某国产核电厂安全壳隔离阀内漏分析及改进.docx

1、某国产核电厂安全壳隔离阀内漏分析及改进蒋泰铿I白新鹏2渊1.福建福清核电有限公口1袁福建福州350000H2.中国核电工程有限公口1袁中国北京100000冤拘摘要虢本文分析介绍了某国产核电厂核岛安全壳通风系统安全壳隔离阀的功能尧结构袁对起阀门密封作用的各零部件做了详细的介绍袁结合出现的阀门内漏故障袁分析阀门内漏原因尧处理方式袁并介绍改进措施遥担关键词侬安全壳隔离阀曰泄露曰密封日改进中图分类号院TL351.6文献标识码院A文章编号院2095-2457渊2019冤05-0050-004DOIK10.19694/ki.issn2095-2457.2019.05.015ResearchandImpro

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

3、eitconcludedwithadetailedexplanationonvalvecomponentsandports,andintroduceslhereasonofleakage,theresolvemethodandimprovementmethod.菖KeywordsliContainmentisolationvalve;Leakage;Seal;Improvement0前言某核电机组核岛的安全壳上安装了16台通风相关的安全壳隔离阀袁其中8台口径750mm的安全壳隔离阀属于安全壳换气通风系统渊下文简称EBA系统冤袁8台口径250mm的安全壳隔离阀属于安全壳大气监测系统渊下文简称ET

4、Y系统冤遥EBA尧ETY系统安全壳隔离阀由国内某阀门厂家生产袁在安装尧调试尧这行过程中屡次出现内漏缺陷袁本文通过介绍阀门结构袁分析内漏可能原因尧内漏处理方式袁提出相应的改进尧优化措施袁确保安全壳隔离阀的可靠性遥1阀门功能及技术要求EBA系统的安全壳隔离阀用来保证安全壳在1皿事故时的密封性遥每一贯穿件串联两个阀门袁一个位于安全壳外袁一个位于安全壳内渊如图1所示冤遥所有阀门可以手动打开袁自动关闭袁要求能够自动快速关闭渊时间少于3秒钟冤遥ETY系统的安全壳隔离I倒在反应堆正常运行工况袁能够开启和关闭曰在设计基准事故工况袁将安全壳和外部进行隔离遥符一贯穿件串联两个阀门袁均位于安全壳外渊如图2所示冤遥第

5、一个阀门渊靠近安全壳墙袁003VA尧009VA尧004VA尧010VA冤可以气动驱动打开袁第二个瓣门渊005VA尧006VA尧007VA尧008VA冤可以手动打开袁两个阀门均要求能自动快速关闭渊关闭时间小于1秒冤遥ETY系统与EBA系统安全壳隔离阀操作的不同之处是ETY系统的安全壳隔离阀无法由就地人员手动关闭袁而只能由主控或者其他控制信号关闭袁对于EBA系统安全壳隔离阀则只要电磁离合带电袁就能由就地人员就地进行开关操作遥过蓄能提供阀门关闭力袁弹簧驱动齿条运动袁从而带动拨叉实现阀门的关闭袁在关闭过程中袁弹簧腔中的气体通过弹簧腔上的排气螺检排出袁以免排气不畅袁阀门快关受阻袁导致阀门无法完金关闭遥阀

6、门本体采用三偏心结构渊如图4所示冤宜保证密封圈只是在关闭位置时才与阀座接触袁不会产生相对摩擦和磨损袁即具有开启时能瞬间脱开袁关闭时具有越关越紧及磨损补偿的功能遥又能确保密封面周向接触的均匀一致性遥关阀时密封圈渐渐切入阀门密封而袁能自动消除密封面上的杂质遥叶安全壳隔离阀技术规格书曳要求制造厂执行阀门和阀座密封试验院阀门装配和涂漆完成后袁在常温条件下袁对阀门的承压端袁用压力分别为0.OIMPa和0.42MPa的空气进行试验袁每个徊门密封面的泄漏量洲内漏冤应小于0.51/h袁不允许有任何外漏遥安全壳隔离阀的内漏袁直接影响了反应堆厂房的泄露率袁以及安全壳贯穿件可用性遥叶运行技术规范曳对机组在功率运行阶

7、段的反应堆厂房的泄漏率尧安全壳贯穿件的可用性均有IF.常严格的要求袁安全壳隔离阀的故障袁将可能导致机组状态的后撤遥2阀门结构及密封实现安全壳隔离阀由驱动装置克阀门本体及其附件三部分组成遥驱动装置主要包括执行机构渊气动马达或者手轮冤尧蜗轮蜗杆尧齿轮齿条尧拨叉机构尧弹簧腔等部分曰阀门本体主要包括阀体尧蝶板尧阀轴尧阀座尧配对法兰等部分日附件主要包括电磁匡合器尧电磁阀尧参照图3袁涡轮蜗杆装置转动袁使蜗轮驱动齿条运动袁从而带动拨义转动实现阀门的开启袁同时压缩弹簧袁为阀门关闭枳蓄能量袁做好准备遥当系统失电时袁电破离合器失电脱开袁弹簧腔内被压缩的弹簧通图4阀门本体结构图安全壳隔离阀关闭状态时袁御座密封面A与

8、密封圈的外椎面接触形成密封副渊见图5策袁阀门的驱动装置输出扭矩袁使密封副之间形成一定的密封比压袁从而实现阀门的密封遥在关闭位置袁随着介质压力升高袁密封副的比压也相应升高袁从而保证了阀门的密封性能遥密封接触面相对较宽袁对介质中的杂质敏感度不高遥如图6所示袁密封圈由多层次不锈钢片与垫片层叠构成袁密封副形成迷宫式的密封袁确保阀门密封满足要求遥3阀门内漏分析尧处理及改进措施安企壳隔离阀白动关闭时袁弹簧腔内被压缩的弹簧通过蓄能提供阀门关闭力袁在关闭过程中袁弹簧腔中的气体通过弹簧腔上的排气螺栓排出袁以免排气不畅袁阻碍弹簧力释放袁引起阀门的关闭力不足袁无法建立足够的密封比压袁导致阀门内漏遥而排气螺栓上排气孔

9、的大小袁直接决定了排气效果遥1号机组首次装料后升功率期间袁发现安全壳内环境压力上升趋势减缓夏并在壳内正压接近20kPa.g时趋于稳定袁不符合正常运行的升压规律遥通过安全壳泄漏率在线监测系统计算得出安全壳最大泄漏率已超过运行限值遥经现场检查袁发现1EBA001VA尧1EBA002VA密封面有较大泄漏遥阀门内漏袁指的是阀座与阀寤形成的密封副袁在关闭状态无法阻挡介质的通过遥导致阀门内漏的因素非常多袁从阀门本身而言袁主要包括密封副之间的密封比压不足尧密封副结构及质量不理想遥安全壳隔离阀采用三偏心蝶阀结构袁阀漩密封使用不锈钢和石墨组成迷宫式密封袁从设计上保证了密封副的结构尧质量遥因此袁本文主要从密封比压

10、尧现场环境导致密封副质筮问题角度分析阀门内漏的原因遥3.1密封比压不足3.1.1阀门关闭方式不当安全壳隔离阀通过涡轮蜗杆装置转动袁使蜗轮驱动齿条运动袁带动拨义转动实现阀门的开启袁同时压缩弹簧袁为阀门关闭积蓄能最遥如果阀门开启角度不够袁弹簧蓄能不足日或者使用手动方式关闭阙门袁积蓄的能量没有快速释放袁将引起阀门的关闭力不足袁无法建立足够的密封比压袁导致阀门内漏遥1号机组调试期间首次执行EBA系统安全壳隔离阀密封性试验时袁发现所有阀门均存在较大内漏遥检查阀座密封面与阀瓣密封圈袁并未发现明显的缺陷遥将阀门完全打开袁并使用自动关闭模式重新关闭袁再次试验合格遥经分析尧调查发现袁安装期间袁由于现场环境较差袁

11、安装人员担心阀门快速关闭可能会由于异物的存在袁导致阀门密封面的损坏遥在给阀门通电后袁采用了手动方式缓慢关闭阀门袁导致了阀门关闭不到位遥现已升版阀门的运行维护手册袁明确阀门必须在开启角度75%以上进行自动关闭袁避免关闭力不足袁导致阀门关闭不到位袁造成阀门内漏遥3.1.2驱动装置排气不顺畅检查幽座密封面与阀瓣密封圈袁并未发现明显的缺陷袁在排除了阀门关闭不到位尧阀雕密封圈调整垫厚度不合适等可能存在的问题后袁经充分的分析尧讨论袁将缺陷原因锁定为弹簧腔排气不畅遥为了保证机组安全程!定运行袁需优先保证1EBA002VA的密封性遥将1EBA002VA弹簧腔上的排气螺栓拆除渊见图3所示冤袁柬新快关袁使用检漏液

12、检杳未见泄漏遥使用试验装置进行密封性试验袁结果合格遥对于1EBA001VA袁将弹簧腔排气孔由椎3mm扩至椎4颇袁重新快关阀门袁使用试验装置进行密封性试验袁结果合格遥同时通过对安全壳泄漏量进行继续观察尧计算袁满足运行要求袁此次安全壳泄漏超标问题处理完成遥现己对1-4号机组所有DN750的安全壳隔离阀袁将排气螺栓排气孔孔径由椎3mm扩大至椎4mm袁确保排气效果遥图7排气孔孔径改进3.1.3阀福密封圈错位安全壳隔离阀通过阀瓣密封圈与阀座之间的紧密配合保证密封尧不内漏袁阀门在自动关闭时袁阀福密封圈在驱动装置作用下袁快速旋转到与阀座良好配合的位置遥阀澎密封圈跑偏将可能引起阀门的关闭力不足袁导致阀门内漏遥

13、1-4号机组袁在大修期间执行EBA系统安全壳隔离阀密封性试验时袁屡次发现泄漏超标问题袁通常泄漏超标的处理方案为调整阀瓣密封圈袁即院手动将阀门打开一定开度渊大于75度冤袁松掉密封圈压板螺栓袁快关阀门袁让阀箱密封圈重新定位袁重新紧固密封圈压板螺栓遥经过调节后袁能够保证单次的试验合格袁但是开关数次后袁容易再次出现阀瓣密封圈跑偏尧池露超标问题遥对丁阀诲密封圈跑偏充需要重新调整定位袁主要的原因为院阀福密封圈安装位置W能存在细微的偏差遥密封圈压板螺检力炬不足或者锁定方式不够可靠袁在圈门开关过程中密封圈有一定的位移遥针对阀凝密封圈安装位置可能存在偏差袁将密封圈内孔和定位孔加大1mm我增大密封圈自找正范围袁让

14、阀门在关闭时袁阀瓣密封圈受力尧调整位置袁确保在最合适的位置袁保证阀门的密封遥针对密封圈压板螺栓可能存在的松动情况袁在压紧螺栓下加装了一个防松垫圈袁在按照要求进行力矩紧固后袁防松垫圈可确保螺栓不松动袁防止阀瓣密封圈跑偏遥玫进前改进后改进后图9密封圈压紧螺栓加防松垫圈3.2阀门密封副质量不理想安企壳隔离阀阀澹密封圈的设计袁保证了阀门对微小异物尧轻微的阀座密封面损伤的敏感程度不高尧包容程度较强遥但是较大的异物可能导致阀座尧阀滤密封面不能很好的接触尧保证密封袁导致阀门的内漏遥同时袁异物的存在真极有可能导致密封面的损伤袁甚至是密封而上贯穿性的划痕袁导致阀门的内漏遥图10IEBA004VA阀座上划痕对于此种类型的内漏袁需要及时对密封面进行清理袁消除异物袁并更换阀瓣密封圈遥如果阀座密封面划痕较深袁还需要对阀座密封面进行修复遥为了更好的解决这个问题袁在阀瓣密封圈上增加r层氟橡胶片袁在阀门关闭过程中袁氟橡胶片先清除密封面上的异物袁防止异物卡在密封面上遥4结论