核电站汽机调节阀故障关闭原因研究及改进措施

总结为：

①阀门在高开度时，驱动线圈对接触电阻比较敏感。在正常运行中，比如满功率下，高缸的主阀阀位为和低压缸调节阀均处于满开度，更容易由于接触电阻而出现A7故障。相对来讲，高缸调节阀由于开度仅为50%～60%而不太容易由于接触电阻的增大出现A7。

②接触电阻增大时（不超出限值），阀门模块能够自动调节保持驱动电流，而一旦接触电阻超出一个值，立刻出现A7。

③使用不正确的阀门校刻表格或者现场阀门本体包括先导阀、定位器等本体设备更换后不重新进行阀门校刻也可能会造成A7故障，特别是当阀门开始启动和阀门到达全开时，更容易出现A7。

3.3 改进措施

针对上述试验得到的结论，重点怀疑从机柜到现场阀门的先导阀的驱动线圈和LVDT中可能在某些地方存在一些“接触不良”，超出系统对回路阻抗变化的忍受极限后导致阀门故障关闭，在不同的阀门开度情况下，同一故障原因可能呈现出的是不同的故障代码。

3.3.1 针对接触问题采取的改进措施

针对接触问题现场进行了大量的检查并采取了相关的改进措施：

①检查了所有的航空插头，发现大部分的插头内部油迹比较明显，如图5所示。

汽机调节系统的动力油使用的抗燃油，粘度高，现场环境温度高，最高的地方达到50 ℃左右，这些油可能在检修过程中带入或者由于阀门油动驱动机构的油雾渗入至航空插头内部，常年累月后在插针或插孔表面形成了一层“油泥”，直接导致了航空插头的接触问题。

在更换阀门模块并重新送电后，“油泥”可能又被击穿，恢复了接触，这种接触不良是比较难以发现的。

②航空插头的母插型号使用错误。电站的航空插头使用的ITT-CANNON公司的CA系列航空插头，母插针为镀银且内部接触弹片为一体压制，而现场使用的不是ITT-CANNON公司的配套母插，其材质为不锈钢，母插针内部接触弹片为环状且弹片形变后无法恢复，很容易导致接触不良，且该弹片还很容易随公针一同被拔出。

③就地端子接线箱安装在阀门附近，振动比较高，很可能造成接线端子的接触不良。

④部分阀门电缆的绝缘性能有所下降，可能导致外部的干扰串入，影响驱动电流信号和LVDT的反馈信号。

⑤阀门电缆从航空插头引到电缆桥架的过程中，悬空放置，产生较大应力，可能造成航空插头内部接线断裂。

3.3.2 针对检查发现的问题采取的处理措施

针对以上检查发现的问题，采取了以下的处理措施：

①对电缆插头进行清洁，并对整个回路的电阻和绝缘情况进行检查；

②在就地端子箱内将两侧电缆接线采用对接鼻子对接，形成一种“软性”连接，提高端子接触的抗震性；

③重新采购正确的母插针，并重新压接；

④更换有异常的阀门电缆，并保证电缆桥架的盖板密封；

⑤重新铺设电缆桥架，确保消除电缆悬挂应力。

4 其他类的故障关闭问题

4.1 阀门机械部分问题

除了控制回路接触导致阻抗变化外，现场机械部分也是导致阀门关闭的又一项主要原因。核电站机组平时一般带基本负荷，其高压缸的主阀和低压缸调节阀一直处于全开状态。

因此阀门定位器中的先导阀阀芯一直处于某一个固定位置。只有在汽机负荷下降到一定水平时，这些阀门才开始要求关小开度。在减小开度的过程中，虽然电流驱动信号在减小，但由于先导阀有卡涩，其LVDT反馈的信号一直维持原值，其结果就会导致position trim值的不断累积，直至出现A8故障关闭。

岭澳核电站（一期）某次大修停机过程中就出现了2个低压缸阀门在开始要求关小开度不久同时出现了A8故障关闭，造成汽机跳机事件的发生。

随后电站开展了定期的带负荷汽机调节阀开关试验，确保相关阀门的活动部件定期得到活动和润滑，消除卡涩产生，避免了阀门故障关闭。

4.2 阀门校刻问题

在图2中，阀门模块是根据阀门校刻表格得到阀门的驱动电流的。阀门的校刻的过程为：

①发出固定斜率的电流驱动信号。

②通过阀门实际阀位得到阀门的实际反馈位置，并记录此时的LVDT的开度。

③得到一张驱动电流-阀门实际阀位-LVDT位置的表格。

可以看到，在这个校刻过程中，阀门实际阀位是作为LVDT位置的参考，如果阀门实际阀位通道出现故障或者不准确，将会导致校刻数据失真。同时，如果现场的机械部分有更换，也必须重新进行校刻得到相对应的校刻数据。

4.3 阀门模块本身失效

阀门模块为27 V直流供电，通过板载DC/DC将其转换为 +5 V和±15 V电压作为CPU回路和阀门驱动回路工作电源。机柜设计没有强制通风，导致机柜内部温度偏高，DC/DC的表面温度接近工作上限，导致多起板件DC/DC烧毁事件。

经过对机柜增加通风格栅，另一方面将厂房通风口移至机柜附近，降低机柜附近温度，并增强了机柜内部的空气的自然流通，大大降低了DC/DC烧毁的发生。

5 结 语

根据多年对汽轮机调节阀故障关闭进行了跟踪和研究，并采取了相应的措施，目前汽轮机调节阀已进入到稳定工作状态，故障关闭的概率大大下降。但新问题还是在不断出现，比如设备的老化问题问题正逐步显现出来。因此需要不断的对设备和系统进行研究并采取措施，确保汽机调节阀的健康稳定运行。

参考文献：

[1] 陈济东.大亚湾核电站系统及运行[M].北京：原子能初版社，1994.

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