核电站主蒸汽隔离阀电磁阀自动测试装置研发及应用

李剑

【摘 要】核电站主蒸汽隔离阀上的电磁阀长期处于高压环境，橡胶垫圈老化、电磁动作带来垫圈和线圈磨损，造成电磁阀密封不严，导致泄漏。为了保证核电站整个系统的安全运行，需要定时对电磁阀进行密封性檢测。主蒸汽隔离阀电磁阀自动测试装置，是一个智能化测试平台，具有操作流程简单、测试精度较高的特点。该平台可以对主蒸汽隔离阀电磁阀进行全面检查，可指导维修人员根据检查结果制定针对性较高的维修方案，避免盲目检修，提高设备可靠性。

【关键词】电磁阀；测试装置；应用

0 引言

主蒸汽隔离阀是主蒸汽管线上极为重要的安全设备，功能设计为在所有预计的正常或事故工况下，在关闭信号产生后5秒内关闭主蒸汽隔离阀。为了保证其安全隔离功能正常，主蒸汽隔离阀在SGTR（蒸汽发生器传热管破裂）事故中将作为第三道安全屏障的组成部分。主阀关闭功能和试验功能由主电磁阀和试验电磁阀来实现，国内核电站多次发生因主电磁阀或试验电磁阀泄露事件，导致油压波动，油泵频繁启停，严重影响机组安全稳定运行。结合核电站电站运行经验以及电磁阀常见失效原因，我们亟需研发主蒸汽隔离阀电磁阀自动试验装置对电磁阀进行耐压试验和电流特性试验。

1 总体结构

VVP电磁阀自动测试平台包括平台主体、数据采集软件及维护电脑、空压机3部分，见图一。平台采用现场相同或类似部件。采用NI硬件和软件实现集中控制，实现高度智能化操作，自动采集数据并对其进行分析、处理、根据准则自动判断测试结果并生成报告。

2 硬件及框架

试验台架整体为框架式隔层结构整体尺寸为123×85×108（cm），材料采用304不锈钢，包括仪表区盖板、中间隔板、底板、四周门、防护玻璃，操作面板区等，为方便使用和检修，每层又划分不同功能区域，如手动操作面板区、仪表阀门区、电磁阀安置测试区、电气接口区等。该设备设计有主电磁阀和试验电磁阀试验底座， 设备油路和气路管线，压缩空气经过过滤减压后，再经过平台中的气源球阀、空气电磁阀、过滤减压阀后为空气动力油泵提供供气，压缩空气泵采用与现场相同型号，高度模拟现场环境。油泵输出油压与供气压力成正比，现场通过调整减压阀的输出气压来控制油泵输出油压，稳定后输出油压约为105倍的气压。当给电磁阀施加油压达到要求时，进行电磁阀电流特性试验、励磁密封性试验和失磁密封性试验。

3 软件及数据管理

数据采集采用NI数据模块、NI主控模块、电流传感器实现对压力、电流信号等实现高精度、高速率数据采集和集中控制，组态处理采用NI公司LabVIEW专业版软件，软件整体结构见图2，操作界面简单、直观，实现了高度智能化操作，对四个试验均可实现一键测试，测试严格按照试验程序要求进行设定，比如泄漏率试验不合格，则不能进行下一操作。避免试验过程中越点测试，保证测试结果真实性和准确性。平台根据试验要求控制电磁阀的带电、失电，测试出电磁阀动作电流趋势及特征值、母管压降和电磁阀泄露压力上升变化值，根据特征值标准范围，从而综合判断电磁阀的泄漏情况，进行相应报警显示，见图3，形成word版测试报告，可有效避免数据记录、计算过程中引入人因失误。此外，管理员还可对电磁阀及平台测试设备参数等信息进行管理，可根据需要进行创建、编辑、复制、修改、删除，方便后续平台升版。

4 现场应用效果

该平台解决了主蒸汽隔离阀的电磁阀性能测试，优化了设备的维修策略，并提高设备的可靠性。在CPR1000型核电机组均使用同型号主蒸汽隔离阀电磁阀，可以在红沿河核电、阳江核电、防城港核电、福清核电进行推广。目前该装置已经推广红沿河核电、阳江核电，并成功应用于其大修主蒸汽隔离阀电磁阀检修项目。经过应用，已发现多台电磁阀电流特性曲线异常，泄漏率不合格、耐压试验不合格等缺陷，通过对电磁阀密封面研磨、更换提升头、对压缩弹簧进行调整后恢复正常。该平台可实现一键检测、实现手/自动校验，测试精度高、操作简便。能提高现场工作效率、能准确定位电磁阀故障点，精确指导后续维修方向，避免盲目维修。同时能自动生成报告，有效避免数据记录错误等人因问题。该平台已经获得实用新型专利（专利号：ZL 2016 2 0086936.5）。

【参考文献】

[1]付敬奇.电磁阀的工作原理.机械工业出版社

[2]工业过程控制系统用电磁阀，国标.

[责任编辑：张涛]endprint