核电汽轮机主汽阀关闭异常分析及处理探讨
摘要: 在本篇文章中,主要以核电厂运行期间机组汽轮机调试过程中主汽阀异常关闭现象进行了分析,从主汽阀阀门结构特征、驱动机构和阀门动作等多方面展开了详细探讨,结合相关因素在阀门动作中产生的影响以及检验情况制定了完善应对方案,以此确保关闭异常现象被全面解决。

某项核电厂内给水泵汽轮机主蒸汽阀门在没有接收到相关指令的同时产生了关闭异常现象,联动另外一项电动给水泵开启,操作人员需要对给水泵排水阀进行规范性调整,明确流量基本设定值,规避了发电机组出现安全隐患,并且整个系统趋于稳定性状态,可是此种不断调整汽轮机组引起的冲击现象依旧增加了风险问题出现概率。

1、对于主汽阀功能和结构以及相关驱动结构的论述

1.1主汽阀功能体现

对于主汽阀来讲,其实是核岛蒸汽驶入汽轮机内的一项隔离阀,本身处于主蒸汽隔离阀的下边,在汽轮机入口位置产生的作用极高,可以当成主调节阀的备用保险看待,在机组出现了跳闸隐患以后,当没有全面关闭主调节阀或者是密封不严实时,关闭主汽阀保持汽轮机处于安全运行的状态,以免产生超速问题,关闭时间不可以低于0.25s。从实际情况可以看出,机组主调节阀密封性不佳,关闭以后难以使汽轮转速控制于合理领域内,对此,主汽阀关闭决定了机组自身安全程度。

1.2主汽阀结构

首先,应用旋启式碟板阀,将其固定于阀轴内,根据连杆和油动机加以连接到一起,在油动机呈现出活塞动作以后,驱动阀轴呈现出旋转状态,阀轴内装设了碗型密封,这样做的目的是将驱动端泄漏的蒸汽进行密封处理。端盖负责对阀门非驱动端加以密封,轴端部是高压气腔。其次,在机组挂闸前期阶段中,开启油控跳闸阀,尚未形成主汽阀非驱动端高压气腔,碗型密封保持一定的松懈现象,经由轴间隙内将蒸汽从驱动端内加以泄漏出来。在机组挂闸的过程中,可以启动主汽阀,呈现出完全开启状态以后关闭油控跳闸阀,创建高压气腔,使阀轴移动到驱动端内,以免蒸汽泄漏。最后,在机组打闸期间,先使油控跳闸阀进行动作,将气腔压力泄漏,并且闭合主汽阀。

1.3主汽阀驱动机构

主汽阀驱动机构运行原理表现为:将高压油进行有效划分,应用于多方面中,比如驱动油控跳闸阀中,关闭卸荷载以及油缸驱动主汽阀等。在对机组进行挂闸门的前期阶段中,尚未形成AST油压,开启卸荷阀,经由卸荷阀下腔与回油连接高压油,难以创建主汽阀以及油控跳闸阀的驱动有,主汽阀长时间处于紧闭现象,而油控跳闸阀则启动。对机组进行打阀期间,需要对AST油压进行卸压处理,将上腔油压卸除以后,开启卸载荷,加深高压进油和主汽阀一会油控跳闸阀驱动油以及回油之间的联系性,将驱动油压卸掉,关上主汽阀,开启油空跳闸阀,加快油缸动作操作。        

2、对于主汽阀关闭异常状态的探究

在机组调试过程中实施停机堆停实验期间,明确了解到了汽轮机主汽阀尚未全面关闭,大约剩下了10%的形成,主汽阀基于50%功率之前的相关试验以及机组打阀等都做都处于正常状态,50%功率以后试验发生了相关问题。具体表现为大约前90%的形成处于正常关闭状态,然而后10%形成难以有效闭合,在关上主蒸汽隔离阀以后,主蒸汽隔离阀闭上,然后又实施了几项验证试验,基于现有蒸汽的基础上主汽阀子难以正常闭合,在冷台下开展相关实验,主汽阀可以正常关闭。在这一阶段中,对阀组液压块和主汽阀油动机的逆止阀加以清洗,不过具体问题依旧没有被全面解决。

3、对于主汽阀关闭异常原因的探究

通过相关探究来看,主汽阀处于关闭异常状态的主要原因表现为以下几方面。

3.1油动机关关闭缓冲装置油孔堵塞

对机组进行打阀期间,活塞下腔式抗燃油利用油压回油管进行泄油,一直到活塞行程末端以后,活塞下面的圆柱堵塞回油口,剩余的油则是经由缓冲装置泄油,这一现状下的泄油速度缓慢,可以有效的保护活塞。然后到了阀门全关以后,剩下的油动机活塞还有着一些空行程,当缓冲装置中的泄油管中存在着各项杂物以后,那么进行打闸泄油期间将增加堵塞缓冲装置孔的出现概率,完全阻碍了油有效排泄出去,最终形成了阀门难以正常处于闭合状态。通过油管检验油动机情况可以得出,尚未存在着异物现象,油道内有着一定的整洁性,缓冲装置开度处于正常状态,使用酒精清洗各项部件以及油流道,同时动态性检验活塞空行程,获取的参数与设计基本要求相一致。

3.2油控跳闸阀排汽管线不具备流畅性

打闸期间开启油控跳闸阀,对主汽阀轴端高压蒸汽进行有效排出,当管线受堵而影响到正常排汽的话,那么主汽阀轴端汽压难以加以泄压,阀轴以及碗型依旧处于过度压紧现象,阀门关闭以后阻力随之增加,不过主调节阀关上以后,主汽阀阀板处于良好的平衡状态,一昧采取弹簧力闭合主汽阀产生的问题也是极为严峻的,将无法确保弹簧力对阀轴周方向阻力加以克服而引起的关闭不到位现象。通过压缩吹扫空气管道以后,并没有出现管道堵塞问题,将油控跳闸阀排气管道不流畅现象彻底解决。

3.3阀门动作逻辑不规范

处于自由状态下采取压力表连接油动机侧进行压口监测作业,在开启蒸汽状态下以后,挂闸瞬间,开启主汽门平衡阀,主汽门无论是前面压力还是后面压力都处于良好的平衡状态,没有创建轴端压力,开启主汽阀以后要求液压力和自由状态处于一致现象,基于阀门的启动阀芯承受的蒸汽压力随之降低,为开启提供了便利。油控跳闸阀正好和其有着不同之处,在压力上升以后,阀门逐渐闭合,基于阀门开度的减少,阀芯承受的蒸汽反作用力增加,液压油所需克服的阻力增多。再加上打闸期间主汽阀阀轴趋于压紧现象,旋转阻力升高,油控跳闸阀远远先与主汽阀的动作,卸压主汽门轴端高压周期,顺利闭合主汽门。此项动作必须处于300ms之中顺利实施。然而受阀门设计和制造等不良因素的干扰,导致打闸期间油控跳闸阀的动作远远晚于主汽阀动作,引起了主汽阀卡涩问题。

3.4主汽阀内部卡涩现象

通过检查主汽阀解体可以看出,将主汽阀油控跳闸阀端盖法兰进行拆除以后,端盖和阀板摇臂之间以及阀轴以端盖中有着一定的摩擦现象,这从一定程度上说明了主汽阀部件有着卡涩问题,出现卡涩问题的因素表现为。第一,油控跳闸阀动作引起的卡涩现象。第二,阀中部件加工尺寸和膨胀间隙不符合标准要求等。

4、处理策略

其一,实施油控跳闸阀转型操作。因为机组油跳闸阀有着极佳的性能,因此需要有效的更换机组闸门,采取竖直安装方式,同时配置不锈钢油管道以为不锈钢缩颈蒸汽管道,基本布设要点应当以现场空间实际走向为主。

其二,对主汽阀内部机械实施加工操作。因为非驱动端阀盖承压功能和加工有着极高程度的难度,因此可以实施阀轴端部车削加工操作,合理控制实际的加工数量,完成加工以后对阀门加以装设,合理检验各项位置的间隙,将轴系整体膨胀间隙控制在合理范围中。

结语:

以上所述,本文在判断故障原因的基础上提出了解决故障的相关方式,以此将核电汽轮机主汽阀关闭异常现象彻底解决。

参考文献:

[1]时宏磊,张精干,刘德军,史庆峰,潘翔.核电汽轮机再热阀执行机构可靠性提升研究[J].机械工程师,2020(08):94-95+98. 
[2]赵冬冬,白小艳.核电汽轮机主汽阀关闭异常分析与处理[J].电力安全技术,2019,18(09):50-54. 
[3]李占元,杨建兴,王学成.亚临界600MW机组汽轮机主汽阀关闭异常的原因分析及处理措施[J].广东电力,2019,23(06):61-64.