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三门核电站主蒸汽隔离阀运行优化分析摘要：主蒸汽隔离阀作为主蒸汽管线上的关键部件，在AP1000核电厂正常运行及事故处理过程中起到举足轻重的作用。
结合主蒸汽隔离阀的结构特点，简述其动作原理，分析了运行响应及运行限制，并提出了运行策略改进，为电站稳定运行提供了参考。
关键词：主蒸汽隔离阀；运行优化；电磁阀引言AP1000核电站蒸汽发生器系统（SGS）包含两个相同的序列，每个蒸汽发生器（SG）对应一个序列，每个序列按功能分为以下三个部分：主蒸汽管线、主给水和启动给水管线以及SG排污管线。
正常运行期间，SGS将加热过的给水从主给水和启动给水系统输送到安全壳内的SG，用于产生蒸汽导出一回路的热量，并传送到主蒸汽系统以驱动汽轮发电机用于电力生产。
停堆期间凝汽器不可用时，主蒸汽管线隔离，通过启动给水及SGS的大气释放阀导出一回路衰变热。
SGS每条主蒸汽管线上均设置六个主蒸汽安全阀，一个大气释放阀，一个大气释放阀前隔离阀和一个主蒸汽隔离阀（MSIV）。
其中每个MSIV配置有一个旁路阀，在启动时用于蒸汽管线暖管和平衡MSIV两侧的压力，旁路阀与MSIV一起用于提供安全壳隔离和SG隔离。
1.MSIV部件构造1.1 本体组成MSIV使用Flowserve公司生产的Edward Type-A-510型气动/液压线性活塞执行机构。
活塞上部为加压氮气，下部为液压油。
执行机构利用液压系统开启MSIV 并维持在开的状态；关闭时，活塞下部的高压液体流出，而靠活塞上部储存的高压氮气使阀门关闭。
执行机构为安全级设备，在设计基准事故后仍能维持结构的完整性和功能的可用性。
MSIV开启时间约10分钟，慢关时间约3分钟，快关时间为2至5秒，驱动杆行程为812.8mm，能够传输3.4×106kg/hr的蒸汽流量，限制蒸汽压降，以使主汽阀处含汽率低于0.5%，阀门设计寿命为60年。
MSIV整体呈倒T型，阀杆和执行结构垂直安装在蒸汽管线上方，通过气动/液压活塞执行机构，驱动闸板关闭。
某变电站500kV组合式断路器液压机构油泵频繁打压原因分析及处理随着时代的进步，自2010年起全国大部分新建变电站设备从以往的巨大、笨重、分散朝着集成、缩小以及自动化不断前行，GIS 就是这个时代产物的代表。
GIS的全称是气体绝缘金属封闭开关设备，由各类设备元件组合而成，断路器就是其元件之一。
在国内乃至世界，大部分GIS类断路器由于承载着重要负荷，采用了及其可靠的液压机构，但在日常运行中中,液压机构的断路器却存在着机构频繁打压的故障。
由于该类设备的特殊性以及该类故障的稀少性，为后续变电站消缺工作提供的经验少之又少，因此故障的主要原因分析,对于顺利排除故障,确保电网安全运行意义重要。
云南省某变电站500kV断路器液压机构在2021年出现了一起500kV断路器液压机构频繁打压故障,该站运检人员认真分析及时找出了故障的主要原因,为后续该类故障的消缺工作提供了及其宝贵的经验支撑。
1 基本情况GST-550BH型断路器是河南平芝高压开关有限公司生产的液压机构断路器，生产于2015年1月1日，投产于2016年6月30日，据缺陷发生为止已正常运行5年，开展预试1次、开展B修1次，投运至缺陷发生为之未发现任何其余缺陷，2021年06月27日，检修人员在进行专业巡视工作时发现该变电站某开关A相油泵打压计数器示数明显高于B、C两相，抽调运行历史抄录数据进行核实，从2021年5月开始，该缺陷相开关从热备用转运行后变开始频发打压，由于现场不具备停电条件，检修人员从次月开始对缺陷进行为期1月的数据跟踪，如图1所示：图1 GIS油泵日均打压次数趋势图2 现场检查变电修试所于2021年8月按照停电计划以及相关生产作业计划对故障断路器进行停电检查，根据电站人员反馈，该断路器间隔A相（D15-045）油泵启动次数为477次，B相为6次，C相为1次。
通过和现场人员沟通了解，此相机构分合闸都存在频繁打压情况，目前一天平均打压20多次，现场检查发现机构箱内部无渗油痕迹，二次回路绝缘良好，二次屏柜无故障信号，SF6压力值无异常，断路器动特性试验（时间、速度）无异常，断路器回路电阻测试合格，油泵打压计数当天为477次（运行人员每日复归）。
核电厂MSIV阀门运行可靠性提升技术改进研究摘要：核电厂主蒸汽隔离阀MSIV是核岛的蒸汽发生器与常规岛的汽轮发电机组之间，实现蒸汽控制、安全隔离的关键设备。
其运行条件苛刻，要求主蒸汽隔离阀在信号控制、驱动动作等方面，均要有极高的可靠性。
在日常生产活动中如何检验、保证并提升主蒸汽隔离阀的可靠性能，需要每一位核电工作者进行思考。
关键字：MSIV；主蒸汽隔离阀；漏油；可靠性1.主蒸汽隔离阀运行期间的故障及分析主蒸汽隔离阀（MSIV）是蒸发器与二回路之间实现隔离的关键设备。
在核电机组运行期间，会通过每月一次的部分关闭试验、带载试验（华龙一号）检查验证阀门动作情况及控制回路是否正常。
试验时各核电机组均出现过不同种类的故障。
1.1气动泵供油油压过低此故障属于局关试验常见故障之一。
2017年某核电机组执行局关试验时，发现供气减压阀定值漂移导致气动泵出力较小，控制回路油压提升缓慢导致阀门开启较慢，开启到95%开度后气动泵已无法再继续提升油压，最终导致MSIV停止开启。
1.2快关错油阀卡涩2017年某核电机组执行局关试验时，因快关错油阀1273DR推杆卡涩或者其内部杂质堵塞使油路不通导致错油阀未开启，使得MSIV油压未降低、阀门未动作，判定MSIV的一列快关功能不可用。
后电厂编写检修方案，将卸油回路隔离并完成快关错油阀的清洗处理。
1.3试验错油阀未动作2000年某核电机组运行人员执行局关试验时，试验选择按钮2001CC打到002VV后发现试验错油阀未按照预期转向试验状态。
运行人员马上将2001CC重新恢复至“N”位置并通知维修人员处理。
最终发现2001CC下游触点故障，导致试验电磁阀2262EL未能励磁、试验错油阀2262DR未动作。
1.4限位开关SM7、20s延时复位继电器未正常触发1997年至2000年期间，大亚湾核电厂及岭澳核电厂分别出现过SM7限位开关故障导致中间限位开关SM7未能正常触发的缺陷。
后MSIV在20s延时复位继电器的作用下重新恢复打开。
改进的模糊评价法在核电厂主蒸汽隔离阀调试中的应用摘要:核电站主蒸汽隔离阀结构复杂且要求很高的安全系数,是核电站的关键的设备之一。
主蒸汽隔离阀的调试效果关乎到核电站的安全。
由于系统复杂在调试过程中难以将多个试验的结果统一衡量。
本文将改进的模糊评价法应用到调试评价中,将两个主蒸汽隔离阀的多个实验数据统一综合评价,提高了调试的效果。
关键词:主蒸汽隔离阀云模型模糊评价核电调试作为核电站设计、采购、建造安装、调试四个环节的最后一个环节对核电站的安全运行起到很大的作用。
一些关键设备的调试效果的好坏将直接影响到核电厂运行后的安全。
对一些复杂的设备评价指标比较的多系统也比较复杂,如何将这些评价指标综合起来评价一个复杂设备的调试效果的好坏,是一个需要解决的问题。
针对以上的问题,将改进的模糊评价法应用到主蒸汽隔离阀的调试中去,对调试的效果进行对比改进,提高调试效果。
1 基于云模型标度的判断矩阵1.1 传统层次分析法标度矩阵的缺点对于复杂系统的评价需要建立多要素多层次的评价系统并采用定性与定量相结合的方法。
20世纪70年代提出了著名的层次分析法(AHP),经过几十年的发展层次分析法应用在各个管理和决策领域,特别是在一些复杂对象的评价中应用广泛。
传统的层次分析法中采用整数数值表示两两因素比较重要性的大小。
而实际上重要性的大小是一个具有稳定倾向的随机数,所以用1到9这样确定的数字并不能完全客观的表示两两相比较的重要性。
为了克服这一缺点,下面给出了云模型标度判断矩阵的要素重要性刻画。
1.2 云模型标度矩阵云模型是用自然语言描述的某个定性概念与其数值表示之间的不确定性关系。
云的数字特征用期望,熵,超熵这3个数字特征来表征[1]。
则传统的整数的判断矩阵可以分别用至九个云来表示,云模型的示意图如图1。
这里九个云的期望分别为1至9。
则熵和超熵的取值可以基于黄金分割法得到, 。
各云超熵为,。
1.3 基于云模型标度判断矩阵的层次分析法可以得到某一层元素相对于上一层某一元素的基于云模型表示的两两重要性比较的判断矩阵如下[2]。
福清核电1、2号机组主蒸汽隔离阀油压高问题分析与处理作者：刘斌付增来源：《智富时代》2018年第07期【摘要】福清核电1、2号机组采用的主蒸汽隔离阀为美国FLOWSERVE设计制造型号为KASSSB0800CG的楔式双闸板阀，在主蒸汽隔离阀正常运行期间发现主蒸汽隔离阀油压多次超过安全阀起跳压力。
安全阀起跳后若安全阀无法回座且气动泵失效，则油压持续下降，主蒸汽隔离阀有意外关闭的风险。
本文对主蒸汽隔离阀油压高的原因进行了分析讨论，确定主蒸汽隔离阀油压高的原因为液压油受热膨胀、蓄能器内氮气受热膨胀、压空减压阀定值漂移、压空减压阀内漏，并给出了主蒸汽隔离阀油压高的解决措施及建议。
【关键字】主蒸汽隔离阀；油压高；受热膨胀；安全阀一、概述（一）现象描述2016年5月6日，维修巡检发现，2VVP003VV油压高达3720psi，接近油路安全阀的起跳压力（3750±200psi）。
截止2016年6月24日，油压已多次超过安全阀起跳压力，最高达3900psi。
（二）设备基本情况主蒸汽隔离阀为美国FLOWSERVE设计制造的楔式双闸板阀，其执行机构由一个氮气贮罐和一个与其相连的液压缸组成。
贮罐中的氮气用作不会失效的关阀弹簧，关阀时不需要其他能动装置。
要开启阀门，则需要通过一个气动泵将液压流体打入执行机构，克服氮气压力和阀杆、闸板自重，从而打开阀门。
阀门的开启通过一个控制回路实现。
阀门关闭时，通过控制回路将液压流体排回油箱里，控制回路可以调节液压流体的排放速度，从而调节关阀速度。
完整的控制回路分三个部分：——泵回路；——两个类似的液压回路，一个位于泵侧，另一个位于相对的另一侧。
两个回路互为冗余，分别由A、B列电源供电。
二、原因分析及处理措施（一）液压油受热膨胀环境温度升高，造成液压油受热膨胀，油压随之升高。
（二）蘑菇头内氮气压力的影响当阀门即将脱离全开位时，液压缸台肩对活塞的力F减小到零，油和氮气对活塞的作用力相等。
运行期间主蒸汽安全阀误开事故分析及响应摘要：主蒸汽安全阀为蒸汽发生器提供二次侧超压保护，如果发生误开启事故，将会造成一回路冷却剂系统不可控冷却，由于慢化剂的负温度系数，这将向反应堆引入正反应性。
文章分别对满功率运行和热态零功率运行时一个主蒸汽安全阀误开启事故进行模拟，分析了非能动安全设施对此事故的自动动作情况，并针对此类事故发生时主控室操纵员、运行值班员和维修人员应该如何响应提出优化方案，确保在尽可能短的时间内将事故的影响降低，并逐渐恢复电厂的运行状态。
关键词：主蒸汽安全阀；事故模拟分析；非能动；事故响应1．引言三门核电厂两台蒸汽发生器经过两条主蒸汽管线连接到一个主蒸汽母管，每条主蒸汽管线有六个弹簧加载式安全阀[1]（见图一），其有四个安全相关功能[2]：防止蒸汽发生器二次侧超压、安全壳隔离、主蒸汽隔离和蒸汽发生器隔离。
二次侧超压保护作为其行使安全相关功能的重点，当汽轮机快速甩负荷，旁排系统不可用，造成主蒸汽管线超压的风险时，将过多的蒸汽通过主蒸汽安全阀排走，从而带走一回路产生的过多的热量。
这样设计的目的是每个安全阀在110%主蒸汽设计压力下的最大蒸汽释放能力被限制在一定数值之下，以限制一个安全阀意外失效或者卡开时蒸汽不可控排放的流量及随之带来的反应堆瞬态。
在WANO事件报告中，2011-02-07, Balakovo 4号机组在满功率运行,由于控制回路管线断裂导致主蒸汽安全阀意外开启并无法复位,导致反应堆过冷,引入大量正反应性,最终反应堆紧急停堆维修。
2011-4-29，Withkola 3号机组在大修期间，发现一个主蒸汽安全阀由于腐蚀，密封部件造成损坏，还好发现及时，避免了运行带来的风险。
FSAR事故报告第15章对主蒸汽安全阀误开事故定为Ⅱ类事故，即中等频率事故[3]。
该报告分析认为三门核电一个主蒸汽安全阀误开事故在满功率情况下不会触发停堆，在零功率下，反应堆有足够的停堆深度不会重返临界，满足事故分析验收准则，以主蒸汽管线小破口进行包络，进行了简单定性的分析，故有必要模拟整个事故进程，对整个事故可能对电厂造成的影响进行分析。
机电信息工程主蒸汽隔离阀月度试验阀门不动作问题分析及处理谢祖妙余源王志强（福建福清核电有限公司，福建 福清350318）摘要：主蒸汽隔离阀为核电厂二回路主蒸汽系统 上的第一道隔离阀，是反应堆的第三道安全屏障。
在机组运行期间，主蒸汽隔离阀必须执行月度部分关闭（即90%全行程）试验，以确保该阀门每个回路的可用 性。
本文结合阀门结构原理，以福清1i2号机组主蒸汽隔离月度试验过程中发生阀门无法开启等问题 为背景，分析故障原因，并提出了相 I 决措施。
关键词：主蒸汽隔离阀；月度试验;减压阀；试验阀1 述（以下简称MSIV ）安装在压水堆核路管道上，是一个能执行5＞内快速关闭的核安全功能的 关 。
某核电1i2号机组的MSIV 为美国Flowserve 生产的一个包括了液、气"的线 塞式机构。
该 的液压缸上部是一个半球形的高压氮气，它的作用相当于一个永不失效的 。
液压 ；设动油泵，高压的液压入液压活塞下部，克服氮气的压力，驱动活塞 ,开。
关则是通 压回路 压，被压缩的高压氮气做功来完成的。
图1 MSIV 逻辑控制图2 主月度部 试验MSIV 的为 部分行程（关闭10%的全行程）试验。
用 泵侧（B 列）及非泵侧（A 列）的主排放电磁阀（2-89和3-89）和主排放阀（2-28和-28）可用性*在历部分关闭试验中，现场出现过阀门无法回到全开限位、无法 关回路、阀门无法脱开全开限位等多种 *现笔 据不同情 况 ，结合 结构原理 探讨并处理*3 部 试验中阀门无 开的问题3.1现场问题在执行VVP-T-002（部分关）时完成 部分关闭后 开阀动作，气动泵工作一段时间后 ，此时阀门指示杆未触及全开位，半开位 ， 无法全开*3.2故障排查及处理（1）路堵塞。
由于阀门气动泵工作一段时间，且开 段 ，表明液压油可以 入压回路中* 中的化验合格的，进油管路中不存在小孔*路堵塞的可 小*（2） 泵本效* 动泵在 可 动作,气动泵的动作、声音均顺畅，无异常。
![一种低压蒸汽差压发电系统及其回用蒸汽背压控制方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/7d90aab7ad02de80d5d840c4.png)
专利名称：一种低压蒸汽差压发电系统及其回用蒸汽背压控制方法
专利类型：发明专利
发明人：邱煜,高玉强,张敏,赵春禾,印锋华,牟磊,李锋,熊宗余,张颖,王伟,王海波
申请号：CN201310058839.6
申请日：20130225
公开号：CN104005801A
公开日：
20140827
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种低压蒸汽差压发电系统及其回用蒸汽背压控制方法，涉及利用蒸汽减温减压过程中的热能的方法和装置，所述的低压蒸汽差压发电系统包括低压蒸汽主管路、主路系统、旁路系统、发电机组系统和控制系统，所述的主路系统包括控制发电机组蒸汽流量的主汽阀，所述的旁路系统设有旁路调节阀，所述的回用蒸汽背压控制方法通过对回用蒸汽背压检测与控制，根据背压实测值Pc与排汽压力设定值Ps的关系，控制系统进入功率控制模式、背压控制模式或者旁路控制模式，可以在来源蒸汽或用户管网压力波动的情况下，通过主汽阀和旁路调节阀控制回用蒸汽背压，在满足低压蒸汽用户需要的同时，确保发电机组稳定运行，使蒸汽压降过程损失的能量得以有效利用。
申请人：宝山钢铁股份有限公司,上海西重所重型机械成套有限公司
地址：201900 上海市宝山区富锦路885号
国籍：CN
代理机构：上海三和万国知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：刘立平
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主蒸汽隔离阀油压问题分析及应对措施主蒸汽隔离阀作为锅炉系统中的重要部件，其正常工作对于整个系统的稳定运行至关重要。
然而在实际运行中，主蒸汽隔离阀在油压方面出现问题的情况并不少见，这不仅影响了其正常工作，还可能会导致严重的安全事故发生。
对于主蒸汽隔离阀油压问题进行分析并找出应对措施显得尤为重要。
一、主蒸汽隔离阀油压问题及其影响1. 油压问题的表现主蒸汽隔离阀在实际运行中，油压问题主要表现为压力过高或者过低。
过高的油压会导致阀门启闭不灵活，加剧磨损，甚至造成阀门卡死；而过低的油压则会导致阀门无法完全关闭，造成蒸汽泄漏，严重时还会引发爆炸等安全事故。
2. 影响主蒸汽隔离阀油压问题的存在会导致系统的安全性降低，同时也会影响锅炉的能效和运行稳定性，最终导致生产效率的下降。
1. 压力设定不当在主蒸汽隔离阀的油压问题中，最常见的原因是压力设定不当。
当油压设定过高或过低时，都会导致阀门的异常工作，甚至损坏阀门内部结构。
2. 油路堵塞油路堵塞也是主蒸汽隔离阀油压问题的常见原因之一。
在长时间运行中，油路中会积聚杂质，导致油路堵塞。
这会导致油压过高或者过低，影响阀门的正常工作。
3. 油泵故障主蒸汽隔离阀的油泵故障也是引起油压问题的原因之一。
如果油泵工作异常或者损坏，就会导致油压异常，进而影响到主蒸汽隔离阀的正常工作。
1. 定期检测和维护为了防止主蒸汽隔离阀油压问题的发生，应该定期对油路、油泵和阀门进行检测和维护。
及时清理油路杂质，保证油泵的正常工作状态，以及检查阀门的密封性能。
2. 调整油压设定值在实际运行中，需要根据锅炉的实际情况来调整主蒸汽隔离阀的油压设定值，以确保阀门的正常启闭并且保持良好的密封性能。
3. 更换老化部件当发现主蒸汽隔离阀存在油压问题时，应该及时更换老化部件，保证整个系统的顺利运行。
4. 安装报警装置为了及时发现主蒸汽隔离阀的油压问题，可以安装相应的报警装置，一旦发现油压异常，便可及时采取措施，避免出现安全事故。
主蒸汽隔离阀关限位开关误触发后干预行动分析摘要：主蒸汽隔离阀是核电厂的关键重要设备之一，主要用于实现主蒸汽密封隔离功能，紧急工况下5s内快速关闭，缓解事故后果，根据主蒸汽隔离阀逻辑设置，主蒸汽隔离阀关限位开关SM5误触发情况下将会导致主蒸汽隔离阀缓慢关闭，本文主要阐述主蒸汽隔离阀关限位SM5被误触发情况，如何进行干预化解风险，保证机组安全可靠运行。
关键字：主蒸汽隔离阀；关限位1.简介M310机组主蒸汽隔离阀在最初的逻辑设置上，关限位SM5触发后，将复位开命令保持回路，使主蒸汽隔离阀以慢关的形式缓慢关闭，同行电厂多次出现主蒸汽隔离阀关限位开关被误碰后导致主蒸汽隔离阀缓慢关闭最后导致停堆事件，本文主要从运行操作干预上分析主蒸汽隔离阀关限位开关SM5误触发后，主控室操纵员可进行的干预操作。
1.逻辑分析根据主蒸汽隔离阀关闭逻辑，以下均以VVP001VV的A列为例，正常机组满功率运行期间，导致主蒸汽隔离关闭的信号如下：1）慢关信号：主蒸汽隔离阀局部关闭试验信号；主控室发出的关闭命令信号（KIC/BUP）；关限位SM5处于触发。
2）快关信号：来自RPR系统的主蒸汽隔离信号；来自ECP盘的主蒸汽管线隔离信号。
VVP001VV开启命令发出后，由于蓝色标注部分的自保持回路使得B点输出一直为1，VVP211EL电磁阀得电，使得气动泵处于供气状态，根据气动油泵活塞构造，自动维持气/油回路压力60：1关系，VVP251/271EL电磁阀处于失电状态，使得卸油阀处于关闭位置，VVP001VV保持开启状态。
针对主蒸汽隔离阀关限位开关SM5触发后导致主蒸汽隔离阀关闭逻辑顺序如下：当VVP001VV关限位开关SM5触发时，自保持回路B输出变为0，VVP211VV 关闭，气动泵停止，油回路不再进油，该命令同时使得试验电磁阀VVP261EL得电，试验错油阀VVP261DR动作至限流半开位置，VVP261SM3开限位消失，经过2S延时输出1，使得主电磁阀VVP251EL得电，主错油阀VVP251DR开启，同时由于试验错油阀VVP261DR处于限流半开状态，使得VVP001VV开始慢关。
主蒸汽隔离阀油压问题分析及应对措施【摘要】本文主要围绕主蒸汽隔离阀油压问题展开分析。
在首先对主蒸汽隔离阀油压问题进行了详细分析，包括可能的原因和影响。
随后给出了相应的应对措施建议，提供了一些建议的维护保养方法，以及对主蒸汽隔离阀的工作原理进行了解析。
在对文章内容进行了总结，提出了进一步的建议。
通过本文的阐述，可以帮助读者更加全面地了解主蒸汽隔离阀油压问题，并掌握相关解决方法，保障设备的正常运行和延长使用寿命。
【关键词】主蒸汽隔离阀、油压问题、分析、原因、应对措施、维护保养、工作原理、结论、建议。
1. 引言1.1 背景介绍主蒸汽隔离阀在工业生产过程中起着至关重要的作用，它能够控制蒸汽流向和压力，确保设备的正常运行。
在使用过程中，一些厂家或用户可能会遇到主蒸汽隔离阀油压问题，频繁出现的问题可能会影响设备的稳定性和工作效率。
背景介绍：主蒸汽隔离阀油压问题是指在主蒸汽隔离阀使用过程中，油压异常或不稳定所引起的故障。
这种问题可能导致阀门无法正常开启或关闭，影响设备的正常运行和生产效率。
主蒸汽隔离阀油压问题的出现可能与阀门设计不合理、使用环境不良、维护保养不当等因素有关。
解决这一问题需要对其进行详细的分析和检修，同时制定有效的应对措施和维护保养计划，以确保设备的长期稳定运行。
对于主蒸汽隔离阀油压问题，厂家和用户应该重视起来，及时采取相应的措施进行解决和预防。
只有通过科学的分析和维护保养工作，才能确保主蒸汽隔离阀的正常运行，提高设备的使用寿命和生产效率。
2. 正文2.1 主蒸汽隔离阀油压问题分析主蒸汽隔离阀是蒸汽系统中至关重要的一个部件，它的作用是控制蒸汽流向和压力，确保蒸汽系统的安全运行。
在实际应用中，很多用户经常会遇到主蒸汽隔离阀油压问题，导致系统无法正常工作。
主蒸汽隔离阀油压问题主要表现为压力不稳定、泄露或无法关闭等现象。
造成主蒸汽隔离阀油压问题的原因有很多，主要包括以下几点：首先是主蒸汽隔离阀内部密封件损坏或老化，导致泄露或无法密封；其次是阀门部件安装不当或受到损坏，造成阀门无法正常开关；再者是蒸汽系统压力过高或过低，导致隔离阀无法正常工作。
核电厂阀门密封面新材料研究
牟杨
【期刊名称】《电力系统装备》
【年(卷),期】2024()3
【摘要】核电厂新版RCCM标准中为了解决钴合金活化后产生钴60引发放射性升高问题,也同时为了解决特殊工况下的耐腐蚀问题,推荐了阀门密封面铁基合金新材料。
文章介绍了现有材料面临的问题,并对于新兴替代材料——在核电厂用作改进“死管段效应”且是国内首次应用的新材料NOREM02进行了分析和研究。
对已经应用到现场6 a的安全注入系统“死管段”边界隔离阀的阀座堆焊NOREM02材料,分别从理化性能、微观组织等进行了分析,为后续选用该材料提供了参考。
【总页数】4页(P172-174)
【作者】牟杨
【作者单位】中核核电运行管理有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM73
【相关文献】
1.阀门支架在核电厂的应用研究
2.核电厂阀门密封面常见缺陷及焊接修复策略
3.核电厂阀门装反事件分析研究与对策
4.核电厂阀门限位开关鉴定试验方法研究
5.核电厂气动阀门定位器翻新复用技术研究
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核动力工程Nuclear Power Engineering Vo l.35.S1 A p r.2014第35卷 增刊12014年4月文章编号：0258-0926(2014)S1-0103-04主蒸汽隔离阀执行机构液压系统超压分析牟杨，董军成，卢祺中核核电运行管理有限公司，浙江海盐，314300摘要：秦山核电厂二期扩建工程的主蒸汽隔离阀执行机构在调试和运行中经常出现超压现象。
通过对执行机构中氮气随温度的变化情况进行分析可知，超压的根本成因是：蓄能器活塞未设置温度补偿间隙，液压油随温度膨胀后，蓄能器无膨胀空间导致超压。
提出了在超压发生时的临时处理方案，设计了主蒸汽隔离阀泄压模块并现场应用，成功解决了主蒸汽隔离阀执行机构超压问题。
关键词：主蒸汽隔离阀；执行机构；液压系统；超压中图分类号：TL48 文献标志码：A0 引 言核电厂主蒸汽隔离阀（MSIV）位于压水堆核电厂二回路主蒸汽系统管道上，其功能是防止蒸汽发生器和MSIV之间某一主蒸汽管道破裂而造成安全壳超压及主系统冷却。
秦山核电厂二期扩建工程3、4号机组在调试和运行中，其MSIV 执行机构频繁出现液压系统超压现象，影响到设备的正常运行。
本文对其液压系统出现的超压现象进行分析，并提出解决方案。
1 MSIV液压系统1.1 系统组成MSIV的执行机构部分主要由动力单元和过流控制部件组成。
动力单元即泵回路，包括油箱、泵、电机及相关的干燥装置、过滤装置等；过流控制部件包含电磁控制阀、气蓄能器、气罐、止回阀、超压保护的安全阀等。
1.2 工作原理根据标准RCC-P2.1.3.3.6的要求，MSIV必须在反应堆保护系统（RPR）快速关阀信号产生后5 s内关闭。
为满足该要求，秦山核电厂二期扩建工程采用的MSIV的执行机构快速关阀部分设计成高压氮气系统，作为不会失效的蓄能器，在触发快关信号时打开电磁阀来释放氮气的压力，从而迅速地关闭阀门（图1）。
MSIV 的“快关功能”是在快关电磁阀的控制阀得电后，快关卸油电磁阀打开，使主活塞下方液压油与回油箱连通。
同时快关进油阀的控制电磁阀得电，快关进油电磁阀打开，高压氮气迅速推动活塞，将蓄能器中的活塞下部的液压油注入油缸主活塞上部，实现快速关闭阀门功能。
蓄能器结构见图2。
2 MSIV液压系统超压分析秦山核电厂二期扩建机组的MSIV执行机构在投入运行后，发现其液压系统的压力超过其压图1 主蒸汽隔离阀快关的原理简图Fig.1 Schematic Diagram for MSIV Fast off图2 蓄能器（氮气/液压油缸）结构Fig. 2 Accumulator (Nitrogen / HydraulicCylinder) Structure收稿日期：2013-11-15；修回日期：2014-01-19核动力工程 V ol.35. S1. 2014 104力表的量程上限（3.44 MPa）。
而MSIV的运行维护手册要求，其液压系统正常的运行压力应等于氮气压力。
根据MSIV液压执行机构运行参数记录（表1）发现，只有在冬天最为寒冷的时候（11月、12月、1月），满足其理论的设计要求，即氮气压力和液压油的压力相等。
2.1 温度导致的氮气压力变化对超压的影响由于氮气的体积随温度的升高而膨胀，随温度的降低而收缩。
蓄能器中的活塞也会相应的产生位置的变化。
根据热力学公式，对液压油压建立后，由于温度变化导致的氮气压力变化进行验算。
根据现场的数值，取初始状态的压力P1=19.31 MPa，升温状态的压力P2=20.34 MPa，初始状态的温度T1=287 K，升温状态的温度T2=302 K。
得到的升温前后的容积比为0.9995，即实际氮气的体积没有变化。
这说明蓄能器中的活塞在升温的过程当中没有因为氮气的压力升高产生移动，升温后的氮气的实际体积基本没有变化。
而设计上活塞应为浮动活塞，以位移来补偿液压油的膨胀量。
2.2 蓄能器活塞补偿间隙验证由表1可见，氮气侧的压力在较多的时间里远低于液压油的压力，最高氮气的压力和液压系统油侧压力相差2倍，这是不正常的。
蓄能器原设计的初始充氮后氮常温下的气压力为14.48 MPa，液压油侧压力为0，氮气将活塞压至蓄能器底部。
理论上，MSIV投入运行后，液压油泵将液压油侧增压至19.31 MPa。
随着油压的上升，活塞位置上升并压缩氮气使氮气侧压力上升。
由于MSIV本体温度上升，使得MSIV 的氮气、液压油温度上升，氮气压力升高，蓄能器中的油由于体积微小膨胀压力也上升，推动活塞向氮气侧移动，直到压力下降到和氮气压力相等。
压力相等后两侧压力一直保持平衡，活塞保持不动，蓄能器的氮气侧设计有补偿液压油热膨胀的间隙。
但是实际上液压油压力远大于氮气压力，这只有在蓄能器的活塞位于蓄能器的顶部才会出现这种情况。
将压缩后的氮气容积V2与蓄能器进行比较，即可验证是否有氮气侧补偿间隙。
取P1=14.82 MPa，P2=19.31 MPa，V1=0.3785 m3，并认为升压前后的温度相同，计算得V2=0.2839 m3。
实际蓄能器的氮气容量（0.3028 m3）大于V2，表明在初始充氮定值为14.82 MPa 下活塞位于蓄能器的顶部。
现场通过回音敲击法和超声检测也再次验证了这一推论。
所以，超压的原因为由于蓄能器（氮气/油缸）的活塞位于氮气侧极限位置。
液压油温度升高产生了小幅膨胀，因为活塞位置不可移动，以及液体几乎不可压缩的特性，液压油的压力迅速升高到34.48 MPa，从而超过设计要求压力。
3 超压问题的处理方案3.1 临时处理方案由于液压系统压力是由温度上升导致液压油膨胀引起的，为了避免执行机构长时间在超液压系统压力下工作，可临时释放密封液压系统液压油的方法来降低液压系统的压力。
具体做法是打开密闭回路中的排油阀，在压力升高时进行手工卸油压，将油压降至20.69 MPa表1 主蒸汽隔离阀液压执行机构运行参数记录Table 1 Operation Data Sheet for Hydraulic System日期系统油压/MPa 氮气压力/MPa 环境温度/℃氮气温度/℃系统油温/℃阀体温度/℃2011.1.13 19.31 19.31 14.5 14 14.2 160 2011.2.14 21.72 19.72 20 20.1 22.4 181.6 2011.3.12 22.75 19.79 22.8 20.6 23.6 179.2 2011.4.15 23.45 20.55 31.8 32.6 38.6 183.5 2011.5.16 22.07 20.34 33.7 32.4 36.6 164.7 2011.6.15 25.52 20.69 34 33.8 36 170 2011.7.13 26.20 20.69 41 34.8 38 172 2011.8.16 34.48 20.90 45 37.1 39.9 187.5 2011.9.15 28.97 20.97 42.1 38.1 43.3 181.4 2011.10.10 26.20 20.34 35 29 34.3 181.9 2011.11.20 19.17 19.17 20 11.9 27.1 164 2011.12.21 19.51 19.52 16.5 16.8 19.4 156.5牟杨等：主蒸汽隔离阀执行机构液压系统超压分析105左右后停止。
3.2 厂家处理方案分析由理想气体的状态方程可以看出，提高初始的充氮压力P1可以提高V2的大小，直到V2大于氮气罐的总容量0.3028 m3时，可以将蓄能器的活塞下压，在蓄能器的顶部产生补偿间隙。
提高初始充氮压力至15.86 MPa时：取P1=15.86 MPa；P2=19.31 MPa；V1=0.2839 m3，计算得V2=0.3109 m3。
可在活塞上方形成0.0081 m3的氮气空间。
MSIV执行机构的液压泵的有一个关键的自启动安全功能，即当液压系统由于阀门内漏、破口等原因发生卸压时，为了保证蓄能器有足够的液压油能够完成快关功能，执行机构液压系统中的压力开关测量到液压系统压力低于17.24 MPa左右时，提供信号将液压泵自动启动，重新将液压系统升压，直到到达停泵的压力开关定值19.31 MPa 。
如果修改初始的充氮定值至15.86 MPa，如果发生液压油泄漏，蓄能器活塞由于氮气的推力慢慢下降，使得活塞下部的液压油逐步减少，直到17.24 MPa 油泵才会启动。
此时对应的蓄能器残余液压油量将从15.86 MPa 氮气压缩至17.24 MPa 时的氮气体积。
取P1=15.86 MPa，P2=17.24 MPa，V1= 0.3785 m3；计算得：V2=0.3483 m3，则所需要的液压油量为：V=V1-V2=0.0302 m3，0.0302 m3小于关闭阀门所需要液压油量0.0360 m3，不能够满足完成一次动作快关所需要的液压油量。
所以修改执行机构的充氮定值的方法会导致液压系统泄漏工况下，MSIV执行机构丧失快关功能。
3.3 超压现象解决方案为了满足快关油量的需求，并且保证温度变化时液压系统的油压不超过系统的设计定值。
设计利用执行机构的现有接口，增加一个自动泄压的外部卸压模块回路，使得温度升高液压油体积膨胀部分的液压油回流到油箱中。
卸压模块包含：常开针形截止阀，作为自动卸压阀的安全阀；其一端和密闭液压回路段连接，另一端和油箱连接的相应接口及管道连接。
增加的卸压模块可以在系统因为温度上升产生过大体积膨胀时经由安全阀将多余液压体积排向油箱。
使液压系统压力不会超过规定的范围，达到保护液压系统的作用。
其中安全阀的开启压力为24.82 MPa。
高压引压点选择从主蒸汽隔离阀执行机构液压系统快关油罐下侧的已有预制的TP2（testpoint2）即压力测试点处接出。
卸压模块连接到油箱上大修过滤液压油的液压小车的接口，内部连接回油箱。
同时将充氮的初始定值回复到最初的13.79 MPa的定值。
这样，在增加卸压模块后，既可保证液压系统在高于运行压力时将油压自动卸载到油箱内，同时又保证了活塞位于蓄能器的最上端，绝对足以满足快关的需要，问题得到很好的解决。
4 结束语MSIV执行机构作为重要核安全设施，其安全运行对于保证核电厂的安全生产和营运有着重要的意义。
本文针对秦山核电厂二期扩建工程中MSIV在调试运行中出现液压系统超压问题进行了分析，通过分析找出了其产生的原因，并提出了易于现场实施的解决方案。
为同型和类似执行机构液压系统出现的问题分析、学习、处理以及整个调试、检修提供了经验参考。
核动力工程 V ol.35. S1. 2014 106Analysis and Solution of Overpressure Issue of Main SteamIsolation Valve of Expansion ProjectMou Yang，Dong Juncheng，Lu QiCNNC Nuclear Power Operations Management Co., Ltd，Haiyan, Zhejiang, 314300, ChinaAbstract: The overpressure problem frequently occurred in the commissioning and operation of main steam isolation valve (MSIV) actuator of Qinshan Phase II expansion project. The analysis of the change of the nitrogen with the temperature found that the fundamental cause of the problem is as follows: there is no temperature compensation space for the accumulator plunger, and the hydraulic oil expanded with the change of temperature, and there is no space for accumulator to expand. A temporary scheme for overpressure problem is proposed, and a pressure relief device is designed and applied in real situation. The overpressure problem of MSIV actuator is solved successfully.Key words: Main Steam Isolation Valve, Actuator, Hydraulic pressure system, Overpressure作者简介：牟杨（1986—），男，工程师。
