0　引言

    反應(yīng)性控制、堆芯冷卻和放射性包容被稱為核安全三要素，要素之一的冷源的可靠性密切相關(guān)。輔助給水系統(tǒng)作為核電廠的重要冷源之一，在事故工況下起著至關(guān)重要的作用，在設(shè)計(jì)上屬于非常重要類的專設(shè)安全設(shè)施。輔助給水汽動(dòng)泵供汽閥門動(dòng)作異常問題都可能在事故工況下影響核安全，因此該問題必須得到核電廠運(yùn)營(yíng)者的足夠重視。

1　閥門功能

    輔助給水泵系統(tǒng)包括兩臺(tái)50%流量的給水汽動(dòng)泵（ASG003/004PO），其蒸汽通流主要經(jīng)過粗濾器、主汽門、調(diào)閥、蒸汽室、噴嘴組、動(dòng)葉，較后至排汽接管。

    調(diào)閥為氣開式的雙座閥，進(jìn)入調(diào)閥的蒸汽分兩組汽流。第一組直接由調(diào)閥閥套較頂部的一圈型線孔進(jìn)入蒸汽室；第二組先旁通到調(diào)閥閥套底部的型線孔，再由調(diào)閥閥套的中間一圈型線孔進(jìn)入蒸汽室。

    主汽門為汽開式結(jié)構(gòu)，密封面為司太立特堆焊，主要作用在于泵組超速時(shí)自動(dòng)切斷主蒸汽而停機(jī)，當(dāng)電子跳閘時(shí)，電磁閥得電開啟，釋放了主汽門活塞右端腔室的壓力蒸汽，從而主汽門關(guān)閉停機(jī)；當(dāng)機(jī)械跳閘時(shí)，錐形閥連通，釋放了主汽門活塞右端腔室的壓力蒸汽，從而主汽門關(guān)閉停機(jī)。

2　給水汽動(dòng)泵閥門動(dòng)作異常問題

2.1　調(diào)閥調(diào)節(jié)異常問題

    福清核電廠4號(hào)機(jī)首循環(huán)運(yùn)行期間，多次出現(xiàn)4ASG004PO轉(zhuǎn)速異常波動(dòng)和泵本體及管道振動(dòng)過大問題，經(jīng)多次查找和驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)是由于轉(zhuǎn)速表異常導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)異常，且閥門動(dòng)作存在卡澀導(dǎo)致。

2.2　主汽閥開啟問題

    2019年福清核電廠3號(hào)機(jī)組在執(zhí)行3ASG004PO超速試驗(yàn)，3ASG237/238VV閥門開啟40秒后3ASG004PO轉(zhuǎn)速仍沒有建立，主控觸發(fā)3ASG171KA（004PO排氣口壓力低）報(bào)警，經(jīng)檢查為3ASG235VV閥門開啟時(shí)間過長(zhǎng)導(dǎo)致。

3　問題分析和排查

3.1　調(diào)閥調(diào)節(jié)異常的原因分析和排查

經(jīng)分析調(diào)節(jié)閥異常動(dòng)作問題原因有：

    （1）閥門本身特性不準(zhǔn)導(dǎo)致閥門調(diào)節(jié)性能不佳。（2）轉(zhuǎn)速表故障，導(dǎo)致閥門無法正常調(diào)節(jié)。（3）閥門供汽壓力不在要求范圍內(nèi)，長(zhǎng)期高壓導(dǎo)致閥門調(diào)節(jié)性能下降。

原因排查：

    （1）對(duì)給水汽動(dòng)泵調(diào)節(jié)閥進(jìn)行性能檢查，通過加4~20mA電流來檢查閥門行程動(dòng)作情況，通過試驗(yàn)驗(yàn)證閥門行程和電流成正比，閥門性能驗(yàn)證無異常。（2）福清核電廠現(xiàn)場(chǎng)儀用壓空的供汽壓力一般在0.68~1MPa，高于設(shè)備的設(shè)計(jì)壓力，長(zhǎng)時(shí)間在超壓下使用，將造成過濾減壓器的故障，影響氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)性能。（3）福清核電廠輔助給水汽動(dòng)泵使用的轉(zhuǎn)速探頭為HALLEFFECTSENSORS產(chǎn)品，型號(hào)1101and931XP。經(jīng)趨勢(shì)分析發(fā)現(xiàn)起泵后60秒左右位置出現(xiàn)轉(zhuǎn)速波動(dòng)幅度擴(kuò)大現(xiàn)象，初步分析認(rèn)為是轉(zhuǎn)速探頭信號(hào)突變引起。并發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)PID作用過強(qiáng)，疊加轉(zhuǎn)速探頭信號(hào)突變干擾，調(diào)閥會(huì)頻繁動(dòng)作，每一動(dòng)作都伴隨卡頓的現(xiàn)象。

3.2　主汽閥無法開啟或者開啟時(shí)間長(zhǎng)的原因分析和排查

經(jīng)分析主汽閥開啟時(shí)間長(zhǎng)的原因有：

    （1）閥座內(nèi)有殘水，導(dǎo)致閥芯右側(cè)上下面的受力面積差減小，從而導(dǎo)致閥門開啟時(shí)間較長(zhǎng)。（2）閘板和密封面的摩擦力太大，給閥門開啟增加了額外的阻力。（3）電磁閥存在內(nèi)漏，導(dǎo)致主汽閥右腔室壓力建立較緩慢。（4）主汽閥閥座引壓小孔或者管線存在堵塞。

原因排查：

    通過手動(dòng)動(dòng)作閥門，確認(rèn)閥門動(dòng)作順滑無明顯卡澀，排除閥桿摩擦力過大的原因；對(duì)電磁閥檢查也未發(fā)現(xiàn)電磁閥故障；由于試驗(yàn)過程中汽動(dòng)泵啟動(dòng)時(shí)間間隔為10分鐘，可能導(dǎo)致閥桿處有冷凝水聚集而沒有完全疏通；節(jié)流小孔或者節(jié)流通道有冷凝水堵塞或雜質(zhì)堵塞，導(dǎo)致引壓過慢。（相關(guān)推薦：泥漿流量計(jì)）

4　處理措施和改進(jìn)

4.1　針對(duì)調(diào)閥的改進(jìn)和驗(yàn)證

    （1）使用工作壓力更大的AW40型過濾減壓器進(jìn)行替代原來QFH-223型過濾減壓器。AW40型過濾減壓器較大設(shè)計(jì)壓力為1.0Mpa，與壓空系統(tǒng)的供氣壓力相符。（2）更換汽動(dòng)泵的轉(zhuǎn)速探頭，并調(diào)整調(diào)節(jié)系統(tǒng)的PID參數(shù)，將比例系數(shù)從3調(diào)整到1.8，將積分系數(shù)從0.48調(diào)整到0.5。

    通過以上整改措施，后續(xù)多次啟動(dòng)汽動(dòng)泵驗(yàn)證轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，在定期試驗(yàn)監(jiān)督要求的8000±2%范圍內(nèi)，且未再出現(xiàn)調(diào)閥卡頓現(xiàn)象。

4.2　針對(duì)主汽閥的改進(jìn)和驗(yàn)證

    （1）針對(duì)閥門底座處可能存在冷凝水，采用每次啟泵間隔延長(zhǎng)至30分鐘，待閥們底座處的水疏盡后再進(jìn)行下一次啟泵。（2）在打閘情況下，通過閥前蒸汽對(duì)引流管線和電磁閥以及機(jī)械跳閘閥門進(jìn)行吹掃，將管道內(nèi)的蒸汽或者雜質(zhì)吹除，保持引壓管線暢通。

整改后從汽動(dòng)泵供汽閥門全開到轉(zhuǎn)速建立從原來的43秒回到正常的3~4秒左右。

5　總結(jié)

    隨著核電廠的運(yùn)行，輔助給水系統(tǒng)出現(xiàn)的問題也逐漸凸顯出來，盡管福清核電廠對(duì)輔助給水系統(tǒng)越來越重視，制定了很多的緩解措施，包括維修領(lǐng)域的預(yù)防性維修、運(yùn)行領(lǐng)域的定期試驗(yàn)等。但是對(duì)問題的發(fā)現(xiàn)我們不能靠等，更應(yīng)該往前走，將可能出現(xiàn)的問題逐一分析和制定處理措施，保證在出現(xiàn)問題后能夠及時(shí)處理，保證專設(shè)安全設(shè)施的可用性。

 

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