关于核电厂运行中的主蒸汽安全阀技术改进研究

【摘要】本文将详细介绍主蒸汽安全阀在核电厂运行中出现泄漏的原因，并指出采用弹簧式安全阀、重新分布安全阀的数量及改进阀芯组件的设计三项安全阀技术的改进措施。在核电厂运行的过程中，主蒸汽安全阀极其重要，为了避免产生泄漏，技术人员应改进安全阀技术，从而提升设备可靠性，保障电厂的稳定运行。

【关键词】核电厂;主蒸汽;安全阀技术

主蒸汽系统是保障核电厂运行的关键部位，主蒸汽安全阀在蒸汽管道中作用明显，良好的安全阀可有效防止系统过热或超压的情况，但当前在运行时，会产生泄漏问题，管理人员应找出原因，及时修改主蒸汽安全阀技术，保证核电厂的运行效率，保障人员安全。

1、主蒸汽安全阀在核电厂运行中泄漏的原因

主蒸汽安全系统通常有两种安全阀，即助动式与机械式，一方面，由于核电厂的检修人员大多经验丰富，且检修工作通常是按流程进行，因而并不会因为操作不当而产生泄漏。针对助动式安全系统内部的设备来说，若助动装置失效，安全阀门会有较大的影响，与此同时，阀芯组件中的某个部件出现失效或缺陷时，也会影响阀门的安全。基于此，产生泄漏的根本原因为整定压力的不合理设置，对材料来说，大多由原厂直接提供，且检验手段完善，在安装完成以后，现场还会进行复验，因此，材料也不会是阀门泄漏的原因。

另一方面，机械式的安全阀与助动式有些相似，其结构大致为保护罩、阀杆弹簧罩、阀体及阀座等，如图1所示。其检修人员大多技术较高，而该系统内部的设备，即弹簧部件，在使用前都会对其抗压能力进行确认，在满足多种要求后，才会使用，因而其与安全阀泄漏无关。而主蒸汽系统内部的介质由于压力大，且温度高，可能给安全阀门带来些许影响，但并不会泄漏。此外，基于安全阀的密封比压较高，其整定压力较为稳定，也不会造成泄漏。通过检修人员的计算与检测，主蒸汽中的管道振动，会带动安全阀门一起振动，进而使密封面不稳定，出现长期损伤的情形，从而安全阀在系统高位波动时引发泄漏。

2、核电厂运行中的主蒸汽安全阀技术改进措施

2.1采用弹簧式安全阀

通过了解多个核电厂的运行情况，技术人员应改进主蒸汽安全阀，其样式可采用弹簧式，由于配套控制柜与助动装置的结构比较复杂，且可靠性不强，任意器件的故障都会使装置发生改变，进而开启安全阀。该装置极具工艺性，若蒸汽发生器出现失控排放，将会使反应堆变得过冷或停堆。技术人员需使用加载弹簧式的安全阀，如图2所示，并将配套控制柜与助动装置取消，避免不必要的事故发生。

例如，海南核电有限公司为了降低泄漏问题，采用全新的安全阀技术进行改进，在查找泄漏原因的过程中，管理人员发现安全阀的性能不高，因而为保证安全，采用了弹簧式的安全阀，极大的提升其安全性能，保障了核电厂的有序运行。

2.2重新分布安全阀的数量

通常来讲，助动安全系统中的整定压力大概为8.3MPa，且是在还未使用的情况下，相较于热停堆的压力，其差距不大，并未达到10%冗余的设计要求，在阀门正常运行的过程中，极易出现漏气现象，进而使维修的总量增加，使机组很难稳定运行，其利用率会持续下降，因此，管理人员应重新分布蒸汽管道线中安全阀的数量与整定值。在原来总数7台不变的情况下，仍将整定值分成两组，第一组的整定值设定为8.7MPa，数量由原来的4台增加到5台;而第二组的整定值则由8.3MPa升高到8.5MPa，但数量由之前的3台降到2台。在此次改动中，第二组的冗余度升高到12%，其整定值可军力热停堆压力较远，由于动作次数降低，阀门频繁起跳的概率极大降低，密封面也会减少损伤。

2.3改进阀芯组件的设计

阀芯组件的改动主要在两个方面，一方面，阀芯与阀杆在作用点及连结上发生改变，通常来讲，电站中的阀芯上部中的组件都会与阀杆端部的螺纹产生连结，但二者大多为间接连结。核电厂红的阀杆与阀芯一般为卡套式连结，在装配时，阀芯可随意地进行水平转动，且倾斜，而阀杆的端部则呈现半球状态，阀杆与阀芯内部的接触面则是内球面，其喷嘴密封面要高于觸点。该设计有助于阀芯自动校正，喷嘴环与阀杆的轴线重合，使密封面多个方向的力保持平衡，降低因管道振动而给安全阀带来的损伤[1]。

另一方面，是阀芯密封形式产生变化，过去传统的密封方式为平面密封，若管道振动频率较大，其密封面极易发生泄漏问题。基于此，技术人员可将喷嘴接触的部分与阀芯的密封面性质设置成金属弹性，其封面可随着温度与压力的变化而改变，即线密封模式，该密封性能的质量较高。应用新结构以后，其阀门密封的压力值极高，极大降低因压力而造成的阀门泄漏。

总结：

综上所述，主蒸汽安全产生泄漏的原因通常是由于设置压力较低或管道振动，基于此，技术人员需采取科学、合理的方案，完善主蒸汽安全阀，式其变得更加可靠，与此同时，管理人员要加强监管，出现问题可及时修复，从而提高核电厂的稳定。

参考文献：

[1]张超，唐小江.核电厂运行中的主蒸汽安全阀技术改进[J].电工技术，2019（18）：44-45.

作者简介：

蒋大东 （1984年4月出生） 男，汉族，吉林省前郭尔罗斯蒙古族自治县，2008年毕业于西安交通大学热能与动力工程专业，现供职于江苏核电有限公司，工程师，大学本科，学士学位，研究方向：核电厂运行。