主蒸汽隔离阀的调试及运行

□李 民

某核电机组主蒸汽隔离阀位于二回路主蒸汽管道上，系统设计每条主蒸汽管道上安装一台主蒸汽隔离阀，包括阀门本体、执行机构和控制回路。其功能是在事故工况下隔离破损的蒸汽发生器，将破损蒸汽发生器的蒸汽释放量限制不超过一台蒸汽发生器的水装量，从而防止反应性事故的发生同时它及其上游管道作为安全壳的延伸，在发生放射性释放事故时，可以起到防止放射性物质外泄的第三道屏障的作用。

一、主蒸汽隔离阀的组成、控制原理及动作模式

MSIV的组成主要由两大块构成：上部的执行机构和下部的阀门本体，如图1所示。

在正常运行期间，氮气罐中(C/D)中充满氮气，B罐下部充满液压油，通过电磁阀和A罐隔离。A罐活塞上下部的液压油和液压泵出口联接，当准备打开阀门时，油泵起动，相关电磁阀切换，A罐上部排油、下部充油；当准备关闭阀门时，油泵起动，相关电磁阀切换，A罐下部排油、上部充油；阀门正常开关全部靠液压驱动，对油泵的可靠性要求增加。当快关命令发出后，B罐和A罐间的电磁阀打开，B罐和A罐间的液压油连通；快开电磁阀打开，A罐下部排油，上部排油电磁阀保持关闭，因此氮气的压力通过两活塞中间的液压油传递到下A罐活塞上，使阀门快速关闭。

图1

主蒸汽隔离阀有7种动作模式：充压、慢关、慢开、快关、局部关闭(90%试验)、带载试验、倒密封试验。

主蒸汽隔离阀7种不同动作状态本质上是通过不同的逻辑控制不同电磁阀的得失电状态，从而改变系统油路特性得以实现。

表1 逻辑表

D：表示失电 E：表示得电

二、主蒸汽隔离阀的试验

主蒸汽隔离阀虽然只是核二级设备，但为了确保阀门在各种可能遇到的工况下完成其设定的功能，必须具备特殊安全功能的特性，同时在结构设计、设计计算上需要满足一些特殊要求，主要包括如下内容：第一，无论是主蒸汽隔离阀上游还是下游管线发生破裂，阀门均能在接到隔离信号5秒内自动快速安全地关闭以切断上游或下游的蒸汽流；第二，控制系统设备冗余设计，保证在任何情况下其控制系统与执行机构可用；第三，可以进行在线功能试验(全开位置到90%开度位置再回到全开位置)；第四，全开、全关和90%开度位置远距离指示。

根据主蒸汽隔离阀设计要求分别在冷、热态试验阶段进行阀门的性能试验。试验包括远控/就地正常开启、远控/就地正常关闭、A/B通道手动快关、A/B通道自动快关、A/B列带载试验、阀门局关试验、后阀座试验、T3试验(主蒸汽隔离阀相关部分)等。试验结果具体数据如下表。

表2 主蒸汽隔离阀试验数据

通过试验其结果符合设计要求，其中最主要的参数——快关时间在5秒范围内，满足<5秒的要求，而其旁路阀关闭时间也在15秒范围内，试验结果是可以接受。

三、调试过程中产生的问题

(一)B列带载试验失败。主蒸汽隔离阀由于功率运行时一直处于开启状态，无窗口来验证其快关功能，然而为了保证其事故情况下快关功能的有效性，可以用带载试验来验证快关电磁阀、压力开关以及带载试验阀本身的动作执行是否正常。

但在进行B列带载试验，却发现多次试验都是失败，而在A列试验时却能顺利完成。经图纸分析后，在B列带载试验前要有两个从A列送来的条件，一是阀门处于全开；二是阀门无90%开度试验。因阀门的开限位信号和90%开度试验都只送A列控制柜里，不送B列。在设计上AB列是要求电气隔离的，没有电缆连接，而在厂家的设计却是需要有连接线。在设计上的接口错误，最后造成阀门无法完成功能。

既要实现B列快关功能又要满足AB列的电气隔离，采取解耦电源LCC来传递A列送B列的快关信号,实施后试验成功。

(二)阀门B列快关后又重启。快关功能是通过氮气压力来实现的，无需启动油泵，然而在进行B列快关时发现阀门脱离全开限位的一瞬间电动泵自动起来，这样就造成快关阀(2.1/2.2)在不停地泄油而泵又在不停地往液压缸内打油，油就形成了一个循环回路，最终还是使阀门以很慢速度开起，而且油泵无法停止，油温和电机的温度都在不停地上升。

通过检查发现控制油泵的启停信号只有A列有，为了实现AB的电气隔离，并未将B列的快关信号送至A列，导致阀门脱开全开限位后A列并接到B列的快关信号，从而认为是阀门的非正常关闭，因此会触发启动油泵的信号将阀门从新打开，这就出现了之前的现象。

最终的处理方案依旧是通过设计变更将B列的快关信号用LCC传递至A列，最终试验完全成功。

四、结语

本文对某核电机组主蒸汽隔离阀的结构、运行原理进行了系统的介绍，并结合调试及运行期间所出现的问题进行了深入的分析，找出了问题的根本原因并提出了有效的解决方法，为同类型的主蒸汽隔离阀问题分析、处理提供了经验参考。