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)計上屬于非常重要類的專設(shè)安全設(shè)施。輔助給水汽動泵供汽閥門動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營者的足夠重視。

1　閥門功能

    輔助給水泵系統(tǒng)包括兩臺50%流量的給水汽動泵（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自動切斷主蒸汽而停機(jī)，當(dāng)電子跳閘時，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，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　給水汽動泵閥門動作異常問題

2.1　調(diào)閥調(diào)節(jié)異常問題

    福清核電廠4號機(jī)首循環(huán)運行期間，多次出現(xiàn)4ASG004PO轉(zhuǎn)速異常波動和泵本體及管道振動過大問題，經(jīng)多次查找和驗證發(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號機(jī)組在執(zhí)行3ASG004PO超速試驗，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）報警，經(jīng)檢查為3ASG235VV閥門開啟時間過長導(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)，長期高壓導(dǎo)致閥門調(diào)節(jié)性能下降。

原因排查：

    （1）對給水汽動泵調(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作情況，通過試驗驗證閥門行程和電流成正比，閥門性能驗證無異常。（2）福清核電廠現(xiàn)場儀用壓空的供汽壓力一般在0.68~1MPa，高于設(shè)備的設(shè)計壓力，長時間在超壓下使用，將造成過濾減壓器的故障，影響氣動執(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泵使用的轉(zhuǎn)速探頭為HALLEFFECTSENSORS產(chǎn)品，型號1101and931XP。經(jīng)趨勢分析發(fā)現(xiàn)起泵后60秒左右位置出現(xiàn)轉(zhuǎn)速波動幅度擴(kuò)大現(xiàn)象，初步分析認(rèn)為是轉(zhuǎn)速探頭信號突變引起。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)速探頭信號突變干擾，調(diào)閥會頻繁動作，每一動作都伴隨卡頓的現(xiàn)象。

3.2　主汽閥無法開啟或者開啟時間長的原因分析和排查

經(jīng)分析主汽閥開啟時間長的原因有：

    （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)致閥門開啟時間較長。（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：

    通過手動動作閥門，確認(rèn)閥門動作順滑無明顯卡澀，排除閥桿摩擦力過大的原因；對電磁閥檢查也未發(fā)現(xiàn)電磁閥故障；由于試驗過程中汽動泵啟動時間間隔為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）

4　處理措施和改進(jìn)

4.1　針對調(diào)閥的改進(jìn)和驗證

    （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)計壓力為1.0Mpa，與壓空系統(tǒng)的供氣壓力相符。（2）更換汽動泵的轉(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)多次啟動汽動泵驗證轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，在定期試驗監(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　針對主汽閥的改進(jìn)和驗證

    （1）針對閥門底座處可能存在冷凝水，采用每次啟泵間隔延長至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、運行領(lǐng)域的定期試驗等。但是對問題的發(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)問題后能夠及時處理，保證專設(shè)安全設(shè)施的可用性。

 

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