双金属硬密封调节阀改型

蔡国辉 刘璐 程俊宝

福建福清核电有限公司 福建福清 350318

M310核电机组的SVA（辅助蒸汽分配）系统功能为向各用户分配辅助蒸汽，以及排出凝结水。在核电机组停运和启动期间由厂区辅助蒸汽母管提供辅助蒸汽，在核电站运行时由蒸汽转换器生产辅助蒸汽。产生的1.2MPa.a的蒸汽通过由两台减压阀串联而成的减压站转换成0.45MPa.a的蒸汽供下游用户使用，如ASG除氧器、TEP系统的除气塔和加热器，TEU系统的加热器以及TES的用汽，对三废系统正常运行有重要作用。

1 福清核电SVA减压站减压阀缺陷

查询福清核电历史检修工作，发现SVA减压站减压阀均在阀体解体维修后出现内漏，包括预防性解体工单和缺陷解体工单，如更换填料等。出现内漏缺陷后，下游管网压力持续上涨，超过下游安全阀定值后，安全阀起跳，泄压。因持续内漏，安全阀频繁起跳。一方面严重影响安全阀使用寿命。另一方面，因下游用户设计的额定蒸汽压力为0.45MPa.a，内漏导致SVA无法提供满足需求压力的蒸汽，影响下游用户的正常运行。还会产生相关报警，影响运行人员正常工作判断。对核电机组运行产生安全隐患[1]。

1.1 内漏临时处理方式

因系统设计要求，运行期间不可将减压站减压阀长时间隔离。面对内漏缺陷，现场检修人员对阀门检修检查维修，包括对阀芯阀座重新机加车削密封面、更换新阀芯阀座备件、阀芯阀座对研。但在回装后仍存在内漏，无法有效消除缺陷。最终根据系统设计，福清核电1号机组采用小开度开启减压站下游疏水阀至凝汽器，通过人为制造一个小蒸汽用户，保持蒸汽管网压力在0.45MPa.a左右，满足系统运行要求。但该方法会导致蒸汽浪费，也未在根本上解决减压阀内漏缺陷。福清核电3号机组因系统设计与1号机组存在差异，不存在连接凝气器的管路，前期采用由运行人员定期开启和关闭减压阀上游隔离阀，通过人为控制蒸汽压力，但此举严重增加了运行人员负担，后通过参考1号机组方式，小开度开启减压阀下游排污管线进行排汽，通过观察，可以满足系统运行需求。但因排污管线与安全阀排水管线相连，导致蒸汽从安全阀排气口排出，在雨天时，会导致安全阀出口管道积水，使安全阀浸泡在雨水中，会影响安全阀使用寿命和使用可靠性。

1.2 阀门结构分析

SVA减压站减压阀为双金属硬密封调节阀，密封方式为阀芯与阀座均是金属硬密封，且为双密封方式，即阀芯上有上下两道本体机加的密封面，阀座上也有上下两道本体机加的密封面，仅有两个密封面同时密封时才能保证阀门有效密封。因两个密封面均是直接机加在阀门和阀座上，是固定的，不同于一般截止阀阀芯和阀杆配合方式，可以有一定的活动量。因此当该类型调节阀安装精度偏差一些，就会导致阀芯与阀座无法两道密封均有效贴合，从而产生内漏。同时因系统运行汇中，阀芯与阀座双密封面在长期的开启和关闭中，已磨合出最佳配合角度，解体维修后无法完全有效按照原角度与方向，丝毫不差的回装。因此回装后出现内漏几乎是等于必然。经与阀门设备厂家咨询了解，其在厂内装配是会在检测台上检测，即装配好后进行打压，对出口进行检测，不合格则重新调整机加，并再次检测，直至合格才出厂发货。而现场是已完成安装的阀门，进出口已焊接至系统管道，无法进行解体后内漏检测，仅能在系统投用后才能验证。因此，该结构阀门在现场使用可靠性极低[2]。

1.3 改型方案

根据现场实际情况分析，结合其他调节阀结构形式，分析了最优成本和工作量最优化，制定了在保持阀体、阀盖和气动执行机构组件以及相关仪表控制设备不便的情况下，改造阀芯组件和阀座。

原阀内件结构为套筒双金属硬密封结构，组成部分为套筒、阀芯、阀杆组成。改造后为笼式单座密封结构，组成部分包括阀座、下套筒、上套筒、阀芯、阀杆、径向密封圈。详见下图：

图1 改型前阀芯阀座组件

图2 改型后阀芯阀座组件

1.4 处理结果

根据改型方案采购相关部件，在合适检修窗口对阀内件进行更换。系统投用后观察压力变化，减压站下游压力能稳定在0.45MPa.a左右，不会超过安全阀起跳定值，阀门调节能力满足系统使用要求。福清核电3号机组SVA减压站减压阀于2018年11月完成阀内件改造更换，系统投自动运行，持续运行一年多，未再出现下游超压情况，证明改型有效[3]。

2 结语

通过3号机机组的改造，证明改型方案的有效性，通过该改型方案，除了无需更换阀体、阀盖和气动执行机构外，也无需更改阀杆填料尺寸信息以及中法兰垫片和阀座垫片尺寸规格，一方面有效彻底解决了阀门内漏缺陷，使系统能够按照原设计要求正常运行，另一方面，最大程度降低了设备信息的修改，优化了管理成本。此次改型的成功，对后续其他同类阀门的改型提供了良好的借鉴意义。