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核電站主蒸汽安全閥整定試驗(yàn)介紹

文檔作者：馮章俊文檔來(lái)源：江蘇核電有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年05月09日
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核電站主蒸汽安全閥整定試驗(yàn)介紹
馮章俊
（江蘇核電有限公司，江蘇連云港２２２０４２）
摘　要：介紹核電站主蒸汽安全閥的作用和動(dòng)作原理，闡述安全閥整定試驗(yàn)的過(guò)程和風(fēng)險(xiǎn)，最后簡(jiǎn)要分析試驗(yàn)
結(jié)果。
關(guān)鍵詞：主蒸汽安全閥；電磁先導(dǎo)閥；彈簧先導(dǎo)閥
中圖分類號(hào)：ＴＭ６２３
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ＦＥＮＧＺｈａｎｇｊｕｎ
（ＪｉａｎｇｓｕＮｕｃｌｅａｒＰｏｗｅｒＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌｉａｎｙｕｎｇａｎｇ２２２０４２，Ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｔｈｅｍａｉｎｓｔｅａｍｓａｆｅｔｙｖａｌｖｅｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｍｏｖｅｍｅｎｔｐｒｉｎｃｉｐｌｅｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｓａｆｅｔｙｖａｌｖｅｓｅｔｔｉｎｇｔｅｓｔ
ｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｒｉｓｋａｎａｌｙｓｉｓｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ．
犓犲狔狑狅狉犱狊：ｍａｉｎｓｔｅａｍｖａｌｖｅ；ｓｏｌｅｎｏｉｄｐｉｌｏｔｖａｌｖｅ；ｓｐｒｉｎｇｐｉｌｏｔｖａｌｖｅ
收稿日期：２０１８０５１８
作者簡(jiǎn)介：馮章?。ǎ保梗福矗?，碩士研究生，從事核電廠運(yùn)行方面
的工作。
１ 主蒸汽安全閥簡(jiǎn)介
核電站主蒸汽系統(tǒng)為了防止蒸汽發(fā)生器（ＳＧ）和蒸汽管
線超壓，一般設(shè)置了三級(jí)防超壓裝置，用于保證二回路壓
力邊界的完整性，動(dòng)作壓力從低到高依次是主蒸汽旁排閥
門、大氣釋放閥及安全閥。以某核電站為例，主蒸汽旁排
閥門的開(kāi)啟壓力為６．８７ＭＰａ，大氣釋放閥為７．１５４ＭＰａ，
安全閥為８．４３２ＭＰａ。從動(dòng)作壓力上看，主蒸汽安全閥是
防止ＳＧ和蒸汽管線超壓的最后一道實(shí)體屏障。
某核電站為確保主蒸汽系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行，在每臺(tái)
ＳＧ和對(duì)應(yīng)的蒸汽管線上設(shè)置了２臺(tái)主蒸汽安全閥，每個(gè)
安全閥的排放量均為１００％系統(tǒng)容量。這２臺(tái)主蒸汽安全
閥分別為監(jiān)測(cè)安全閥和工作安全閥。工作安全閥為監(jiān)測(cè)安
全閥的備用，當(dāng)監(jiān)測(cè)安全閥動(dòng)作后，若主蒸汽壓力仍未下
降，或監(jiān)測(cè)安全閥未能正常動(dòng)作，則在主蒸汽壓力上升到
工作安全閥的動(dòng)作壓力后開(kāi)啟［１］。
２ 主蒸汽安全閥動(dòng)作原理
該核電站的主蒸汽安全閥主要由彈簧式先導(dǎo)閥
（ＳＴＶ）、電磁式先導(dǎo)閥（ＭＶ）、平衡閥（ＭＧＫ）、閥體、活
塞、活塞導(dǎo)向筒、彈簧等部件構(gòu)成。監(jiān)測(cè)安全閥和工作安
全閥的起跳壓力分別是８．２３２ＭＰａ和８．４３２ＭＰａ，回座壓
力都是６．８７ＭＰａ，每個(gè)安全閥的開(kāi)啟時(shí)間均不超過(guò)１ｓ。安
全閥開(kāi)啟的最小壓差為０．２９ＭＰａ。
閥門開(kāi)啟如圖１所示，當(dāng)主蒸汽壓力升高到安全閥動(dòng)
作定值８．２３２ＭＰａ（８．４３２ＭＰａ）時(shí)，ＭＶ、ＳＴＶ 開(kāi)啟，活塞
上部泄壓，活塞下部的壓力繼續(xù)存在，活塞向上移動(dòng)并克
服彈簧力，安全閥開(kāi)啟。其中，彈簧先導(dǎo)閥在壓力達(dá)到設(shè)
定值時(shí)開(kāi)啟或正常運(yùn)行時(shí)關(guān)閉；隔離閥在正常運(yùn)行時(shí)開(kāi)啟
或壓力測(cè)試時(shí)關(guān)閉；電磁先導(dǎo)閥在正常運(yùn)行時(shí)關(guān)閉或安全
閥需要開(kāi)啟時(shí)打開(kāi)。
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閥門關(guān)閉如圖２所示，當(dāng)主蒸汽壓力降到６．８７ＭＰａ
時(shí)，ＭＶ、ＳＴＶ 關(guān)閉，活塞上部重新充壓并與活塞下部壓
力一致，活塞在彈簧及自重作用下使安全閥緩慢關(guān)閉。
３ 試驗(yàn)?zāi)康募帮L(fēng)險(xiǎn)分析
３．１ 試驗(yàn)?zāi)康?
在機(jī)組進(jìn)行熱態(tài)試驗(yàn)前，安全閥制造廠在試驗(yàn)臺(tái)架上
先進(jìn)行彈簧先導(dǎo)閥ＳＴＶ 的起跳試驗(yàn)、電磁先導(dǎo)閥ＭＶ 的
動(dòng)作試驗(yàn)及平衡閥ＭＧＫ 的通流能力試驗(yàn)。在核電站熱試
期間，需進(jìn)行主蒸汽安全閥的整定試驗(yàn)，主要檢驗(yàn)內(nèi)容包
１３８
電工技術(shù)　電氣測(cè)試
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括：通過(guò)開(kāi)啟電磁先導(dǎo)閥打開(kāi)安全閥主閥；確認(rèn)彈簧先導(dǎo)
閥整定值滿足設(shè)計(jì)要求；確認(rèn)安全閥能靈活動(dòng)作。
３．２ 風(fēng)險(xiǎn)分析
試驗(yàn)期間，通過(guò)開(kāi)啟電磁先導(dǎo)閥打開(kāi)安全閥主閥，安
全閥主閥會(huì)真實(shí)開(kāi)啟。如果在試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)主蒸汽安全閥無(wú)
法正常關(guān)閉情況，那么可按事故規(guī)程“安全殼外的蒸汽管
道破裂”來(lái)處理。由于二回路蒸汽不可控導(dǎo)出，因此一回
路不可控冷卻。如果堆芯裝有核燃料，那么會(huì)不可控地向
一回路引入正反應(yīng)性，存在核安全風(fēng)險(xiǎn)。以＃１ＳＧ的安全
閥打開(kāi)不回座為例，可嘗試以下方法進(jìn)行關(guān)閉：ＯＭ 畫(huà)面
關(guān)閉；后備盤關(guān)閉；現(xiàn)場(chǎng)斷電電磁閥。如果上述方法仍不
能關(guān)閉安全閥，那么按安全殼外的蒸汽管道破裂來(lái)處理。
隔離故障ＳＧ的汽側(cè)；隔離故障ＳＧ 的排污水和給水；切
除事故ＳＧ所在環(huán)路主冷卻劑泵；監(jiān)測(cè)輔助給水泵運(yùn)行正
常并維持非事故ＳＧ液位；監(jiān)測(cè)除氧器液位正常并能向ＳＧ
供水；后續(xù)通過(guò)大氣釋放閥和余熱導(dǎo)出將一回路冷卻至冷
態(tài)，進(jìn)行故障閥門的維修。
４ 試驗(yàn)過(guò)程
一回路參數(shù)：一回路壓力維持在１５．７ＭＰａ，穩(wěn)壓器液
位５．１ｍ，環(huán)路溫度２８０℃，４臺(tái)主泵運(yùn)行，穩(wěn)壓器電加熱
器手動(dòng)控制投切。二回路參數(shù)：４臺(tái)ＳＧ水位２．４ｍ、壓力
６．２７ＭＰａ，１ 臺(tái)輔泵運(yùn)行， 輔助給水調(diào)節(jié)閥維持ＳＧ 水
位，ＳＧ排污系統(tǒng)投運(yùn)，１臺(tái)大氣釋放閥維持一回路溫度。
試驗(yàn)程序要求ＳＧ 的壓力３０ＪＥＡ１０４０ＣＰ００１達(dá)到（６．２７±
０．１）ＭＰａ。開(kāi)始時(shí)ＳＧ壓力偏低，只有６ＭＰａ。為了將ＳＧ
的壓力提升到試驗(yàn)要求值，通過(guò)關(guān)小大氣釋放閥，投運(yùn)穩(wěn)
壓器電加熱器，減?。蹋茫?排污量來(lái)提升一回路壓力和溫
度，進(jìn)而提升ＳＧ 的壓力到６．１７～６．３７ＭＰａ。下面以＃１
ＳＧ的監(jiān)測(cè)安全閥為例介紹試驗(yàn)過(guò)程。
（１）利用電磁閥打開(kāi)安全閥。主控廣播進(jìn)行主蒸汽安
全閥起跳試驗(yàn)，操縱員開(kāi)啟電磁閥，在安全閥打開(kāi)后再關(guān)
閉電磁閥。安全閥動(dòng)作時(shí)，主蒸汽壓力變化下降。
（２）彈簧先導(dǎo)閥整定值調(diào)整。試驗(yàn)前一定要確認(rèn)彈簧
先導(dǎo)閥的前置隔離閥處于關(guān)閉狀態(tài)，以確保在調(diào)整彈簧整
定值時(shí)安全閥不動(dòng)作。彈簧先導(dǎo)閥和前置隔離閥結(jié)構(gòu)如圖
３所示。隔離閥關(guān)閉時(shí)，彈簧先導(dǎo)閥動(dòng)作不會(huì)導(dǎo)致安全閥
上腔室泄壓，安全閥不會(huì)打開(kāi)。正常備用時(shí)，隔離閥需要
保持常開(kāi)。手動(dòng)緩慢打開(kāi)壓空調(diào)節(jié)閥，直至壓空壓力與蒸
汽壓力之和大于彈簧彈力，使彈簧先導(dǎo)閥開(kāi)啟；２～３ｓ后
再緩慢關(guān)閉壓空調(diào)節(jié)閥，使彈簧先導(dǎo)閥關(guān)閉；最后從計(jì)算
機(jī)中查看彈簧先導(dǎo)閥整定值是否符合驗(yàn)收準(zhǔn)則，若不符
合，則對(duì)彈簧重新調(diào)整后再重復(fù)上述操作。
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５ 試驗(yàn)結(jié)果分析
（１）利用電磁閥打開(kāi)安全閥時(shí)，安全閥短時(shí)開(kāi)啟，ＳＧ
壓力下降較為明顯， 但沒(méi)有低于４．９ＭＰａ， 若低于
４．９ＭＰａ，則有可能觸發(fā)蒸汽管線破口信號(hào)，所以開(kāi)啟時(shí)
間要盡量短，電磁閥開(kāi)啟后３ｓ或安全閥收到開(kāi)反饋就可
以關(guān)閉電磁閥。
（２）ＳＧ安全閥關(guān)閉后，ＳＧ 內(nèi)壓力由于工質(zhì)閃蒸會(huì)恢
復(fù)一些。
（３）ＳＧ安全閥開(kāi)啟，會(huì)對(duì)一回路介質(zhì)進(jìn)行冷卻。以一
通道為例， 通過(guò)調(diào)取試驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)， 監(jiān)測(cè)安全閥開(kāi)啟
２．７ｓ，對(duì)應(yīng)環(huán)路冷段介質(zhì)溫度下降約２．３℃，開(kāi)啟５．５ｓ則
下降約４．７℃，所以在機(jī)組功率運(yùn)行時(shí)，若發(fā)生安全閥誤
開(kāi)啟或部分開(kāi)啟，一定要注意對(duì)堆芯反應(yīng)性的影響，避免
反應(yīng)堆超功率。
６ 結(jié)語(yǔ)
此次試驗(yàn)驗(yàn)證了主蒸汽安全閥的各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)
了安全閥準(zhǔn)確開(kāi)啟、適時(shí)全開(kāi)、穩(wěn)定排放、及時(shí)關(guān)閉及可
靠密封的基本要求，為后續(xù)機(jī)組實(shí)現(xiàn)商運(yùn)打下了扎實(shí)的
基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
［１］周興強(qiáng)．田灣核電站主蒸汽安全閥的選用情況［Ｊ］．電力通用
機(jī)械，２００９（３）：７２７７．
１３９
電氣測(cè)試　電工技術(shù)

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