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工程管理前沿【2019年第24期】

  • ID:271572
  • 浏览:4649
  • 学科:工程地质学
  • 更新时间:2020-02-23 12:40:58
  • 期刊: 工程管理前沿
内容简介
《工程管理前沿》杂志是由中国工程院主管,中国工程院、清华大学、高等教育出版社主办的建筑期刊。国际标准刊号:2095-7513,国内统一刊号:CN10-1205/N。《工程管理前沿》的办刊宗旨:依托建设领域高层权威信息背景,旨在做好政府领导决策的重要参谋;成为政策理论探讨的前沿阵地,积极探索和引导建设事业发展方向和改革实践;提供重大事件权威报道,深度阐释焦点话题,纵深调查热点事件,努力追求权威性、建设性、实用性和可读性风格;努力做大媒介传播平台,真诚为建设企事业单位服务,为中国建设事业和城市化发展服务,为广大读者开启一个探求知识的窗口。

电磁阀在 AP1000核岛系统中的应用

2019/8/9 15:17:00 工程地质学 张鹏,于瑞鹏
资料简介

摘要:电磁阀属于执行器单元,在核电厂中应用广泛,既可以直接应用在工艺系统中,实现工艺系统控制功能及隔离功能,也可以用在以液压、气动作动力的执行机构中,本文简单介绍 AP1000核岛系统中电磁阀应用情况, 着重对气动阀中电磁阀使用情况及维护过程中的常见缺陷进行分析。

电磁阀在 AP1000核岛系统中的应用

张鹏 于瑞鹏

中电华元核电工程技术有限公司 山东烟台 265118

摘要:电磁阀属于执行器单元,在核电厂中应用广泛,既可以直接应用在工艺系统中,实现工艺系统控制功能及隔离功能,也可以用在以液压、气动作动力的执行机构中,本文简单介绍AP1000核岛系统中电磁阀应用情况, 着重对气动阀中电磁阀使用情况及维护过程中的常见缺陷进行分析。

关键词:电磁阀;AP1000;核岛

电磁阀可以分为两大类:一类是工艺系统用电磁阀,一类是气动、液动装置用的电磁换向阀。

电磁阀在核岛工艺系统上的应用

工艺系统用电磁阀主要指现场PV13、PV43和PV59等电磁阀。

PV13 Solenoid-Operated Globe Valves, ASME Section III Classes 1, 2, and 3

PV43 Solenoid-Operated Globe Valves, ASME B16.34

PV59 Solenoid-Operated Valves (B16.34 Exclusion)

PV13与PV43为VALCOR品牌,PV13为核级电磁阀,PV43为非核级,在现场大量使用,调试期间使用情况不理想,电磁阀频繁内漏,经对阀体解体后检查发现,内漏原因多为工艺管线存在杂质导致。电磁阀附加行程开关,由于阀体行程极短,限位开关不好调整,总结出规律后可事半功倍。

PV59为鞍山电磁阀厂供货,未设计阀位反馈,使用良好,目前鞍山电磁阀厂正在开展PV43研制工作,PV43甚至PV13电磁阀国产化只是时间问题。

还有少许电磁阀属于设备整体供货,用于DWST、CST除氧单元及CVS注氢包。

工艺电磁阀主要缺陷是内漏,需解体检查,解体前可对工艺系统进行分析,分析是否为电磁阀内漏,检查电磁阀流向是否与图纸一致等,把其他问题排除后再对电磁阀进行解体检查。

电磁换向阀在液动执行机构的应用

核岛系统电液/气液执行机构有三种:PV64主蒸汽隔离阀/PV67给水隔离阀、PV41电液开关蝶阀和PV54电液调节三通阀。

PV41电液开关蝶阀配的电液执行机构品牌为ROTORK,液压缸单作用带弹簧,执行机构失电卸掉油压,弹簧复位,阀门全开,用在VWS低容量空冷泵出口,泵启动,阀门全开;泵停运,阀门全关。电磁阀使用良好,从厂家提供的图纸中可以看到使用三个电磁阀,两个电磁阀在执行机构内部,一个电磁阀在外部主管路(电磁泄压阀),通过电磁阀控制油路参与执行机构控制,电磁阀没有问题,但调试期频繁出现控制板故障,阀门无法关闭(阀门失效开,不影响系统运行),经检查确认为控制板上分压电容损坏,后续厂家对控制板进行更换,故障未复现。

电液开关执行机构在核电新建机组已经开始国产化,如扬修等品牌,国产化值得期待。

PV54电液调节三通阀配的电液执行机构品牌也为ROTORK,电液调节型,液压缸为双作用式,由液压智能定位器和一个三位四通电磁阀进行控制,用于VBS冷却盘管温度控制。调试初期多个阀门定位器多次产生ERROR 118报警,导致阀门无法动作,此时可对定位器进行复位,阀门可以继续工作。查询设备手册故障描述为定位器未能在指定时间内到达设定值时,即产生ERROR 118报警,经咨询厂家,厂家回复为执行机构动作太快或者动作太慢都会产生这个报警,结合现场情况初步分析为阀门由于长时间保持在一个阀位,阀门摩擦力偏大导致阀门动作过慢,后对定位器进行参数自整定,使定位器参数与阀门工况匹配,报警已不产生。

PV64主蒸汽隔离阀与PV67给水隔离阀带有液压/气动执行机构,福斯品牌,液压原理图一致,以下为PV67简图,阀门执行机构由带有贮能系统(氮气)的液压缸组成,用于隔离阀的紧急关闭,阀门开启时,四个电磁阀断电,油泵启动,高油压迫使阀门开启以及维持全开状态;四个电磁换向阀通过控制泵侧与非泵侧主泄油阀及控制阀,快速卸掉高压油或者慢速卸掉高压油,高压氮气可以使阀门达到快关或者慢关的功能。

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序号

用途

慢关

开启

快关

1

泵侧动作电磁阀

带电

失电

失电

2

泵侧主泄油电磁阀

带电

失电

带电

3

非泵侧主泄油电磁阀

带电

失电

带电

4

非泵侧动作电磁阀

带电

失电

失电

5

液压泵

DISABLE

ENABLE

DISABLE

电磁换向阀原理及在气动执行机构上的缺陷分析

电磁换向阀是气动控制元件中最主要的元件,虽然品牌型号各异,但原理无多大区别, 核岛相关系统气动阀电磁阀品牌主要分为三种:Parker(用于通风系统气动挡板)、AVCO和ASCO。

电磁阀一般由线圈、动铁芯、静铁芯、阀门本体组成,基本工作原理是电磁阀线圈上电或断电,产生磁力,使动铁芯动作,实现电磁阀的开关;用于气动阀的电磁阀种类繁多,可分为直动式和先导式,直动式的是线圈上电后,产生的磁力直接作用于电磁阀主阀芯,主阀芯的动作实现对介质的截断或导通,当线圈断电后,主阀芯在弹簧的作用下恢复原位;先导式电磁阀线圈上电后,产生的磁力作用于电磁阀先导阀阀芯,先导阀打开后,先导气源作用于主阀芯,推动主阀芯动作,当线圈断电后,先导阀将先导气源排出,主阀芯在弹簧的作用下恢复原位。直动式电磁阀由于电磁力的限制一般用于小口径、压差小的工况,而先导式电磁阀利用先导气源推动主阀芯,推力较大,可用于较大口径、压差大的工况。

先导式电磁阀按先导压力来源,有内部先导式与外部先导式。内部先导电磁阀使用方便,但在换向的瞬间会出现压力降低的现象,特别在输出流量过大时,有可能换向失灵。为了保证阀的换向性能或者降低阀的最低工作压力,由外部供给气压作为主阀控制信号的阀称为外部先导电磁阀,现场部分开关阀用了外部先导(如CVS-V030等),部分用了内部先导。

调试期VFS系统安全壳送风、排风四个气动隔离阀曾出现阀门带电无法打开的现象(阀门失效关闭,不影响安全功能),并从排气口一直排气,电磁阀为AVCO内部先导式电磁阀,根据故障现象可分析,主阀芯已经动作,但没有动作到位,导致进气口、出气口、排气口形成一个三通状态,经对电磁阀解体检查,发现电磁阀底部活塞密封圈失效导致底部腔室大量积气(给阀芯一个向上的力),先导气源由于主阀芯瞬间无法动作到位,入口气源分压(从排气口排气),气源压力降低导致主阀芯无法动作到位,这是一方面原因,查询电磁阀说明书,发现电磁阀入口气源管线尺寸(3/4英寸)不满足说明书(1英寸)要求。经对气源管线变更,及更换电磁阀厂家升级产品(新产品无密封圈,不产生积气,消除隐患),故障完全消除。

调节阀用电磁阀选用必须零压差启动,因此首先直动式气动阀,当选用先导式时,电磁阀必须选用外部先导,如PXS-V108A、B,SGS-V233A、B\250A、B\255A、B。

电磁阀按照电源使用情况,有直流(250VDC)和交流(220VAC)。

直流电磁阀(250VDC)用途:用于PMS控制安全相关气动阀,先导式,品牌为AVCO和ASCO 。ASCO现场直流电磁阀型号为NTQ8316三通电磁阀(NT系列为1E级电磁阀,Q代表快速插头)。直流电磁阀内部有个二极管,因此拆接线需注意电磁阀极性,若极性接反,会烧坏PMS机柜内CIM卡,后果还是很严重的。

现场部分交流电磁阀存在蜂鸣声,而直流电磁阀就不会有。因为交流电磁铁吸力以50HZ的频率变化,衔铁振动,发出蜂鸣声,在衔铁的吸合面上设立分磁环(屏蔽环),使磁通产生时差,减少振动,降低蜂鸣声。当电磁阀蜂鸣声非常大时,在测量电压无异常的时候,进行电磁阀整体更换,如现场对BDS/WGS等几个ASCO 8320交流电磁阀进行了更换,更换完成后故障消除。

电磁阀技术成熟,在气源清洁,压力满足的情况下,电磁阀一般不会出现故障,但也曾遇到一些情况:如WLS-V252,阀门失效开,用的是ASCO 8320直动式电磁阀,电磁阀在失电情况下从排气口一直漏气,经对电磁阀解体检查,发现弹簧变形,变形的弹簧造成动铁芯未完全把进气口密封住,造成电磁阀形成一个三通的状态,从排气口一直漏气;还有电磁阀自带线破损问题,如CCS-V405由于阀门振动大,造成电磁阀电缆管振动磨损,电磁阀接线绝缘破损接地,导致机柜内继电器烧毁,这个故障也促进了现场支管震动治理,除了消除阀门振动,也对电磁阀接线进行保护,消除故障隐患。

现场气动阀用电磁阀以进口产品为主,希望电磁阀国产化早日到来!