某國產(chǎn)核電廠安全殼隔離閥內(nèi)漏分析及改進(jìn).docx

1、某國產(chǎn)核電廠安全殼隔離閥內(nèi)漏分析及改進(jìn)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(fēng)系統(tǒng)安全殼隔離閥的功能堯結(jié)構(gòu)袁對起閥門密封作用的各零部件做了詳細(xì)的介紹袁結(jié)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(jìn)措施遙擔(dān)關(guān)鍵詞儂安全殼隔離閥曰泄露曰密封日改進(jìn)中圖分類號院TL351.6文獻(xiàn)標(biāo)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(jī)組核島的安全殼上安裝了16臺通風(fēng)相關(guān)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(fēng)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(jié)構(gòu)袁分析內(nèi)漏可能原因堯內(nèi)漏處理方式袁提出相應(yīng)的改進(jìn)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(shù)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(shí)的密封性遙每一貫穿件串聯(lián)兩個(gè)閥門袁一個(gè)位于安全殼外袁一個(gè)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(guān)閉袁要求能夠自動快速關(guān)閉淵時(shí)間少于3秒鐘冤遙ETY系統(tǒng)的安全殼隔離I倒在反應(yīng)堆正常運(yùn)行工況袁能夠開啟和關(guān)閉曰在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故工況袁將安全殼和外部進(jìn)行隔離遙符一貫穿件串聯(lián)兩個(gè)閥門袁均位于安全殼外淵如圖2所示冤遙第

5、一個(gè)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(gè)瓣門淵005VA堯006VA堯007VA堯008VA冤可以手動打開袁兩個(gè)閥門均要求能自動快速關(guān)閉淵關(guān)閉時(shí)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(guān)閉袁而只能由主控或者其他控制信號關(guān)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(jìn)行開關(guān)操作遙過蓄能提供閥門關(guān)閉力袁彈簧驅(qū)動齒條運(yùn)動袁從而帶動撥叉實(shí)現(xiàn)閥門的關(guān)閉袁在關(guān)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(guān)受阻袁導(dǎo)致閥門無法完金關(guān)閉遙閥

6、門本體采用三偏心結(jié)構(gòu)淵如圖4所示冤宜保證密封圈只是在關(guān)閉位置時(shí)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(shí)能瞬間脫開袁關(guān)閉時(shí)具有越關(guān)越緊及磨損補(bǔ)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(guān)閥時(shí)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(shù)規(guī)格書曳要求制造廠執(zhí)行閥門和閥座密封試驗(yàn)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(jìn)行試驗(yàn)袁每個(gè)徊門密封面的泄漏量洲內(nèi)漏冤應(yīng)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(yīng)堆廠房的泄露率袁以及安全殼貫穿件可用性遙葉運(yùn)行技術(shù)規(guī)范曳對機(jī)組在功率運(yùn)行階

7、段的反應(yīng)堆廠房的泄漏率堯安全殼貫穿件的可用性均有IF.常嚴(yán)格的要求袁安全殼隔離閥的故障袁將可能導(dǎo)致機(jī)組狀態(tài)的后撤遙2閥門結(jié)構(gòu)及密封實(shí)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(jī)構(gòu)淵氣動馬達(dá)或者手輪冤堯蝸輪蝸桿堯齒輪齒條堯撥叉機(jī)構(gòu)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(yùn)動袁從而帶動撥義轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)閥門的開啟袁同時(shí)壓縮彈簧袁為閥門關(guān)閉枳蓄能量袁做好準(zhǔn)備遙當(dāng)系統(tǒng)失電時(shí)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(jié)構(gòu)圖安全殼隔離閥關(guān)閉狀態(tài)時(shí)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(shí)現(xiàn)閥門的密封遙在關(guān)閉位置袁隨著介質(zhì)壓力升高袁密封副的比壓也相應(yīng)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(gòu)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(jìn)措施安企殼隔離閥白動關(guān)閉時(shí)袁彈簧腔內(nèi)被壓縮的彈簧通過蓄能提供閥門關(guān)閉力袁在關(guān)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(guān)閉力不足袁無法建立足夠的密封比壓袁導(dǎo)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(jī)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(shí)趨于穩(wěn)定袁不符合正常運(yùn)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(jì)算得出安全殼最大泄漏率已超過運(yùn)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(guān)閉狀態(tài)無法阻擋介質(zhì)的通過遙導(dǎo)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(jié)構(gòu)及質(zhì)量不理想遙安全殼隔離閥采用三偏心蝶閥結(jié)構(gòu)袁閥漩密封使用不銹鋼和石墨組成迷宮式密封袁從設(shè)計(jì)上保證了密封副的結(jié)構(gòu)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(dǎo)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(guān)閉方式不當(dāng)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(yùn)動袁帶動撥義轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)閥門的開啟袁同時(shí)壓縮彈簧袁為閥門關(guān)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(guān)閉闕門袁積蓄的能量沒有快速釋放袁將引起閥門的關(guān)閉力不足袁無法建立足夠的密封比壓袁導(dǎo)致閥門內(nèi)漏遙1號機(jī)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(yàn)時(shí)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(guān)閉模式重新關(guān)閉袁再次試驗(yàn)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(dān)心閥門快速關(guān)閉可能會由于異物的存在袁導(dǎo)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(guān)閉閥門袁導(dǎo)致了閥門關(guān)閉不到位遙現(xiàn)已升版閥門的運(yùn)行維護(hù)手冊袁明確閥門必須在開啟角度75%以上進(jìn)行自動關(guān)閉袁避免關(guān)閉力不足袁導(dǎo)致閥門關(guān)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(guān)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(jī)組安全程!定運(yùn)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(guān)袁使用檢漏液

12、檢杳未見泄漏遙使用試驗(yàn)裝置進(jìn)行密封性試驗(yàn)袁結(jié)果合格遙對于1EBA001VA袁將彈簧腔排氣孔由椎3mm擴(kuò)至椎4頗袁重新快關(guān)閥門袁使用試驗(yàn)裝置進(jìn)行密封性試驗(yàn)袁結(jié)果合格遙同時(shí)通過對安全殼泄漏量進(jìn)行繼續(xù)觀察堯計(jì)算袁滿足運(yùn)行要求袁此次安全殼泄漏超標(biāo)問題處理完成遙現(xiàn)己對1-4號機(jī)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(kuò)大至椎4mm袁確保排氣效果遙圖7排氣孔孔徑改進(jìn)3.1.3閥福密封圈錯(cuò)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(guān)閉時(shí)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(guān)閉力不足袁導(dǎo)致閥門內(nèi)漏遙

13、1-4號機(jī)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(yàn)時(shí)袁屢次發(fā)現(xiàn)泄漏超標(biāo)問題袁通常泄漏超標(biāo)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(guān)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(yàn)合格袁但是開關(guān)數(shù)次后袁容易再次出現(xiàn)閥瓣密封圈跑偏堯池露超標(biāo)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?yàn)樵洪y福密封圈安裝位置W能存在細(xì)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(guān)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(guān)閉時(shí)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(gè)防松墊圈袁在按照要求進(jìn)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(jìn)前改進(jìn)后改進(jìn)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(shè)計(jì)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(qiáng)遙但是較大的異物可能導(dǎo)致閥座堯閥濾密封面不能很好的接觸堯保證密封袁導(dǎo)致閥門的內(nèi)漏遙同時(shí)袁異物的存在真極有可能導(dǎo)致密封面的損傷袁甚至是密封而上貫穿性的劃痕袁導(dǎo)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(shí)對密封面進(jìn)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(jìn)行修復(fù)遙為了更好的解決這個(gè)問題袁在閥瓣密封圈上增加r層氟橡膠片袁在閥門關(guān)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(jié)論