摘 要：带自保持功能的核级气动调节阀对于核电机组的安全运行起着至关重要的作用。在调试过程中也会经常出现诸如失气失电后无法实现自保持等故障，影响系统调试和启动。本文着眼于该类阀门的结构与工作原理，浅析典型故障的原因，并提出处理方法，对于后续机组同类问题的处理提供良好的参考与借鉴。
关键词：自保持，气调阀，校验，故障处理
1 引言
带自保持功能的阀门，属于气动调节阀的一类，对于核电机组安全运行起着重要作用。尤其是在失气或者失电后，该阀门依旧可以保持原有的开度，继续维持系统原有的运行状态，该类阀门是否可靠对核电机组的安全有着很大的影响。本文将依托余热排出系统调节阀，介绍阀门的结构原理，分析失气失电后无法自保持这类典型故障的原因，并根据实践中的处理经验，总结和提炼故障处理方法。
2 阀门校验
余热排出系统024VP属于双气缸、角行程、失气失电自保持的调节阀，其定位器属于3570型定位器，EP型号为546。除此之外，为了实现失气失电自保持，该阀拥有锁气器，型号为164A+6L。
图1 阀门实体图 图2 阀门气源管线原理图
2.1 阀门结构和原理
余热排出系统024VP阀门气缸是双层结构，由上下两部分组成。当给定一个阀门开度指令，通过E/P转换器（306），将电流信号等比例转换为控制压力，并输入给定位器（312），定位器根据控制信号的大小，向上下气缸分别输出两个大小不同的压力，由于压差原因会推动阀杆上下移动，实现阀门的正常动作。E/P转换器和定位器的输入压力由压缩空气提供。
普通气动调节阀失去气源后，气缸内的气体泄出，无法保持原有的阀门开度。为实现失气失电阀位自保持功能，在上下气缸的输入管线上分别串联一个释放继电器（301）。开启释放继电器需正常的压缩空气提供压力源，正常供气时，释放继电器会被强制打开，使定位器的输出压力输入到上下气缸。当失气后，由于释放继电器失去控制压力源，就会自动关闭，使得上下气缸内的气体无法泄出，保证上下气缸压差不变。为保证失气后释放继电器的控制压力立即卸掉，在释放继电器控制压力管线上串联一个锁定继电器（305）。锁定继电器供气压力正常时，供给释放继电器压力控制源；当供气失效时，使释放继电器的控制压力快速卸掉，实现自动关闭功能。这就是失气后阀位自保持的原理。
电磁阀（307）位于锁定继电器的下游，与其串联。正常操作该气动调节阀之前，电磁阀带电，确保释放电磁阀有控制压力。一旦电源失去后，电磁阀的控制压力卸掉，自动关闭，实现阀位保持不变。
3 典型故障处理
失气失电后无法自保持是在阀门校验过程中经常出现的典型故障。通过对该类阀门的结构和原理进行深入分析，找出导致这一典型故障的可能原因，并对这些原因进行具体的论证，从而形成一套行之有效的处理方法。
3.1 阀门无法自保持故障的原因分析
1）气源管和气缸漏气
要使阀位保持不变，上下气缸的压力就不能发生变化。因此，确保气缸气源管接头不漏气，是最基本的要求。尤其是气源管与气缸相连接部分，以及气源管与释放继电器出口相连接部分，如果这两部分漏气，气缸内的压力就会卸掉；另外，如果上下气缸本体发生泄漏，正常供气时，由于持续不断的供应压力，气缸内的气压尚可维持不变，一旦供气切断，气缸内的压力就会逐渐卸掉，无法实现阀位保持功能。
2）释放继电器故障
释放继电器当控制压力正常时，推动活塞移动，使得端口P（通向定位器）和C（气缸）相通；当控制压力失效，由于弹簧的作用，使得端口P和C闭合，保证气缸内部的压力不会泄漏。如果该释放继电器内的弹簧发生卡涩，或者活塞杆内部故障，一旦控制压力失去，活塞可能无法正常回座，或者端口P和C未能完全闭合，就会导致气缸内的气体泄漏，使得阀位无法保持。
图3 释放继电器结构图
3）电磁阀故障
位于释放继电器控制压力管线上的电磁阀，如果失电后不能通断，则释放继电器的控制压力就无法及时泄出，导致释放继电器依旧保持开启状态。而上游压缩空气失去，定位器内部的压力降低，那么气缸内的压力就会逐渐释放到定位器内部，从而无法实现失电自保持功能。
4）锁定继电器故障
锁定继电器的主要功能是在供气压力正常的情况下，一路气源进入到锁定继电器内部气缸，用来平衡弹簧压缩力。如果该部件发生故障，由于供气管泄漏，或者内部弹簧卡涩，以及其它方面的原因，使得失气后A-C通道无法快速的开启，那么释放继电器的控制压力也就无法快速的泄出，从而导致阀位保持功能的失效。
图4 锁定继电器结构图
3.2 阀门无法自保持故障的处理方案
根据上述原因分析，要实现自保持功能，核心在于释放继电器的控制压力能够及时泄出，使得释放继电器快速关闭，保证上下气缸压力不变。因此，一旦失电失气后阀位无法保持，就应该围绕这个核心问题查找原因。处理方案主要分为三种情况，但无论何种情况，首先需要检查的是气缸和气源管线是否存在泄漏情况，这是阀门实现保持功能的最基本的条件。阀门正常供气和供电后，确保气源管线及上下气缸充压，利用检漏液对气缸的连界面，气源管线的接头进行检查，如果发现有泄漏的地方，关闭气源后紧固处理，然后重新检查。如果确认阀门没有漏气点，那么下面分三种情况进行检查处理。
1）失电后阀位无法保持
失电后阀位无法保持，而失气后正常。说明释放继电器和锁定继电器正常，而电磁阀本身是接通状态，那么问题可能在于电磁阀失电后没有动作或端接位置错误。因此，先检查电磁阀端口是否端接正确，如无误，则在正常供气情况下，将电磁阀断电，用手感觉电磁阀端口1位置是否有气体泄出，如没有，则表明电磁阀损坏，更换新的电磁阀后重新验证。
2）失气后阀位无法保持
失气后阀位无法保持，而失电后正常，则表明电磁阀到释放继电器，以及气缸部分正常，问题可能在于锁定继电器。当失气后，锁定继电器无法正常动作，使得释放继电器的控制压力无法快速泄出。原因可能在于锁定继电器内部弹簧卡涩，或弹簧顶部的调节旋钮没有调整到位，使得失压后弹簧力不足以将A-B通道关闭，A-C通道开启。因此，先对调节旋钮重新调整，若依然无效，则对其进行解体处理或者更换新的锁定继电器后再验证。
3）失气和失电阀位都无法保持
如果失气或者失电后阀位都无法保持，则采用故障排除法，设定优先级依次进行检查。先检查电磁阀是否正常，采用送电和断电的方式，判断各通道是否通畅。确定电磁阀正常后，进行失电试验，如果无法保持，则说明释放继电器有问题，故障原因在于内部弹簧的卡涩或者内部有杂质，须拆除检查，必要时可用气体吹扫。重新回装后，进行失电试验，如果正常，则继续进行失气试验。若失气试验无法保持，则对锁定继电器进行处理。
总结
通过对失气失电自保持阀门结构和原理的研究，分析无法实现自保持功能的典型故障原因，在现场实践的基础上，总结提炼出失气失电阀门无法正常保持的处理方案，对于后续机组同类问题的处理提供了良好的参考与借鉴。
参考文献:
[1] AAW42EOM001X9BY45SS.EQUIPMENT OPERATION AND MAINTENANCE MANUAL FOR CONTROL VALVES.EMERSON PROCESS MANAGEMENT，2010
[2] 广东核电培训中心.900MW压水堆核电站系统与设备(上，下册).北京：原子能出版社，2005
作者简介:
孙士博（1982.6.29），男，学士学位，2005年毕业于东北财经大学，工程师，参与阳江核电核建设、红沿河核电站建设，红沿河二期生产准备，主要从事进度管理、移交接产管理、维修管理、调试监督等工作。
论文作者:孙士博
论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期
论文发表时间:2019/9/17
标签：继电器论文; 气缸论文; 压力论文; 阀门论文; 电磁阀论文; 故障论文; 定位器论文; 《电力设备》2019年第7期论文;