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摘要：基于现场维修经验，本文对俄供电动执行机构可靠性评价中应关注的重点进行了阐述。对电动执行机构的可靠性评价提出了三个需重点关注的因素，并逐一进行了分析。将俄供电动执行机构的设计缺陷分成两类，并举例进行了说明。基于设备厂家提供及技术文件，对两大主要环境因素就行了讨论，提出了相应维修策略。举例说明电动执行机构承担不同系统功能时动作频率的差别，对不同动作频率的电动执行机构进行分析，并给出相应的维修策略。
关键词：电动执行机构；可靠性；缺陷
0引言
VVER机组设计使用大量电动阀门，单台机组超过3000台，这些电动阀门所使用的电动执行机构主要是俄供电动执行机构，占到总数的75%以上。因不同型号电动执行机构设计机构的特殊性及安装位置特殊性，在对俄供电动执行机构进行可靠性评价时必须综合设备自身设计、安装环境位置、系统要求其动作频率，避免将同一型号或同一系统电动执行机构认定为可靠性相同。
1俄供电动执行机构设计缺陷对可靠性影响
俄供电动执行机构特点较为明显，其整体尺寸较大，设计参数的冗余较大，强度较高，但在诸多细节设计方面存在较多问题，造成故障率一直较高。
1.1普遍存在的设计缺陷
此类型缺陷在俄供设备上较常见，通常其设计缺陷造成的影响较小，检修处理非常容易，无需进行断电或隔离处理，处理时间较短或无需处理即可。比较具有代表性的便是俄供电动执行机构行程力矩机构匹配问题。
因控制系统要求关限位及关力矩动作必须严格按照既定顺序来，而俄供电动执行机构在行程及力矩机构上固定方式较为简单，固定的螺母容易出现松动，从而造成阀门故障报警。目前已采用带自锁功能的紧固螺母进行加固，在一定程度上降低了故障概率，但仍无法完全彻底避免，尤其在系统投运初期管线振动较大的情况下，容易出现限位和力矩开关未按要求先后动作。
1.2特殊设计缺陷
现场安装的部分俄供阀门电动执行装置存在一些设计缺陷，其造成的缺陷可能直接导致阀门不可用。其中，俄供MЭП型调节型电动执行装置刹车装置就存在明显设计缺陷。
图1 俄供调节型电动执行机构刹车装置
图中部件5、6在刹车装置中起到离合功能，但部件5的滚珠在滚动过程中会对部件6的凹坑造成碾压磨损。在频繁进行开关调节过程中，其碾压磨损的效果会不断进行积累，最终可能导致凹坑边沿全部被压平。刹车装置离合功能将失效，电机输出无法正常传递至电动执行机构输出，阀门将处于电动不可控状态。此类型设计缺陷是无法进行彻底消除，只能进行定期更换，因此，对于此类型缺陷应综合考虑系统设计功能需要，慎重考虑这些缺陷隐患发生的可能性，评估失效周期，并在失效周期前进行处理，避免缺陷发生。
2安装环境对电动执行机构可靠性影响
因系统设计需要，电动阀门往往遍布各处厂房，而不同房间的温度及系统管线的振动对电动执行机构的影响也是不同的，在进行可靠性的分析时，应结合不同设备的技术性能参数与实际安装厂房环境进行分析。
2.1温度对电动执行机构影响
俄供电动执行机构遵循俄罗斯ОТТ-87标准，其对设备的温度要求为5℃到45℃，而现场使用的各类电动执行机构技术文件中对适应环境温度均是不同的。
表1俄供电动执行机构适用环境温度
从表中可看出，不同型号电动执行机构所适用的环境温度是不同的，而现场很多房间的温度都超过40℃甚至到50℃以上，即现场环境温度已超过设备允许的限值温度，在这些设备进行可靠性评价时，不能完全按照厂家技术文件规定的预防性检修周期进行确定，而应根据设备中容易受到温度影响的因素进行判断，制定合理有效的预防性检修周期。在可行的情况下，还应该尽可能的对容易受温度影响的因素进行改造，提高设备适应温度的能力。
2.2系统管线振动对电动执行机构影响
按照俄罗斯ОТТ-87标准的要求，俄供电动执行装置应在频率1~120Hz、振动加速度10m/s2外部振动情况下，保持工作能力并可计量。而现场有些电动执行机构的机械振动已经超过此限值，以主凝结水系统为例，其凝泵出口调节阀电动执行机构的振动加速度已经达到1.7g甚至是2g以上。
对此类电动执行机构进行可靠性评价，应首先考虑设备能否满足当前振动工况，如备件更换频繁，故障率高应尽快考虑进行管线振动处理或电动执行机构的物项替代，使用抗振能力更强的设备。
3动作频率对电动执行机构可靠性影响
因系统设计功能需要，阀门在一个大修周期中的动作次数是不同的，有的阀门在一个大修周期中只开关1~2次，如安全壳隔离阀，仅在事故工况下才会切断反应堆厂房与外界的管线联通。在对此类型电动执行机构进行可靠性评价时，应在考虑润滑可靠的情况下，延长预防性维护周期。
在核电厂中还存在一些阀门因系统功能需要进行频繁的开关操作，以蒸汽发生器排污系统隔离阀为例，每个大修周期阀门需开关一千六百次以上，这些阀门安装在日常期间不可达，因此在评估此类阀门可靠性时，首先应考虑对存在的隐患进行彻底消除，保证设备能够完全适用现场环境及工况，根据历史缺陷处理及维护情况进行合理评价，以确定可靠的预防性维护周期。
4结束语
阀门作为系统重要组成部分，其在系统中承担诸多重要功能，其数量及种类非常多，因处在不同的厂房位置或承担不同的系统功能，所以，在评价阀门电动执行机构时应全面考虑各方面的影响因素，这其中的设备自身设计缺陷、环境因素及动作的频率对阀门电动执行机构可靠性的影响最大，建议对这三项因素进行全面统计，以建立完整的数据库，为后续阀门电动执行机构可靠性评价提供帮助。
参考文献
[1]蒋国元，WWER-1000核电站设备与系统，北京：原子能出版社，2019.9
[2]张义民，黄贤振，等.机械产品研发的可靠性规范[J].中国机械工程，2010,21（23）：2773-2785..
作者简介
胡海波（1987—），男，工程师，工学硕士。2009年毕业于华北电力大学机械工程专业。现从事核电厂电仪设备检修工作。
论文作者:胡海波
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年4期
论文发表时间:2019/6/13
标签：执行机构论文; 可靠性论文; 阀门论文; 缺陷论文; 系统论文; 设备论文; 周期论文; 《建筑学研究前沿》2019年4期论文;