摘要：随着科技的发展，现代发电技术越来越多，如传统的火力发电、水利发电、还有现在比较先进的风力发电和太阳能发电。传统的发电技术大多都是利用自然能进行发电，我们今天介绍一种新型技术——核电技术。我们想要了解核电技术，就先要了解它的组成，本文将对核电汽轮机阀门进行介绍，并对其性能的诊断实践及改进进行简要分析。
关键词：核电技术；汽轮机；主汽阀门；技术改进
1 引言
随着我国科技的发展我国的核电技术正在突飞猛进，从五十年代一代核电技术的出现到现在三代技术的成熟。我国三代核电技术已经走向成熟。第三代核电技术主要是把设置预防和缓解严重事故作为设计核心，从而大大提高了安全性。现在具有代表性的几种技术分别是：美国的非能动压力水堆、法国的阿法珐的EPR、美国通用先进沸水堆和经济简化型沸水堆、日本的先进压水堆、还有我国的“华龙一号”和“国和二号”都是具有代表性的三代核电技术。本文将对我国某核电站核电汽轮机阀门的性能和改进方法进行简要分析[2]。
2 汽轮机主汽阀工作原理简介
2.1汽轮机是一种旋转式蒸汽动力装置，主要是利用高温、高压的蒸汽推动叶片带动转子旋转，使其对外做功。汽轮机最早出现于公元1世纪，当时被称为风神轮，是最早出现的反动式汽轮机。直到1882年瑞典人制造了世界第一台5马力的单机冲动式汽轮机，20世纪初美国人制造出多个速度级的汽轮机。从第一次工业革命到现在的信息化时代，依然没有取代汽轮机的技术，可见技术虽然传统但是它的重要性不言而喻。汽轮机在现在的工业中依然占有一定的地位。虽然说当时的汽轮机远不能于现在的技术相比，但是汽轮机的出现造就了人类历史上第一次的工业革命。直到现在汽轮机依然被人们广泛用电站、航海、和大型工业中。
2.2 主汽门
主汽门是利用杠杆原理，主汽门的组成：主汽门最前面是汽门，往后是一个弹簧，再往后是一个活塞。主汽门工作首先向活塞缸内注入液压油实现顶起活塞，带动气门打开。当需要关闭时泄压，压力油流出缸内弹簧拉动气门盖使气门关闭。
2.3 调速气门
调速气门的组成大致与主汽门的组成相同，只不过是加装了液压调控系统。用液压调速系统控制液压油注入的速度，进而实现气门的调速。这一系列的反应中，主要是油电业转换器的力矩马达的大小决定，以此类推，力矩马达的力越大，蝶阀开度越大，滤网后压力油压力越大，错油门开度越大，压力油形成压力越大，活塞顶起开度越大，调速汽门开度越大。当保护动作，OPC油压泄压，同时，滤网后压力油也随之卸去，错油门自然就关闭了，压力油也没有了油压，活塞就落下了，调速汽门也就关闭[1]。
3 汽轮机进汽阀性能测试实践与思考
3.1 本次的实验对象是某350MW汽轮机阀门的性能考核
我们首先进行的是阀门灵活性，我们模拟了电厂的控制系统使油压机能在高压油的控制下带动阀门进行开合动作并根据提前布置好的传感器记录数据。考核阀门关闭后的密封性，我们本次采用了水压试验的原理。首先我们对阀门进行关闭使其达到密封状态后，对其施加一定水压，之后在收集阀门表面泄露的液体，看其在一分钟时间内的漏水量，来测定阀门的密封性。我们本次实验是有的水压模拟法，在电厂中一般是安装完成后利用高温、高压的水蒸气经行检测，看汽轮机的转速是不是在规定值内。用来检测阀门密封性对汽轮机转速的直接影响[3]。
3.2 实验的注意事项
在实验前期要准备好足够流量的泵水工具，检测管道的密封性，有无泄漏点这样才能保证实验数据的准确性。
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要考虑好试验的传感器元件的安装以及线路布控，保证不能影响正常的试验。考虑到每个阀门重达十几吨，应考虑好现场的吊装问题，以及排水系统，以便试验结束后的排水问题。试验安全问题，在试验过程中，所有实验人员应注意现场的安全。在保障安全的前提下进行。在上述的试验中结果基本都符合使用要求，但是对于装配要求比较高，需要在装配过程中保证精度。
3.3 阀门的改进方法
我们在实验中发现由液压控制下的阀门反应速度不够灵活，可以改为由电磁控制，改善阀门的反应速度。我们还发现阀门还是存在泄露问题，老式的石墨密封垫密封效果还不够好，需要改进。
4 汽轮机进汽阀性能测试改进方向研究
4.1进气阀存在的问题
速关阀开启不正常、速关阀油缸漏油、调节汽门阀杆的拉杆接头断裂。
4.2改进方向
前2个问题大部分是由油缸泄露导致的问题，所以我们接下来的研究方向是用电磁控制系统替代液压控制系统。或者是用磁悬浮技术控制。但是这两种控制方法技术不够成熟、成本高不利于推广。还有就是在质量的检测中需要一种代替人工检测的方式，避免人工检测带来的误差，影响试验的精确性。
4.3第四代核电技术
第四代核电技术是由美国能源部对于第三代技术的不满意，从而提出了第四代核电技术。第四代核电技术的要求：1.经济性，把成本降下来、建造时间、可接受的投资。2.核安全和核辐射，不可以出现严重的堆芯破损、人为因素容错率高、辐射量小。3要有完善的核废料处置方式，要有防泄漏处置方式，如果发生泄露必须控制在内部。4.更好的利用核资源，减少核废料产出。第四代核电技术主要要求防止核泄漏，也是对现代环境保护的一种有力的支持。
5 汽轮机进汽阀常见动作异常原因识别
下表是对某核电厂一季度的维修记录进行总结的问题，大多数问题都是由人为因素引起的，操作不规范、不进行定期维护、或者是超负荷运行带来的问题。我们针对这些问题提出了一些解决办法，仅供参考。
问题一、速关阀开启不正常。解决方式：加强对阀门维护、保养，定期更换密封垫。
问题二、速关阀油缸漏油。解决方式：定期进行清洁，维护，或更换控制方式。
问题三、调节汽门阀杆的拉杆接头断裂。解决方式：规范操作流程，进行岗前培训，减少误操作。
6 汽轮机进汽阀性能测试发展与展望
我国的汽轮机技术已有60多年的发展历史，1953年上海汽轮厂成功造出我国第一台汽轮机。五十多年来的发展上海汽轮厂先后研制了不同功率等级用于核电、火力发电、工业汽轮机。为我国的汽轮机技术做出了巨大贡献。现在汽轮机作为能源转换的大功率机械，提高效率、节约能耗是主要的发展方向。提高汽轮机叶片的单片受力，可以加大每一次的能量输入，使汽轮机获得更大的动力。传统的控制方式已经落后，不能满足现代化技术的要求。改变传统的控制方式，采用现代化、智能化的控制方式，才能更好的满足未来的工业需求。面对未来的信息化、现代化、智能化的工业，对于汽轮机技术是一个不小的挑战。
参考文献
[1] 王淑红.阀门诊断技术的应用与及诊断设备国产化展望 [D].华电技术,2015.
[2] 班志伟.600MW 机组 DEH 系统故障探究与维护策略[D]. 华北电力技术,2009.
[3] 孙伟东 .600MW 汽轮机全自动阀门活动试验方法[D]. 华北电力技术,2010.
论文作者:叶海斌
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/9
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