简析核电站主给水调节阀的国产化改造

简析核电站主给水调节阀的国产化改造

蒋严军

(中国中原对外工程有限公司技术部，上海200233)

[摘要]研究对恰希玛2期核电站(简称C-2项目)主给水调节阀改造前后的设计参数与实际运行参数进行对比，结合工程实际，找出原阀门没有满足设计要求的原因，同时分析国产化阀门在系统调试期间出现的主要问题，为后续核电项目的主给水调节阀国产化及今后可能出现的重大技术问题改造提供经验总结。

关键词 核电站 主给水调节阀 阀门流通能力(Cv)

中图分类号TM623

1背景

核电站的主给水调节系统，通常设计为定速给水泵给水调节系统。由于定速泵的性能特性曲线在运行中无法改变，，因此，需要通过调节安装在给水泵出口的调节阀的开度来改变管道阻力特性曲线，从而改变泵组在性能曲线上的工作点，实现调节给水流量和控制蒸汽发生器水位的目的。对于核电站来说，主给水调节阀设计和选型的准确性和可靠性十分重要。

C-l和C-2电站主给水调节阀最初采用进口阀门，但是调试、使用过程中，状态不是很理想。为了解决主给水调节阀流通能力不足和巴基斯坦当地电网频率波动对电站输出功率的影响，我们在C-2电站RFO -l期间对主给水调节阀进行了更换，首次在核电站上采用国产主给水调节阀。

2国产化情况介绍

2.1进口主给水调节阀设计参数及流量特性曲线

2.2进口阀门运行中出现的问题

(1)无法满足设计要求。阀门实际流量特性曲线和设计特性曲线不一致;在同一流量工况点上的参数，相差巨大，如：67%开度下设计Cv值是493，而实际反馈的Cv值只有340左右;流量达到960t/h时，阀门开度设计是54%，实际已经处于70%左右，导致电站输出功率达不到设计要求。

(2)为了让电站输出功率达到设计值，当进一步加大阀门开度时，蒸汽发生器液位易发生波动。带来电站运行风险。因此，国产化成为必然。

2.3国产化阀门参数修正

综合各方因素，对阀门的参数进行了修正，增加阀门流通能力，见表2、图2。

2.4国产化阀门实际情况

运行中的阀门工况数据见表3、表4。

对比上述图表中的数据，可以看到，阀门开度从20%增加到50%左右时，阀门实际运行中的开度与流通能力(Cv值)的关系与设计规范要求的基本一致，性能曲线吻合程度非常的好。虽然个别工况还存在些偏差，有待改进，但总体来说让人欣慰。

2.5调试中出现的问题

(1)主给水调节阀快关时间无法满足设计规范(5s)的要求。出场前在无流量状态下进行的快关试验，满足5s的要求。但是实际安装后由于系统管路满水存在压力，。快关试验时间>5s。这是阀门执行机构进气管路口径过小造成，，扩大气路口.径后问题解决啪。

(2)低负荷(205tlh和220t/h)工况下，进行旁阀/主阀自动切换时，阀门流量波动较大。这是阀门在小流量工况下开度不稳定造成的，根本原因在于阀门气动执行机构选用膜片式，推力有限，而小开度时所需气缸力较大，易出现不稳定。

(3)蒸汽发生器水位控制试验和负荷变动试验时，阀门跟踪响应不及时和超调引起给水流量波动。

3经验总结

(1)主给水调节阀不是一台简单的机械设备，实际运行中需要控制系统密切配合才能有效她控制流量。不仅要关注选型计算，还要对控制系统的匹配以及相应关键部件(定位器、放大器、气缸等)的参数和性能加以了解。

(2)主给水调节阀选型参数必须准确。介质温度、密度，阀前压力，前后压差，应尽量契合主给水系统的实际运行参数，同时关注阀门压降与系统总压降的比值对于阀门工作流量特性的畸变影响。。在对主给水泵组进行性能试验时，应尽量模拟现场的实际运行工况，重点关注额定流量点和主阀、旁阀切换的小流量点的状态参数。

(3)考虑到系统管道和高压加热器中的压力损失以及蒸汽发生器背压的波动，主给水调节阀的设计时，应考虑阀门流通能力的裕量。

(4)设计方案应壳分考虑项目当地的客观条件。例如，巴基斯坦当地的电网频率不稳定会对主给水泵组的出力造成很大影响，从而影响阀门的实际运行工况点。

4结束语

虽然国产主给水调节阀在调试期间出现了些问题，但是阀门更换后，C-2项目输出电功率的提升以及将近5年的正常运行表明，国产主给水调节阀性能是可靠的，设计和制作更符合核电站的要求。在C3/C4项目上，对该阀门的进一步改进，提高了电站的输出功率(340 MWe)，更证明，进口阀门水土不服以及国产阀门的优越性。

参考文献

[1]岳洋，燕翔.主给水调节阀泄露故障分析[J].商品与质量， 2016(46)：45.