氣動調(diào)節(jié)閥在核電輔助給水系統(tǒng)的應(yīng)用分析

1、 氣動調(diào)節(jié)閥在核電輔助給水系統(tǒng)的應(yīng)用分析 摘要：調(diào)節(jié)閥是核電機(jī)組控制系統(tǒng)中重要的設(shè)備，氣動調(diào)節(jié)閥有著高精度線性開度調(diào)節(jié)性能在核電穩(wěn)壓器、蒸發(fā)器等液位控制等系統(tǒng)中重要性尤為凸顯。在核電廠機(jī)組控制中，控制系統(tǒng)加入dcs控制，甚至包含非安全、安全級控制手自動等多重控制信號，邏輯信號調(diào)試及閥門性能調(diào)試對系統(tǒng)安全有最直接的影響。本文主將針對氣動調(diào)節(jié)閥在核電輔助給水系統(tǒng)的應(yīng)用以及典型問題展開探討。關(guān)鍵詞：調(diào)節(jié)閥；自動化dcs ；實踐應(yīng)用1工作原理氣動調(diào)節(jié)閥的工作原理就是以壓縮空氣為動力源，以氣缸為執(zhí)行器，并借助于電氣閥門定位器、轉(zhuǎn)換器、電磁閥、保位閥等附件去驅(qū)動閥門，實現(xiàn)開關(guān)量或比例式調(diào)節(jié)，接收工業(yè)自動化

2、控制系統(tǒng)的控制信號來完成調(diào)節(jié)管道介質(zhì)的：流量、壓力、溫度等各種工藝參數(shù)。氣動調(diào)節(jié)閥的特點(diǎn)就是控制簡單，反應(yīng)快速，且本質(zhì)安全，不需另外再采取防爆措施。2輔助給水系統(tǒng)的工藝設(shè)計核電輔助給水系統(tǒng)是作為正常給水系統(tǒng)的備用，當(dāng)主給水系統(tǒng)喪失時，向蒸汽發(fā)生器二次側(cè)提供合格給水。當(dāng)由于故障(失去壓縮空氣，失去控制電源)或誤操作而使調(diào)節(jié)閥在二回路側(cè)壓力低于額定壓力下時全開，就可能有發(fā)生輔助給水泵超流量運(yùn)行的危險。在電廠啟動期間給蒸汽發(fā)生器充水時，或在蒸汽發(fā)生器的給水或主蒸汽泄漏的情況下，很容易使電動泵超流量運(yùn)行?？紤]電動泵所需凈正吸入壓頭較低并有余量，可能達(dá)到164%額定流量的超流量，從水力學(xué)的觀點(diǎn)來看通常是

3、可接受的。但是，它可能導(dǎo)致驅(qū)動電機(jī)超功率運(yùn)行，因而有必要檢查電動機(jī)在這些情況下的負(fù)荷，使其不超過保護(hù)閾值，因為有過流可能導(dǎo)致輔助給水喪失。一旦超負(fù)荷，應(yīng)減少調(diào)節(jié)閥012vd-017vd的開度，使各種參數(shù)回到其額定值。由于電動泵和汽動泵分別由a、b列控制，汽動泵003po和004po的之間的運(yùn)行不會相互影響，在發(fā)生蒸汽發(fā)生器的給水或主蒸汽管道斷裂事故時，破損蒸汽發(fā)生器的壓力為0.1mpa，而完好蒸汽發(fā)生器的壓力為8.6mpa，如果汽動泵對應(yīng)的調(diào)節(jié)閥事故性地全開（003po對應(yīng)a列調(diào)節(jié)閥012vd、014vd、016vd；004po對應(yīng)b列調(diào)節(jié)閥013vd、015vd、017vd）會使汽動泵在最大

4、流量下運(yùn)行，該流量達(dá)到153%額定流量。由于汽動泵的布置標(biāo)高比輔助給水貯水池的布置標(biāo)高低一樓層，提供了足夠的npsha，從而避免了汽蝕的危險。3氣動調(diào)節(jié)閥開度調(diào)節(jié)設(shè)計電動泵和/或汽動泵的自動啟動或手動啟動會使相應(yīng)的流量調(diào)節(jié)閥全開。當(dāng)蒸汽發(fā)生器的液位到達(dá)高液位整定值時觸發(fā)對應(yīng)調(diào)節(jié)閥的復(fù)位命令，使得這些閥門處于通過蒸汽發(fā)生器液位進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié)閥門開度的運(yùn)行模式，以便調(diào)節(jié)注入蒸汽發(fā)生器的給水流量，保證蒸汽發(fā)生器不發(fā)生滿溢。同時機(jī)組運(yùn)行人員在啟動電動泵的指示被執(zhí)行以后，也可以將這些閥門復(fù)位到它們定位器的控制之下，以調(diào)整注入蒸汽發(fā)生器的流量，防止蒸汽發(fā)生器滿溢。為了這個目的，需要設(shè)置相關(guān)復(fù)位命令。在電動泵

5、和汽動泵都停運(yùn)后，運(yùn)行人員必須全開相應(yīng)的調(diào)節(jié)閥，以備下一次啟動。調(diào)節(jié)012vd至017vd依靠手動操作或蒸汽發(fā)生器液位閉環(huán)控制相應(yīng)的調(diào)節(jié)閥012vd至017vd，控制注入各臺蒸汽發(fā)生器的流量，這些閥門的開度根據(jù)蒸汽發(fā)生器的液位閉環(huán)調(diào)節(jié)，也可由控制室內(nèi)的一個控制站或從應(yīng)急停堆盤上進(jìn)行調(diào)整。每只調(diào)節(jié)閥裝有1個電磁先導(dǎo)閥，用于向閥門定位器提供氣源。當(dāng)tfa系統(tǒng)啟動時，通過把電磁先導(dǎo)閥向大氣開通，所有調(diào)節(jié)閥都自動到全開位置?？梢酝ㄟ^蒸汽發(fā)生器的高液位整定值信號，或者通過運(yùn)行人員在控制室內(nèi)或在應(yīng)急停堆盤上按動相關(guān)按鈕(a系列或b系列)，使各調(diào)節(jié)閥由它們的定位器驅(qū)動。為了在啟動時防止開啟失效，建議在操作結(jié)

6、束時，將所有調(diào)節(jié)閥手動定位到全開位置。4. 氣動調(diào)節(jié)閥dcs控制設(shè)計閥門dcs調(diào)節(jié)功能分為nc級和1e級。nc級控制由iic平臺通過ipc機(jī)柜發(fā)布命令，1e級控制由bup平臺通過ipr/ipg機(jī)柜發(fā)布命令。nc控制邏輯由網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)，用于iic的set/reset調(diào)節(jié)閥全開全關(guān)指令以及閥門在蒸汽發(fā)生器液位過低或者過高給出閥門自動閥位信號，邏輯如下：1e級控制邏輯由繼電器及硬接線組成，用于iic網(wǎng)絡(luò)故障不可用的備用控制，起到重要設(shè)備雙重冗余的功能。5. 現(xiàn)場實際調(diào)試過程中的良好實踐二層dcs輸出（主控手動調(diào)節(jié)）與定位器輸出不匹配問題。氣動閥泵體電磁閥氣管接錯。電磁閥是三通閥，失電1-2通，得電2-3

7、通； tfa012-017vd為氣關(guān)閥，且要求電磁閥失電放氣至全開；因此應(yīng)該1端接大氣，2端接氣缸，3端接上游定位器。由于閥門是核電廠重要安全設(shè)備，需要在失電失氣時將系統(tǒng)置于安全狀態(tài)，故需要停電停氣時閥門全開，所以接口接錯直接導(dǎo)致閥門安全狀態(tài)相反，令系統(tǒng)置于一個更加危險的情況。6.結(jié)論對于氣動調(diào)節(jié)閥在輔助給水系統(tǒng)中的應(yīng)用，應(yīng)充分考慮到特殊的設(shè)備安全狀態(tài)以及dcs控制的復(fù)雜邏輯聯(lián)鎖關(guān)系，在閥門機(jī)械設(shè)備本體的驅(qū)動機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及閥門中性點(diǎn)等調(diào)試好了的情況下，充分理解設(shè)計人員的設(shè)計初衷，了解設(shè)計對安全的構(gòu)思，才能將設(shè)備的調(diào)試工作順利的進(jìn)行下去，才能保證機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行以及意外工況下的設(shè)備自動聯(lián)鎖應(yīng)對。參考文獻(xiàn)：1