回路的压力提升至大于2.5 MPa.g而小于3.0 MPa.g。同时，在实施过程中应让机械专业人员检查先导箱、先导管线以及隔离阀阀体是否有明显泄漏。

2 保护阀零点负漂移

保护阀在正常情况下处于常关状态，在稳压器建立汽腔后，随着机组状态的上升，稳压器压力在逐渐上升至15.4 MPa.g的过程中，其中一台保护阀的阀瓣位移从0.2 mm逐渐减少为0 mm，其他两台保护阀的阀瓣位移量也有小范围下降，虽然阀瓣位移指示器的读数没有显示为负值，但事实上保护阀的零点已经向负方向漂移，因为其量程的下限只能为0.

2.1 原理分析

保护阀的结构如图3所示。

在保护阀的工作压力未超过15.4 MPa.g时，保护阀有两处受力，第一处是阀芯下面来自稳压器的压力，第二处是活塞承受通过先导控制柜及阀头连接组件传递过来的稳压器压力，即活塞V得到一个向下的力=×.为活塞承压面积，约250 cm2，并且传递到阀杆T上。同时，阀芯C得到一个向上的力=×.为阀芯的承压面积，约为110 cm2，因此阀芯作用到阀座的合力=－=×（－）.由于面积差为定值，因此稳压器压力越大，保护阀关闭的推力越大。在稳压器压力逐渐上升至15.4 MPa.g的过程中，会出现保护阀零点负漂移的现象。

2.2 调整方法

由于在15.4 MPa.g热停堆平台还需进行强制开启保护阀验证隔离阀卸压能力的试验，因此应在低压力平台时将保护阀的零点进行调整，一般零点的调节范围为0～0.7 mm，在这种情况下，零点不是越小越好，而是要考虑到零点负漂移的现象，将零点调节为0.3～0.4 mm，这样即使零点负漂移发生后，阀瓣的位移传感器的读数不会漂移至0.

图3 保护阀结构图

3 结论

通过某核电机组在热态功能试验期间，执行稳压器安全阀组的功能试验中可以发现，隔离阀的自然开度不足以及保护阀的零点负漂移现象很容易发生在同类型的稳压器安全阀组件，本文就这两个现象给出根本原因分析和原理分析，并针对这两个现象给出以下解决方案和调整建议：①隔离阀自然开度应进行零点标定原因排查；②隔离阀的波纹管收缩量不足是可调整的，调整的总体思路是通过完全开启和关闭隔离阀，使隔离阀充分过水受热，使波纹管受热膨胀，波纹管得到最大程度收缩，从而调整隔离阀的自然开度；③正常情况下，随着稳压器压力的上升，保护阀的零点会不同程度变小，甚至向负方向进行漂移；④在低压力平台时，控制机柜侧应对保护阀的零点进行调节，调节到0.3～0.4 mm之间。

2095－6835（2019）02－0128－02

TM623

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.02.128

〔编辑：严丽琴〕