簡(jiǎn)析核電站主給水調(diào)節(jié)閥的國(guó)產(chǎn)化改造

蔣嚴(yán)軍

(中國(guó)中原對(duì)外工程有限公司技術(shù)部，上海200233)

[摘要]研究對(duì)恰希瑪2期核電站(簡(jiǎn)稱(chēng)C-2項(xiàng)目)主給水調(diào)節(jié)閥改造前后的設(shè)計(jì)參數(shù)與實(shí)際運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)合工程實(shí)際，找出原閥門(mén)沒(méi)有滿足設(shè)計(jì)要求的原因，同時(shí)分析國(guó)產(chǎn)化閥門(mén)在系統(tǒng)調(diào)試期間出現(xiàn)的主要問(wèn)題，為后續(xù)核電項(xiàng)目的主給水調(diào)節(jié)閥國(guó)產(chǎn)化及今后可能出現(xiàn)的重大技術(shù)問(wèn)題改造提供經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。

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

中圖分類(lèi)號(hào)TM623

1背景

核電站的主給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通常設(shè)計(jì)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(yùn)行中無(wú)法改變，，因此，需要通過(guò)調(diào)節(jié)安裝在給水泵出口的調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度來(lái)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(diǎn)，實(shí)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(duì)于核電站來(lái)說(shuō)，主給水調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)和選型的準(zhǔn)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(jìn)口閥門(mén)，但是調(diào)試、使用過(guò)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(dòng)對(duì)電站輸出功率的影響，我們?cè)贑-2電站RFO -l期間對(duì)主給水調(diào)節(jié)閥進(jìn)行了更換，首次在核電站上采用國(guó)產(chǎn)主給水調(diào)節(jié)閥。

2國(guó)產(chǎn)化情況介紹

2.1進(jìn)口主給水調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)參數(shù)及流量特性曲線

2.2進(jìn)口閥門(mén)運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題

(1)無(wú)法滿足設(shè)計(jì)要求。閥門(mén)實(shí)際流量特性曲線和設(shè)計(jì)特性曲線不一致;在同一流量工況點(diǎn)上的參數(shù)，相差巨大，如：67%開(kāi)度下設(shè)計(jì)Cv值是493，而實(shí)際反饋的Cv值只有340左右;流量達(dá)到960t/h時(shí)，閥門(mén)開(kāi)度設(shè)計(jì)是54%，實(shí)際已經(jīng)處于70%左右，導(dǎo)致電站輸出功率達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。

(2)為了讓電站輸出功率達(dá)到設(shè)計(jì)值，當(dāng)進(jìn)一步加大閥門(mén)開(kāi)度時(shí)，蒸汽發(fā)生器液位易發(fā)生波動(dòng)。帶來(lái)電站運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。因此，國(guó)產(chǎn)化成為必然。

2.3國(guó)產(chǎn)化閥門(mén)參數(shù)修正

綜合各方因素，對(duì)閥門(mén)的參數(shù)進(jìn)行了修正，增加閥門(mén)流通能力，見(jiàn)表2、圖2。

2.4國(guó)產(chǎn)化閥門(mén)實(shí)際情況

運(yùn)行中的閥門(mén)工況數(shù)據(jù)見(jiàn)表3、表4。

對(duì)比上述圖表中的數(shù)據(jù)，可以看到，閥門(mén)開(kāi)度從20%增加到50%左右時(shí)，閥門(mén)實(shí)際運(yùn)行中的開(kāi)度與流通能力(Cv值)的關(guān)系與設(shè)計(jì)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(gè)別工況還存在些偏差，有待改進(jìn)，但總體來(lái)說(shuō)讓人欣慰。

2.5調(diào)試中出現(xiàn)的問(wèn)題

(1)主給水調(diào)節(jié)閥快關(guān)時(shí)間無(wú)法滿足設(shè)計(jì)規(guī)范(5s)的要求。出場(chǎng)前在無(wú)流量狀態(tài)下進(jìn)行的快關(guān)試驗(yàn)，滿足5s的要求。但是實(shí)際安裝后由于系統(tǒng)管路滿水存在壓力，。快關(guān)試驗(yàn)時(shí)間>5s。這是閥門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)氣管路口徑過(guò)小造成，，擴(kuò)大氣路口.徑后問(wèn)題解決啪。

(2)低負(fù)荷(205tlh和220t/h)工況下，進(jìn)行旁閥/主閥自動(dòng)切換時(shí)，閥門(mén)流量波動(dòng)較大。這是閥門(mén)在小流量工況下開(kāi)度不穩(wěn)定造成的，根本原因在于閥門(mén)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)選用膜片式，推力有限，而小開(kāi)度時(shí)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(yàn)和負(fù)荷變動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，閥門(mén)跟蹤響應(yīng)不及時(shí)和超調(diào)引起給水流量波動(dòng)。

3經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

(1)主給水調(diào)節(jié)閥不是一臺(tái)簡(jiǎn)單的機(jī)械設(shè)備，實(shí)際運(yùn)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(jì)算，還要對(duì)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(zhǔn)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(shí)際運(yùn)行參數(shù)，同時(shí)關(guān)注閥門(mén)壓降與系統(tǒng)總壓降的比值對(duì)于閥門(mén)工作流量特性的畸變影響。。在對(duì)主給水泵組進(jìn)行性能試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)盡量模擬現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際運(yùn)行工況，重點(diǎn)關(guān)注額定流量點(diǎn)和主閥、旁閥切換的小流量點(diǎn)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(dòng)，主給水調(diào)節(jié)閥的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮閥門(mén)流通能力的裕量。

(4)設(shè)計(jì)方案應(yīng)殼分考慮項(xiàng)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(huì)對(duì)主給水泵組的出力造成很大影響，從而影響閥門(mén)的實(shí)際運(yùn)行工況點(diǎn)。

4結(jié)束語(yǔ)

雖然國(guó)產(chǎn)主給水調(diào)節(jié)閥在調(diào)試期間出現(xiàn)了些問(wèn)題，但是閥門(mén)更換后，C-2項(xiàng)目輸出電功率的提升以及將近5年的正常運(yùn)行表明，國(guó)產(chǎn)主給水調(diào)節(jié)閥性能是可靠的，設(shè)計(jì)和制作更符合核電站的要求。在C3/C4項(xiàng)目上，對(duì)該閥門(mén)的進(jìn)一步改進(jìn)，提高了電站的輸出功率(340 MWe)，更證明，進(jìn)口閥門(mén)水土不服以及國(guó)產(chǎn)閥門(mén)的優(yōu)越性。

參考文獻(xiàn)

[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.