簡析核電站主給水調(diào)節(jié)閥的國產(chǎn)化改造

蔣嚴軍

(中國中原對外工程有限公司技術(shù)部，上海200233)

[摘要]研究對恰希瑪2期核電站(簡稱C-2項目)主給水調(diào)節(jié)閥改造前后的設(shè)計參數(shù)與實際運行參數(shù)進行對比，結(jié)合工程實際，找出原閥門沒有滿足設(shè)計要求的原因，同時分析國產(chǎn)化閥門在系統(tǒng)調(diào)試期間出現(xiàn)的主要問題，為后續(xù)核電項目的主給水調(diào)節(jié)閥國產(chǎn)化及今后可能出現(xiàn)的重大技術(shù)問題改造提供經(jīng)驗總結(jié)。

關(guān)鍵詞 核電站 主給水調(diào)節(jié)閥 閥門流通能力(Cv)

中圖分類號TM623

1背景

核電站的主給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通常設(shè)計為定速給水泵給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)。由于定速泵的性能特性曲線在運行中無法改變，，因此，需要通過調(diào)節(jié)安裝在給水泵出口的調(diào)節(jié)閥的開度來改變管道阻力特性曲線，從而改變泵組在性能曲線上的工作點，實現(xiàn)調(diào)節(jié)給水流量和控制蒸汽發(fā)生器水位的目的。對于核電站來說，主給水調(diào)節(jié)閥設(shè)計和選型的準確性和可靠性十分重要。

C-l和C-2電站主給水調(diào)節(jié)閥最初采用進口閥門，但是調(diào)試、使用過程中，狀態(tài)不是很理想。為了解決主給水調(diào)節(jié)閥流通能力不足和巴基斯坦當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)頻率波動對電站輸出功率的影響，我們在C-2電站RFO -l期間對主給水調(diào)節(jié)閥進行了更換，首次在核電站上采用國產(chǎn)主給水調(diào)節(jié)閥。

2國產(chǎn)化情況介紹

2.1進口主給水調(diào)節(jié)閥設(shè)計參數(shù)及流量特性曲線

2.2進口閥門運行中出現(xiàn)的問題

(1)無法滿足設(shè)計要求。閥門實際流量特性曲線和設(shè)計特性曲線不一致;在同一流量工況點上的參數(shù)，相差巨大，如：67%開度下設(shè)計Cv值是493，而實際反饋的Cv值只有340左右;流量達到960t/h時，閥門開度設(shè)計是54%，實際已經(jīng)處于70%左右，導(dǎo)致電站輸出功率達不到設(shè)計要求。

(2)為了讓電站輸出功率達到設(shè)計值，當(dāng)進一步加大閥門開度時，蒸汽發(fā)生器液位易發(fā)生波動。帶來電站運行風(fēng)險。因此，國產(chǎn)化成為必然。

2.3國產(chǎn)化閥門參數(shù)修正

綜合各方因素，對閥門的參數(shù)進行了修正，增加閥門流通能力，見表2、圖2。

2.4國產(chǎn)化閥門實際情況

運行中的閥門工況數(shù)據(jù)見表3、表4。

對比上述圖表中的數(shù)據(jù)，可以看到，閥門開度從20%增加到50%左右時，閥門實際運行中的開度與流通能力(Cv值)的關(guān)系與設(shè)計規(guī)范要求的基本一致，性能曲線吻合程度非常的好。雖然個別工況還存在些偏差，有待改進，但總體來說讓人欣慰。

2.5調(diào)試中出現(xiàn)的問題

(1)主給水調(diào)節(jié)閥快關(guān)時間無法滿足設(shè)計規(guī)范(5s)的要求。出場前在無流量狀態(tài)下進行的快關(guān)試驗，滿足5s的要求。但是實際安裝后由于系統(tǒng)管路滿水存在壓力，。快關(guān)試驗時間>5s。這是閥門執(zhí)行機構(gòu)進氣管路口徑過小造成，，擴大氣路口.徑后問題解決啪。

(2)低負荷(205tlh和220t/h)工況下，進行旁閥/主閥自動切換時，閥門流量波動較大。這是閥門在小流量工況下開度不穩(wěn)定造成的，根本原因在于閥門氣動執(zhí)行機構(gòu)選用膜片式，推力有限，而小開度時所需氣缸力較大，易出現(xiàn)不穩(wěn)定。

(3)蒸汽發(fā)生器水位控制試驗和負荷變動試驗時，閥門跟蹤響應(yīng)不及時和超調(diào)引起給水流量波動。

3經(jīng)驗總結(jié)

(1)主給水調(diào)節(jié)閥不是一臺簡單的機械設(shè)備，實際運行中需要控制系統(tǒng)密切配合才能有效她控制流量。不僅要關(guān)注選型計算，還要對控制系統(tǒng)的匹配以及相應(yīng)關(guān)鍵部件(定位器、放大器、氣缸等)的參數(shù)和性能加以了解。

(2)主給水調(diào)節(jié)閥選型參數(shù)必須準確。介質(zhì)溫度、密度，閥前壓力，前后壓差，應(yīng)盡量契合主給水系統(tǒng)的實際運行參數(shù)，同時關(guān)注閥門壓降與系統(tǒng)總壓降的比值對于閥門工作流量特性的畸變影響。。在對主給水泵組進行性能試驗時，應(yīng)盡量模擬現(xiàn)場的實際運行工況，重點關(guān)注額定流量點和主閥、旁閥切換的小流量點的狀態(tài)參數(shù)。

(3)考慮到系統(tǒng)管道和高壓加熱器中的壓力損失以及蒸汽發(fā)生器背壓的波動，主給水調(diào)節(jié)閥的設(shè)計時，應(yīng)考慮閥門流通能力的裕量。

(4)設(shè)計方案應(yīng)殼分考慮項目當(dāng)?shù)氐目陀^條件。例如，巴基斯坦當(dāng)?shù)氐碾娋W(wǎng)頻率不穩(wěn)定會對主給水泵組的出力造成很大影響，從而影響閥門的實際運行工況點。

4結(jié)束語

雖然國產(chǎn)主給水調(diào)節(jié)閥在調(diào)試期間出現(xiàn)了些問題，但是閥門更換后，C-2項目輸出電功率的提升以及將近5年的正常運行表明，國產(chǎn)主給水調(diào)節(jié)閥性能是可靠的，設(shè)計和制作更符合核電站的要求。在C3/C4項目上，對該閥門的進一步改進，提高了電站的輸出功率(340 MWe)，更證明，進口閥門水土不服以及國產(chǎn)閥門的優(yōu)越性。

參考文獻

[1]岳洋，燕翔.主給水調(diào)節(jié)閥泄露故障分析[J].商品與質(zhì)量， 2016(46)：45.