主蒸汽隔离阀仪控调试分析与改进

主蒸汽隔离阀仪控调试分析与改进

王平

（三门核电有限公司维修处浙江三门317112）

摘要：主蒸汽隔离阀（MSIV）是核电厂重要安全设备之一，事故情况下可以迅速切断核岛与常规岛之间的连接，实现蒸发器隔离。本文重点从仪控方面对主蒸汽隔离阀进行介绍，并结合主蒸汽隔离阀在三门核电及其他核电站的调试运行经验，通过分析对比，进一步思考并探讨后续项目主蒸汽隔离阀在调试运行期间可能出现的问题，同时给出应对方案以及改进方法，为后续相关的调试生产工作提供支持。

关键词：主蒸汽隔离阀；仪控；快关；液压控制

引言

三门核电一期工程主蒸汽隔离阀（MSIV）采用的是美国福斯公司的楔形板闸阀，受控于PMS与PLS。MSIV是电站生产系统中一道重要的安全防护门，由于该阀可以实现快速关闭，亦称快关隔离阀。根据安全事故防范的要求，在该阀上下游发生爆管等事故工况下,MSIV必须在5秒内实现快速关闭，以保证一、二回路的迅速隔离，对二回路事故应急和核安全保障起着十分关键的作用。然而在已运行的核电站，在调试生产期间都或多或少的发生过设备故障的情况，因此结合三门核电及其他核电站调试运行经验，探讨后续项目MSIV在调试运行期间可能出现的问题与解决方法有着十分重要的意义。

本文以工业工程理论为基础，以分析对比为方法，重点对MSIV液压控制回路的典型问题进行思考整合，从而为后续项目MSIV仪控相关的调试生产提供支持和指导。

主蒸汽隔离阀执行机构的组成

三门核电主蒸汽隔离阀阀门为油回路控制的活塞式闸阀，大致可分为三个部分，即阀体、执行机构和液压控制回路。液压控制回路分为两个相互独立的回路：泵侧回路和非泵侧回路，每一条液压控制回路都可以独立完成快速泄压使主蒸汽隔离阀能在5秒之内迅速关闭的功能，但开阀只能由泵侧回路完成。阀门液压控制回路图见图1。

图1MSIV液压控制回路示意图

由上图可以看出，三门核电主蒸汽隔离阀液压控制回路由两台380VAC电动油泵、4个250VDC电磁阀、若干截止阀、压力表、液位开关、温度开关等组成。采用PMS来根据不同逻辑控制操作4个电磁阀的动作，采用PLS控制油泵启停状态，从而实现阀门的不同动作模式。MSIV能实现四种动作模式：阀门开启、阀门快关、阀门慢关以及局关试验，因三门核电不进行局关试验，在此不对局关试验进行描述。

MSIV试验要求

综合目前的测试程序，MSIV最主要的性能指标为：

(1)快关时间在5秒以内；

根据经验，潜在缺陷主要存在于电磁阀、限位开关等设备。

MSIV调试建议

结合我厂及其他电厂的调试生产经验，对后续项目调试生产期间可能出现的问题探讨如下：

电磁阀漏油问题分析与解决

由于电磁阀长期在高压油的压力下工作，而且伴随着高温的环境，电磁阀阀杆上的小问题可能会被慢慢放大，如开关不到位，从而发生漏油的问题，这样存在着漏油口会成为高压油突破口，从而造成MSIV误关的风险。根据行业经验，大修期间会对漏油的电磁阀进行解体检查，一般情况下，在对电磁阀密封面进行研磨并更换密封圈后，电磁阀漏油的问题会被解决。这里值得注意的是，在回装时一定要注意电磁阀的清洁度，因为设备回装是引入外来污染的最主要途径。

解决电磁阀漏油问题的关键是预防，在大修期间除了检查电磁阀线圈的电阻与绝缘外，建议我厂也要对电磁阀失磁和励磁情况下的密封性能进行打压检查，这能够提前发现电磁阀密封性上的问题，从而采取措施加强密封。

限位开关误动与预防

目前核电厂采用的限位开关大都为机械式开关，根据经验反馈，MSIV快关时，90%开度限位开关（局关试验用）很容易损坏,导致每次做快关试验前都需将90%开度的限位开关拆除，当试验完成后再回装，影响工作效率，尚未更换接近式限位开关的主要原因是由于MSIV所在厂房环境较恶劣，限位开关的感应面容易吸附金属碎屑等杂物，从而造成限位开关的误报，这种情况在其他使用接近式限位开关的地方曾发生过。我厂采用的限位开关正是接近式限位开关，存在上述风险，另由于限位开关磁头面积狭小，加上热应力造成的阀门形变，很可能造成冷热态转换情况下，限位开关误报的情况，故平时巡检时，如发现探头积灰或吸附脏物要由专业人员及时清理，同时要杜绝保洁人员在接近开关附近打扫卫生，以避免误触发开关而引起不必要工况，另在调整限位开关位置要尽量对齐，在选型时尽量选取磁头面积大的限位开关。

二期工程增加局关试验建议

国内核电厂的MSIV都会进行局关试验，从而证明MSIV有能力进行快关动作，但我厂却不做该试验。西屋方给出的理由是在美国曾经发生过执行局关试验时，90%开度的限位开关没有成功反馈信号，从而导致“局关”变“全关”的事故，故取消了该项试验。但若不做局关试验，则如何保证MSIV在整个换料周期内都具有快关的动作能力呢？尤其是电磁阀长期在高温高压状态下保持不动，可能会在密封面上产生一定的粘滞效应，这将直接挑战5秒快关的安全功能，故建议我厂二期工程也定期进行该项试验。

为了预防“局关”变“全关”的事故发生，建议从以下两个方面来控制风险：

1)在重新开阀的逻辑设置方面：触发90%开限位开关，重新开阀，或延时20秒（正常关阀时间为180秒左右，10%的行程大约需18秒，延时时间略长于18秒，后续可根据实际测量的关阀时间进行修改）未收到90%开触发信号，亦开始开阀，在逻辑控制上实现多样化，降低误关风险；

2)在管理方面：执行局关试验前，要对工作组成员进行充分的技术交底，尤其对异常情况的处理措施上，要清晰明确。在执行局关试验时，要派工作人员在就地监控设备状态，若发现异常，如逻辑失效，需立刻手动拧紧截止阀而后联系主控执行开阀操作。

结论

综上所述，得出以下结论：

(1)主动预防MSIV电磁阀漏油问题的发生，而不是被动消缺；

(2)调试生产期间，及时由专业人员清理MSIV限位开关感应面上吸附的杂物，避免限位开关误触发；

(3)二期工程需增加MSIV局关试验的内容，以保证MSIV在整个换料周期内具备动作能力。

参考文献

[1]CPP-PV64-V2-1000051版,MainSteamIsolationValveAssemblyDrawing,