某國產(chǎn)核電廠安全殼隔離閥內(nèi)漏分析及改進.docx

1、某國產(chǎn)核電廠安全殼隔離閥內(nèi)漏分析及改進蔣泰鏗I白新鵬2淵1.福建福清核電有限公口1袁福建福州350000H2.中國核電工程有限公口1袁中國北京100000冤拘摘要虢本文分析介紹了某國產(chǎn)核電廠核島安全殼通風系統(tǒng)安全殼隔離閥的功能堯結構袁對起閥門密封作用的各零部件做了詳細的介紹袁結合出現(xiàn)的閥門內(nèi)漏故障袁分析閥門內(nèi)漏原因堯處理方式袁并介紹改進措施遙擔關鍵詞儂安全殼隔離閥曰泄露曰密封日改進中圖分類號院TL351.6文獻標識碼院A文章編號院2095-2457淵2019冤05-0050-004DOIK10.19694/ki.issn2095-2457.2019.05.015ResearchandImpro

2、vementonLeakageofReactorContainmentIsolationValveJIANGTai-keng1BAIXin-peng2淵1.FujianFuqingNuclearPowerCO.LTD.FuzhouFuJian350300.China;2.ChinaNuclearPowerEngineeringCO.,LTD.Beijing100000.China冤有Abstract虹hispaperintroducesfunctionandstructureofventilationsystemofPWRnuclearreactorcontainmentisolaonvalv

3、eitconcludedwithadetailedexplanationonvalvecomponentsandports,andintroduceslhereasonofleakage,theresolvemethodandimprovementmethod.菖KeywordsliContainmentisolationvalve;Leakage;Seal;Improvement0前言某核電機組核島的安全殼上安裝了16臺通風相關的安全殼隔離閥袁其中8臺口徑750mm的安全殼隔離閥屬于安全殼換氣通風系統(tǒng)淵下文簡稱EBA系統(tǒng)冤袁8臺口徑250mm的安全殼隔離閥屬于安全殼大氣監(jiān)測系統(tǒng)淵下文簡稱ET

4、Y系統(tǒng)冤遙EBA堯ETY系統(tǒng)安全殼隔離閥由國內(nèi)某閥門廠家生產(chǎn)袁在安裝堯調(diào)試堯這行過程中屢次出現(xiàn)內(nèi)漏缺陷袁本文通過介紹閥門結構袁分析內(nèi)漏可能原因堯內(nèi)漏處理方式袁提出相應的改進堯優(yōu)化措施袁確保安全殼隔離閥的可靠性遙1閥門功能及技術要求EBA系統(tǒng)的安全殼隔離閥用來保證安全殼在1皿事故時的密封性遙每一貫穿件串聯(lián)兩個閥門袁一個位于安全殼外袁一個位于安全殼內(nèi)淵如圖1所示冤遙所有閥門可以手動打開袁自動關閉袁要求能夠自動快速關閉淵時間少于3秒鐘冤遙ETY系統(tǒng)的安全殼隔離I倒在反應堆正常運行工況袁能夠開啟和關閉曰在設計基準事故工況袁將安全殼和外部進行隔離遙符一貫穿件串聯(lián)兩個閥門袁均位于安全殼外淵如圖2所示冤遙第

5、一個閥門淵靠近安全殼墻袁003VA堯009VA堯004VA堯010VA冤可以氣動驅(qū)動打開袁第二個瓣門淵005VA堯006VA堯007VA堯008VA冤可以手動打開袁兩個閥門均要求能自動快速關閉淵關閉時間小于1秒冤遙ETY系統(tǒng)與EBA系統(tǒng)安全殼隔離閥操作的不同之處是ETY系統(tǒng)的安全殼隔離閥無法由就地人員手動關閉袁而只能由主控或者其他控制信號關閉袁對于EBA系統(tǒng)安全殼隔離閥則只要電磁離合帶電袁就能由就地人員就地進行開關操作遙過蓄能提供閥門關閉力袁彈簧驅(qū)動齒條運動袁從而帶動撥叉實現(xiàn)閥門的關閉袁在關閉過程中袁彈簧腔中的氣體通過彈簧腔上的排氣螺檢排出袁以免排氣不暢袁閥門快關受阻袁導致閥門無法完金關閉遙閥

6、門本體采用三偏心結構淵如圖4所示冤宜保證密封圈只是在關閉位置時才與閥座接觸袁不會產(chǎn)生相對摩擦和磨損袁即具有開啟時能瞬間脫開袁關閉時具有越關越緊及磨損補償?shù)墓δ苓b又能確保密封面周向接觸的均勻一致性遙關閥時密封圈漸漸切入閥門密封而袁能自動消除密封面上的雜質(zhì)遙葉安全殼隔離閥技術規(guī)格書曳要求制造廠執(zhí)行閥門和閥座密封試驗院閥門裝配和涂漆完成后袁在常溫條件下袁對閥門的承壓端袁用壓力分別為0.OIMPa和0.42MPa的空氣進行試驗袁每個徊門密封面的泄漏量洲內(nèi)漏冤應小于0.51/h袁不允許有任何外漏遙安全殼隔離閥的內(nèi)漏袁直接影響了反應堆廠房的泄露率袁以及安全殼貫穿件可用性遙葉運行技術規(guī)范曳對機組在功率運行階

7、段的反應堆廠房的泄漏率堯安全殼貫穿件的可用性均有IF.常嚴格的要求袁安全殼隔離閥的故障袁將可能導致機組狀態(tài)的后撤遙2閥門結構及密封實現(xiàn)安全殼隔離閥由驅(qū)動裝置克閥門本體及其附件三部分組成遙驅(qū)動裝置主要包括執(zhí)行機構淵氣動馬達或者手輪冤堯蝸輪蝸桿堯齒輪齒條堯撥叉機構堯彈簧腔等部分曰閥門本體主要包括閥體堯蝶板堯閥軸堯閥座堯配對法蘭等部分日附件主要包括電磁匡合器堯電磁閥堯參照圖3袁渦輪蝸桿裝置轉(zhuǎn)動袁使蝸輪驅(qū)動齒條運動袁從而帶動撥義轉(zhuǎn)動實現(xiàn)閥門的開啟袁同時壓縮彈簧袁為閥門關閉枳蓄能量袁做好準備遙當系統(tǒng)失電時袁電破離合器失電脫開袁彈簧腔內(nèi)被壓縮的彈簧通圖4閥門本體結構圖安全殼隔離閥關閉狀態(tài)時袁御座密封面A與

8、密封圈的外椎面接觸形成密封副淵見圖5策袁閥門的驅(qū)動裝置輸出扭矩袁使密封副之間形成一定的密封比壓袁從而實現(xiàn)閥門的密封遙在關閉位置袁隨著介質(zhì)壓力升高袁密封副的比壓也相應升高袁從而保證了閥門的密封性能遙密封接觸面相對較寬袁對介質(zhì)中的雜質(zhì)敏感度不高遙如圖6所示袁密封圈由多層次不銹鋼片與墊片層疊構成袁密封副形成迷宮式的密封袁確保閥門密封滿足要求遙3閥門內(nèi)漏分析堯處理及改進措施安企殼隔離閥白動關閉時袁彈簧腔內(nèi)被壓縮的彈簧通過蓄能提供閥門關閉力袁在關閉過程中袁彈簧腔中的氣體通過彈簧腔上的排氣螺栓排出袁以免排氣不暢袁阻礙彈簧力釋放袁引起閥門的關閉力不足袁無法建立足夠的密封比壓袁導致閥門內(nèi)漏遙而排氣螺栓上排氣孔

9、的大小袁直接決定了排氣效果遙1號機組首次裝料后升功率期間袁發(fā)現(xiàn)安全殼內(nèi)環(huán)境壓力上升趨勢減緩夏并在殼內(nèi)正壓接近20kPa.g時趨于穩(wěn)定袁不符合正常運行的升壓規(guī)律遙通過安全殼泄漏率在線監(jiān)測系統(tǒng)計算得出安全殼最大泄漏率已超過運行限值遙經(jīng)現(xiàn)場檢查袁發(fā)現(xiàn)1EBA001VA堯1EBA002VA密封面有較大泄漏遙閥門內(nèi)漏袁指的是閥座與閥寤形成的密封副袁在關閉狀態(tài)無法阻擋介質(zhì)的通過遙導致閥門內(nèi)漏的因素非常多袁從閥門本身而言袁主要包括密封副之間的密封比壓不足堯密封副結構及質(zhì)量不理想遙安全殼隔離閥采用三偏心蝶閥結構袁閥漩密封使用不銹鋼和石墨組成迷宮式密封袁從設計上保證了密封副的結構堯質(zhì)量遙因此袁本文主要從密封比壓

10、堯現(xiàn)場環(huán)境導致密封副質(zhì)筮問題角度分析閥門內(nèi)漏的原因遙3.1密封比壓不足3.1.1閥門關閉方式不當安全殼隔離閥通過渦輪蝸桿裝置轉(zhuǎn)動袁使蝸輪驅(qū)動齒條運動袁帶動撥義轉(zhuǎn)動實現(xiàn)閥門的開啟袁同時壓縮彈簧袁為閥門關閉積蓄能最遙如果閥門開啟角度不夠袁彈簧蓄能不足日或者使用手動方式關閉闕門袁積蓄的能量沒有快速釋放袁將引起閥門的關閉力不足袁無法建立足夠的密封比壓袁導致閥門內(nèi)漏遙1號機組調(diào)試期間首次執(zhí)行EBA系統(tǒng)安全殼隔離閥密封性試驗時袁發(fā)現(xiàn)所有閥門均存在較大內(nèi)漏遙檢查閥座密封面與閥瓣密封圈袁并未發(fā)現(xiàn)明顯的缺陷遙將閥門完全打開袁并使用自動關閉模式重新關閉袁再次試驗合格遙經(jīng)分析堯調(diào)查發(fā)現(xiàn)袁安裝期間袁由于現(xiàn)場環(huán)境較差袁

11、安裝人員擔心閥門快速關閉可能會由于異物的存在袁導致閥門密封面的損壞遙在給閥門通電后袁采用了手動方式緩慢關閉閥門袁導致了閥門關閉不到位遙現(xiàn)已升版閥門的運行維護手冊袁明確閥門必須在開啟角度75%以上進行自動關閉袁避免關閉力不足袁導致閥門關閉不到位袁造成閥門內(nèi)漏遙3.1.2驅(qū)動裝置排氣不順暢檢查幽座密封面與閥瓣密封圈袁并未發(fā)現(xiàn)明顯的缺陷袁在排除了閥門關閉不到位堯閥雕密封圈調(diào)整墊厚度不合適等可能存在的問題后袁經(jīng)充分的分析堯討論袁將缺陷原因鎖定為彈簧腔排氣不暢遙為了保證機組安全程!定運行袁需優(yōu)先保證1EBA002VA的密封性遙將1EBA002VA彈簧腔上的排氣螺栓拆除淵見圖3所示冤袁柬新快關袁使用檢漏液

12、檢杳未見泄漏遙使用試驗裝置進行密封性試驗袁結果合格遙對于1EBA001VA袁將彈簧腔排氣孔由椎3mm擴至椎4頗袁重新快關閥門袁使用試驗裝置進行密封性試驗袁結果合格遙同時通過對安全殼泄漏量進行繼續(xù)觀察堯計算袁滿足運行要求袁此次安全殼泄漏超標問題處理完成遙現(xiàn)己對1-4號機組所有DN750的安全殼隔離閥袁將排氣螺栓排氣孔孔徑由椎3mm擴大至椎4mm袁確保排氣效果遙圖7排氣孔孔徑改進3.1.3閥福密封圈錯位安全殼隔離閥通過閥瓣密封圈與閥座之間的緊密配合保證密封堯不內(nèi)漏袁閥門在自動關閉時袁閥福密封圈在驅(qū)動裝置作用下袁快速旋轉(zhuǎn)到與閥座良好配合的位置遙閥澎密封圈跑偏將可能引起閥門的關閉力不足袁導致閥門內(nèi)漏遙

13、1-4號機組袁在大修期間執(zhí)行EBA系統(tǒng)安全殼隔離閥密封性試驗時袁屢次發(fā)現(xiàn)泄漏超標問題袁通常泄漏超標的處理方案為調(diào)整閥瓣密封圈袁即院手動將閥門打開一定開度淵大于75度冤袁松掉密封圈壓板螺栓袁快關閥門袁讓閥箱密封圈重新定位袁重新緊固密封圈壓板螺栓遙經(jīng)過調(diào)節(jié)后袁能夠保證單次的試驗合格袁但是開關數(shù)次后袁容易再次出現(xiàn)閥瓣密封圈跑偏堯池露超標問題遙對丁閥誨密封圈跑偏充需要重新調(diào)整定位袁主要的原因為院閥福密封圈安裝位置W能存在細微的偏差遙密封圈壓板螺檢力炬不足或者鎖定方式不夠可靠袁在圈門開關過程中密封圈有一定的位移遙針對閥凝密封圈安裝位置可能存在偏差袁將密封圈內(nèi)孔和定位孔加大1mm我增大密封圈自找正范圍袁讓

14、閥門在關閉時袁閥瓣密封圈受力堯調(diào)整位置袁確保在最合適的位置袁保證閥門的密封遙針對密封圈壓板螺栓可能存在的松動情況袁在壓緊螺栓下加裝了一個防松墊圈袁在按照要求進行力矩緊固后袁防松墊圈可確保螺栓不松動袁防止閥瓣密封圈跑偏遙玫進前改進后改進后圖9密封圈壓緊螺栓加防松墊圈3.2閥門密封副質(zhì)量不理想安企殼隔離閥閥澹密封圈的設計袁保證了閥門對微小異物堯輕微的閥座密封面損傷的敏感程度不高堯包容程度較強遙但是較大的異物可能導致閥座堯閥濾密封面不能很好的接觸堯保證密封袁導致閥門的內(nèi)漏遙同時袁異物的存在真極有可能導致密封面的損傷袁甚至是密封而上貫穿性的劃痕袁導致閥門的內(nèi)漏遙圖10IEBA004VA閥座上劃痕對于此種類型的內(nèi)漏袁需要及時對密封面進行清理袁消除異物袁并更換閥瓣密封圈遙如果閥座密封面劃痕較深袁還需要對閥座密封面進行修復遙為了更好的解決這個問題袁在閥瓣密封圈上增加r層氟橡膠片袁在閥門關閉過程中袁氟橡膠片先清除密封面上的異物袁防止異物卡在密封面上遙4結論