降功率过程中主给水调节阀卡涩处理

申国伟　魏中华

【摘 要】本文首先阐述了压水堆核电站主给水的功能及蒸汽发生器（SG）水位控制的基本原理，分析了主给水调节阀可能卡涩的原因，最后针对降功率过程中的调节阀卡涩提出相应的处理方法，并对处理的方法进行总结。

【关键词】主给水；调节阀；卡涩

0 绪论

压水堆主给水调节系统（ARE）是SG给水系统。主给水调节阀能否正常运行与SG水位是否能按照程序水位调节直接相关。保持SG水位在程序整定值，既能满足核安全的要求，也能满足汽机安全的要求。机组功率运行时，主给水调节阀长时间运行在50%开度附近，旁路调节阀运行在100%开度，较容易发生卡涩现象。国内某电厂4号机组大修降功率过程中，发生了大调节阀卡在13%开度故障。如调节阀卡阀故障出现而运行控制不当，很容易由于SG水位波动造成反应堆意外停堆。为了应对此类故障，本文提出了处理方法。

1 SG水位控制原理

主给水泵的打出来的水经过高压加热器后进入一条给水母管，再由此分为两条给水管路，通往两台蒸发器。每个给水调节站包括一个主给水调节阀和一个旁路调节阀，在主调节阀前后设电动隔离阀，每台蒸汽发生器装有一个水位控制器，用于使蒸汽发生器保持一个随负荷变化的预定水位。并联安装的主、旁路调节阀进行给水流量调节，以调节蒸发器的水位。主给水调节阀可保证1854t/h的流量（名义流量的95%），旁路调节阀可保证的流量为293t/h（名义流量的15%）。当负荷小于18.5%Pn时，旁路调节阀独自控制；当负荷在18.5%Pn到100%Pn之间时，主给水调节阀和旁路调节阀都参与SG水位控制，此时，旁路调节阀保持全开状态。主给水调节阀和旁路调节阀可用电动阀从上游和下游进行隔离。

图1给出了蒸汽发生器水位定值与负荷的关系。在（蒸汽）负荷小于20%Pn时，程序水位线性的从34%（零负荷时）变化到51.6%（在20%Pn时）。在负荷大于20%Pn时，程序水位是恒定的，并设定为窄量程水位的51.6%。

2 调节阀卡涩处理

2.1 调节阀卡涩故障的发现

机组降功率过程中，主控人员对卡阀故障的发现主要依据以下几个参数，需重点关注。这几个参数包括：通向SG的给水流量、主给水调节阀开度（当主给水调节阀全关后是旁路调节阀的开度）、SG的水位。几个参数中，SG的给水流量在调节阀开度改变后能第一时间变化（调节阀开度变化过小不易发现），且数值变化较大，故在发现卡阀故障时可作为重点参数监视。

由SG程序水位与功率的关系可知，在功率大于20%Pn时，SG的水位整定值是定值，保持在0m。降功率过程中，若两个SG的主给水流量偏差开始变大（一台流量基本不变，另一台流量下降），而其他的仪表参数都是正常的，则基本可认为流量基本不变的SG调阀发生卡涩。

若此现象发生，立即联系现场操作人员核对就地两台SG的主调节阀开度。若现场阀门开度相差较大，操纵员可进一步根据主控调节阀开度指示（主控RC指示）、两个SG的流量差值、SG水位变化等，确认卡阀故障。

2.2 主调阀卡涩处理

1）若发现卡阀，告知值长及其他操纵员，停止降功率，并立即核对就地调节阀开度和主控RC指示，进一步确认卡阀故障。

2）将对应的SG水位的主调阀、旁路调节阀同时放手动，通过RC尝试手动关小卡涩的主调阀，若主调阀可以通过RC动作，则在关小主调阀的过程中同时注意另一台正常的SG主调阀开度，尽量使其开度保持一致，以实际的SG给水流量基本一致为标准。同时和现场操作员保持联系，核对卡涩的主调阀开度是否有变化。若就地开度和主控RC开度变化一致，则可认为主调阀卡涩故障消除，降主调阀及旁路调节阀恢复自动，继续正常降功率。

3）如果手动操作RC后主调阀开度没有变化，且给水流量也不变，则对应的SG水位开始有上涨趋势，则立即通过主控RC手动关小ARE旁路调节阀开度，降低给水流量；若故障SG的ARE旁路调节阀全关后，其给水流量依然大于蒸汽流量，表明故障SG水位基本失去控制，需适当升高汽机功率，以使给水流量与蒸汽流量匹配，使故障SG的水位稳定。

4）待维修机械、电气、仪控到场检查后，召开工前会，讨论处理的方案。重点讨论的问题涉及以下几项：

（1）主调阀卡涩后，消除卡涩的具体方法是什么？

（2）消除卡涩需要用到什么工具？是否具备？

（3）消除卡涩需要各专业如何配合工作？

（4）主给水调节阀的上下游电动隔离阀能否实现开度可控操作？

（5）若手动操作上下游电动隔离阀，是否有相关经验值得借鉴？需要哪些准备工作？

（6）处理阀门卡涩可能造成的风险是什么？如卡涩阀门突然开大或全关引起的水位波动，从而可能有P7+SG水位高高停堆或SG水位低低停堆等。

5）做好相关安措后，维修人员通过手动微动或敲击卡涩阀门消除故障，如故障能够消除，则将主旁路调节阀置自动后正常降功率。

6）如主调阀卡涩故障不能消除，则手动缓慢关小上/下游电动阀实现可控开度操作来调节水位，当两台SG的给水流量基本一致后，可继续降功率，同时继续参照正常SG的主调阀开度变化来调节电动阀的开度，直到主调节阀全关退出运行，需要注意的是操作就地电动阀时与必须与主控保持密切联系。

7）若第6步操作过程中水位波动较大，则根据卡阀开度及各专业意见，讨论是否可以通过直接关闭其上下游电动隔离阀的手段来将卡涩主调阀退出运行。若采取该方法，则要尽可能使功率低些，以降低关闭电动隔离阀带来的SG水位波动。注意：关闭大阀电动隔离阀前，降低功率，尽可能使核功率接近18%Pn，否则，隔离主调阀后即使旁路调节阀全开也不能提供足够流量，从而使SG的水位失去控制。当主给水调节阀接近全关时，旁路调节阀即可为对应SG供水，此时，可以直接关闭故障主调阀的上下游电动隔离阀，将卡涩阀门退出运行。

2.3 旁路调节阀卡涩处理

当旁路调节阀单独执行SG水位控制功能时，核功率已经低于18%。应对卡阀的处理思路和主给水调节阀卡涩时的处理思路基本一致，主要有：1）通过流量比对发现故障，尝试调小ARE旁路调节阀的开度来稳定水位，如果无效，立即适当升高汽机功率使给水流量与蒸汽流量匹配，稳定故障SG水位。

2）联系维修机械、电气、仪控检查，如果确认旁路调节阀卡涩缺陷无法消除，则通过手动调节关小电动阀方式来控制水位。

3）如果在手动关小电动阀的过程中水位波动较大，则应以30MW/MIN降功率，尽快降到P10以下。在此期间，故障阀对应的SG水位会上升，当水位上升到0.5米时需手动节流电动隔离阀，必要情况下可以直接关闭其上下游电动隔离阀。

4）若旁路调节阀发生卡阀时开度已经很小，且在当前稳定状态无法处理，则可关闭小调阀上下游隔离阀，将给水切到SG辅助给水系统（ASG）供给，停机处理。

3 结论

鉴于阀门卡涩现象出现的滞后性，对SG调节阀开度及SG给水流量的监视变的尤其关键。在卡阀故障出现后，需尽可能采取升功率或调节旁路调节阀的方法维持SG水位稳定，然后立即由其他操纵员通知维修、电气、仪控人员进厂讨论处理方案，并在尽可能低功率的工况下下处理。在处理故障的过程中，不可使SG水位或功率出现大幅度波动，以免造成意外的停机停堆事件。

【参考文献】

[1]CNP600压水堆核电厂运行（高级）[M].原子能出版社，2013.8.

[2]秦山第二核电厂一/二号机组运行技术规格书[Z].2009.6.

[3]秦山第二核电厂SG主给水系统手册[S].2010.6.

[责任编辑：王楠]