某核电厂大口径核级蝶阀开启卡涩故障分析与处理

摘要：针对大口径蝶阀开启卡涩故障，从阀门结构上对故障进行分析，辅以理论计算为证明，确定阀门故障的根本原因和促成因素，并提出相应的解决方案。

关键词：核安全；大口径；蝶阀；卡涩

ND核电厂是中国核电大发展新建项目之一，规划总容量6台百万千瓦级，采用CPR1000技术路线， 1、2号机组已分别于2013年4月15日、2014年5月4日投产。从机组调试开始，该核电厂已出现一系列的阀门缺陷，尤其是各核电厂共性的或对核安全产生较大影响的缺陷还是值得生产厂家和设备维护部门继续深入研究探讨。

1 案例描述

1.1 故障描述

2012年10月3日执行N-OP-T-1-RPA-032试验，1RRI035VN阀门开启时卡住不动作，

1RRI036VN情况类似；

2012年10月14日对整阀更换过的1RRI035VN（借用3号机）常闭状态下再验证试验，阀门不能开启。

1.2 故障影响

EAS系统作为专设安全系统，事故工况下，安全壳内温度、压力升高时，该系统可启动喷淋，将安全壳内温度、压力降低至可接受的水平，保证第三道安全屏障的完整性。

RRI035/036VN作为EAS001/002RF换热器冷却水出口隔离阀，该阀无法打开将导致

EAS001/002RF不可用，EAS系统进入地坑取水循环阶段后，EAS系统热量无法导出，从而导致喷淋系统不可用。

2 故障分析

2.1 结构分析

RRI035/036VN为对夹式气动蝶阀,阀门型号：600H3D6G71X-16C，公称通径：DN600mm，公称压力：PN16，失气开阀门，阀门开启时间≤120S。

阀门由衬胶对夹式蝶阀及其气动装置组成。衬胶对夹式蝶阀由阀体、碟版、阀座、阀轴等组成，通过碟版与橡胶阀座的过盈来实现阀门的密封。气动装置为拨叉式单作用气缸，气缸侧进气，活塞推动拨叉旋转，输出力矩关阀，并压缩弹簧储能，气缸侧停止进气，弹簧复位，推动活塞，带动拨叉旋转，输出力矩开阀。结构见下图1、2。

阀门出现卡涩超时的原因一般有两方面因素：

气动装置输出力矩偏小；影响气动装置扭矩变化的因素不多，主要是弹簧力；若弹簧力设计裕度不够，将导致弹簧力偏小，阀门无法打开。

阀门本体操作扭矩较大。

影响阀门本体操作扭矩的因素主要是：

蝶板与橡胶阀座的密封过盈量；

对于软密封阀门，长期无相对运动，其结合面会形成一定的结合力，在动作几次后这种结合力会显著减小；

图1 阀门结构简图

Fig.1 The valve structure diagram

图2气动装置结构图

Fig.2 Pneumatic device structure diagram

此阀为上下阀轴结构，阀门在双泵启动高压差下，阀瓣产生位移，上、下阀轴产生偏斜且转动不同步，加大阀门操作扭矩。

基于以上分析，结合阀门出现无法开启的故障现象、检修历史情况，初步分析阀门卡涩的原因见表1：

2.2理论计算分析

蝶阀的阀杆力矩：MD=Mm+Mc+Mt+Mj+Md