劉福華

（中國核電工程有限公司，浙江海鹽 314300）

ASG系統(tǒng)汽水分離器疏水調節(jié)閥改造方案探討

劉福華

（中國核電工程有限公司，浙江海鹽 314300）

壓水堆核電廠M310機組輔助給水系統(tǒng)汽水分離器下游多臺疏水調節(jié)閥因氣蝕內漏失去閥門調節(jié)功能，影響汽水分離器疏水效果影響閥門功能實現(xiàn)。從設計和維修角度提出在內漏閥門下游增加一臺同型號的調節(jié)閥和在內漏閥門的前后各增加一個手動隔離閥兩套疏水調節(jié)閥改造方案，分析兩套技術改造方案的優(yōu)缺點，結合人員、財產(chǎn)安全性和機組可用率及改造費用等因素，給出改造參考建議。

M310；輔助給水系統(tǒng) ；調節(jié)閥 ；改造方案

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.09.53

1 M310機組輔助給水系統(tǒng)

壓水堆核電廠M310機組輔助給水系統(tǒng)（ASG）作為蒸汽發(fā)生器二次側給水備用系統(tǒng)，在反應堆啟動和反應堆冷卻劑系統(tǒng)升溫、機組熱停堆、將反應堆冷卻到余熱排出系統(tǒng)能投入運行的狀態(tài)下，替代主給水系統(tǒng)和啟動給水系統(tǒng)運行。ASG系統(tǒng)屬于專設安全設施，在任一正常給水系統(tǒng)發(fā)生事故時，輔助給水系統(tǒng)運行，導出堆芯余熱，直到反應堆冷卻劑系統(tǒng)達到余熱排出系統(tǒng)可投入的狀態(tài)。汽水分離器位于汽輪機的上游，每臺汽輪機的入口管線設有2臺并聯(lián)的氣動閥，氣動閥開啟后便可啟動汽輪機。系統(tǒng)的上游部分包括汽水分離器在內，長期進行加熱，以減少汽輪機入口處積水的危險，凝結水靠汽水分離器排出。M310機組輔助給水系統(tǒng)調節(jié)閥位于汽水分離器下游（圖1），與疏水器并聯(lián)，上游管線設計壓力為8.6 MPa，設計溫度300℃。

圖1 ASG系統(tǒng)疏水調節(jié)閥在流程中的位置（虛線部分）

2 故障分析

秦山核電廠二期、海南昌江核電廠一期M310機組ASG系統(tǒng)汽水分離器下游疏水調節(jié)閥ASG139、146VV均發(fā)生過閥門氣蝕內漏，失去閥門調節(jié)功能，影響汽水分離器疏水效果，嚴重的將影響汽輔泵的正常啟動。當壓差＞2.5 MPa時，調節(jié)閥的調節(jié)過程就是阻力突變過程，ASG系統(tǒng)汽水分離器下游疏水調節(jié)閥前端管線設計壓力達到8.6 MPa，調節(jié)閥內漏后極易產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象，氣蝕現(xiàn)象對調節(jié)閥的閥芯和閥座產(chǎn)生巨大沖擊，使閥門發(fā)生內漏。

ASG系統(tǒng)汽水分離器下游疏水調節(jié)閥不具備隔離功能，在閥門的前后設計手動隔離閥，在發(fā)生調節(jié)閥內漏需要檢修的時候，只能隔離整列ASG，因此日常檢修困難。閥門調節(jié)功不能實現(xiàn)，將影響汽動泵的正常啟動。

3 改造方案

3.1 閥門下游串聯(lián)一個同類型手動調節(jié)閥

改造方案一是在發(fā)生內漏的調節(jié)閥下游串聯(lián)一個同型號的調節(jié)閥一用一備（圖2），大修期間對內漏的調節(jié)閥進行檢修，運行期間不影響閥門調節(jié)功能。

3.1.1 方案一的利處

（1）在內漏閥門下游增加一臺同型號的調節(jié)閥一備一用，閥門平時關閉，既可以實現(xiàn)雙隔離又可以互為備用，不影響閥門調節(jié)功能，大修期間更換發(fā)生內漏的調節(jié)閥；

（2）發(fā)生內漏的調節(jié)閥不再日常檢修，WANO考核指標不受影響；

（3）發(fā)生內漏調節(jié)閥只在大修期間檢修，避免人員燙傷、蒸汽泄漏等風險；

（4）管道改動較小，由于閥門數(shù)量少，空間布置相對寬松，對其他設備檢修空間的影響較??；

（5）2臺M310機組ASG系統(tǒng)同功能同型號疏水調節(jié)閥共6臺，采用方案一只增加6臺調節(jié)閥，技改費用較低。

3.1.2 方案一的弊處

（1）只能在對應的ASG系統(tǒng)隔離或者大修時進行檢修，該閥門出現(xiàn)故障的概率很高，需從更換整閥的角度去考慮維修工作；

圖2 方案一改造示意

（2）2個閥門同時發(fā)生內漏的情況也會發(fā)生，需做好后備方案。

3.2 閥門前后各增加一個手動隔離閥

改造方案二是在內漏閥門的前后各增加一個手動隔離閥（圖3），方便內漏調節(jié)閥的隔離檢修。

3.2.1 方案二的利處

理論上關閉疏水調節(jié)閥上下游新增手動隔離閥可在日常不產(chǎn)生I0情況下檢修，WANO考核指標不受影響。

3.2.2 方案二的弊處

（1）在調節(jié)閥前后各增加一臺手動隔離閥，便于內漏閥門維修更換，但更換閥門期間所在管線完全隔離將喪失閥門調節(jié)功能；

（2）對現(xiàn)有管道改動較大，需重新布置管道走向，增加的焊口較多，對系統(tǒng)可靠性不利；

（3）在8.6 MPa，接近300℃高溫的手動隔離閥下游進行閥門解體、打磨、切割、焊接的工作風險大，如發(fā)生蒸汽意外泄漏，后果嚴重；

（4）現(xiàn)場空間較為狹小，在較小的空間內連續(xù)安裝3個閥門，該區(qū)域的汽動泵、閥門、汽水分離器檢修空間受影響較大；

（5）2臺M310機組多增加12臺閥門，增加維修工作量和系統(tǒng)的潛在故障點；

（6）增加12臺手動隔離閥，技改費用較大。

3.3 維修策略探討

調節(jié)閥的維修一般有預防性維修和故障性維修兩種。預防性維修主要是在閥門未出現(xiàn)故障時就采取的檢修措施，而故障性維修即閥門發(fā)生故障后采取的一系列檢修工作。不論從設計還是維修角度來說，在發(fā)生氣蝕內漏的調節(jié)閥完成故障性檢修或者技術改造后，均應考慮其他未泄漏的同系統(tǒng)同類型同功能的調節(jié)閥的預防性維修策略，這時可參考已采用的技術改造方案對未發(fā)生氣蝕內漏的調節(jié)閥進行預防性維修，以避免、減少或消除故障后果。

圖3 方案二改造示意

3.4 閥門與管線連接方式探討

調節(jié)閥進出口與管線的連接方式均有法蘭連接和焊接兩種方式。法蘭連接便于閥門檢修，但也易發(fā)生泄漏，特別對于高溫高壓管線應盡量避免采用法蘭連接形式。壓水堆核電廠M310機組核島絕大多數(shù)閥門均采用焊接，火電廠工藝系統(tǒng)也大多采用焊接，主要目的是避免泄漏。本文改造的調節(jié)閥所在上游管道設計溫度300℃、設計壓力8.6 MPa，屬高溫高壓管線，泄漏風險大，且蒸汽泄漏危害工作人員人身安全。因此，從運行安全考慮，不宜使用法蘭連接，應采用焊接形式連接閥門與管道。

4 結論

在壓水堆核電廠M310機組運行中，系統(tǒng)的可靠性是目的，檢修只是提高系統(tǒng)可靠性的手段，設備技術改造方案不僅考慮人員、財產(chǎn)安全性和機組可用率，還要考慮改造費用。因此出于保守決策原則，建議采用在疏水調節(jié)閥下游增加一臺同類型調節(jié)閥的改造方案，既能保證調節(jié)閥調節(jié)功能的實現(xiàn)，又對人員安全有保障，還可以降低檢修工作量和技改費用。如果考慮能在日常不產(chǎn)生I0情況下檢修，而且技改費用充足的情況下，可采用在疏水調節(jié)閥前后各增加一臺手動隔離閥的改造方案，但現(xiàn)場閥門檢修做好雙重隔離措施，防止蒸汽泄出發(fā)生人員燙傷事故。

［1］張海亮，袁菊霞.調節(jié)閥氣蝕現(xiàn)場的分析及改進措施［J］.閥門，2009（6）：41-42.

［2］吳偉，蒸汽閥門維修策略探討［J］.閥門，2006（3）：32-33.

［3］秦猛.調節(jié)閥閃蒸和汽蝕現(xiàn)象及防護措施［J］.工業(yè)儀表與自動化裝置，2014（3）:59-61.

［4］馬玉山.在汽蝕和閃蒸場合下調節(jié)閥選用的研究［J］.寧夏工程技術，2002（3）:257-260.

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〔編輯 李 波〕