（山东核电有限公司 烟台 265116）
摘要：作为AP1000核电厂特有的设备，爆破阀在运行期间的安全可靠十分重要。爆破阀的检查和试验与其他阀门截然不同。本文主要从爆破阀的设计和鉴定要求出发，对在运行期的检查维护和在役试验进行了总结，对爆破阀在役的误动风险进行分析并提出防护措施，为检查试验和可靠性管理提供参考。
关键词：爆破阀；检查维护；在役试验
1 背景
AP1000核电厂有12台爆破阀，4台14英寸和8台8英寸，分别安装于一回路冷却剂系统和非能动堆芯冷却系统。爆破阀的安全可靠，对机组安全系统执行其设计功能十分重要。
爆破阀动作时通过点火器进行电点火，药筒在瞬间产生高压气体驱动阀杆切断剪切盖，实现爆破阀的打开。
由于爆破阀的特殊性，其在役期间的运行维护和试验方法与其他阀门均有不同。为确保爆破阀能够按照设计要求实现其安全功能，需要对其进行定期的检查和试验，并且要防止其在役期间的误触发。
2 设计和鉴定要求
2.1设计要求
爆破阀包括两部分，一是阀门本体，另外是药筒组件及其控制部分。
阀门本体在设计上要求零泄漏，能够在事故后快速打开以实现一回路的快速降压，建立低压注入和安全壳再循环的通道。
在整个寿期内可多次开关动作（动作后需更换损坏的部件），能够在接到直流电信号后，在规定时间内进行点火。同时，要求药筒组件在小电流信号持续加载一段时间内，不会出现起爆。
2.2鉴定要求
爆破阀金属部件、药筒组件、位置指示器的鉴定寿命各不相同，点火器与电气连接件、拉紧螺栓等的拆卸次数也有规定要求。并且，设计寿命与实际的鉴定寿命不一定一致，需要开展设备鉴定审查，以确保各部件的检查维护满足鉴定要求。
2.3法规标准的规定
ASME OM要求爆破阀在每次大修期间针对每种型号同一批次药筒抽取不少于20%进行点火试验验证药筒组件的可靠性；并在每次大修时还须对每种类型的阀门本体进行解体检查。
爆破阀的试验项目包括役前试验和在役试验两部分。
（1）役前试验
在装料前验证逻辑、电气回路各项参数（电流、电阻等）满足设计要求；
安装的各型号药筒均经过抽取20%的点火试验，并满足试验要求；
装料前检查阀门本体内部有无泄漏等异常；
装料前验证位置指示器正常。
（2）在役试验
在役试验的周期为至少每2年一次，进行以下活动：
审评一次所有药筒的使用寿命，确保最长服役期不超过10年；
每种型号至少20%药筒进行一次点火试验；
所有阀门本体进行一次外表面和内表面的目视检查；
每种类型的阀门本体进行一次解体检查，并且所有阀门需在10年全部完成解体检查；
被抽取点火试验的爆破阀，需要进行逻辑和电气回路验证。
3 在役试验和检查维护
3.1 药筒组件的在役试验
AP1000核电厂的药筒组件型号分为三种，14寸阀（4个）、8寸低压（2个）、8寸高压（6个），不同型号之间不能互换。
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（1）药筒的抽取要求
根据ASME OM的规定，并结合电厂实际情况，对药筒组件的抽取要求为：分三种型号的药筒进行点火试验，每次大修每种型号点火比例不少于20%，并且在鉴定的使用寿命内全部完成点火试验。
假如点火试验不合格，则同批次药筒取出报废，并对拟报废药筒进行扩大性试验，以确认失效比例。
并且，为避免制造等共模原因导致的非同批次同型号药筒失效，同型号非同批次的药筒也须每次大修时进行点火试验。
（2）药筒的点火试验
由于药筒是爆炸品，对摩擦、静电、冲击、热等比较敏感，在进行点火试验时需严格按照操作规程，将药筒放入专用试验容器内进行试验。
爆破阀药筒点火试验的专用装置是由专用容器、压力变送器等仪表、触发电源组成。
点火试验方法是使用电信号作用到药筒的任一点火器上，并且在点火起爆后测量其他点火器的电气参数，假如不能确保药筒已完全起爆，则需要再次点火。点火试验的验收要求主要关注药筒是否起爆、起爆后测量到的最大压力值以及达到规定压力值的时间等。
3.2 阀门本体的检查维护
每次大修时，检查所有爆破阀是否存在泄漏，并确认位置指示正确。
为满足ASME OM的要求，14寸爆破阀在每次大修时解体检查一台，在4个大修完成全部阀门的解体；8寸爆破阀在每次大修时至少解体检查一台，并在6个大修完成全部8台爆破阀的解体检查各部件的尺寸等。
根据部件的鉴定寿命，定期对位置指示器、电气连接件等进行更换。
4 在役期间的误动防护
运行期间不允许爆破阀退出运行，但爆破阀确实存在误动的风险。爆破阀误动后将导致冷却剂排放至安全壳内并淹没相关设备，极大的影响电厂复役。因此，需要对爆破阀的误动风险进行分析评估并采取措施降低其误动可能。
4.1 误动风险分析
（1）自动和手动触发风险分析
运行期间保护系统的一些自动信号会自动触发爆破阀动作，这些信号是一些关键设备的液位信号。因此需在在不同机组模式下关注这些液位低的信号，并提早采取防护措施，以防由于试验或仪表漂移导致信号叠加触发爆破阀自动动作。同时，需要关注蓄电池的相关信号，因为这些信号的持续累积也会导致爆破阀的动作。
爆破阀的手动触发主要是通过控制盘台的旋钮进行，因此需要防止开关旋钮的误动。
（2）机柜卡件的触发风险分析
机柜内信号驱动卡件可以强制触发爆破阀的动作。同时，也须注意避免机柜卡件非预期置于就地位置而导致安全系统功能丧失（拒动）。
（3）就地触发风险
由于药筒的爆炸品特性，阀门就地房间的焊接、强电磁、静电、冲击等活动都可能给药筒带来威胁。点火器接线及其相连电缆防护的完整性对爆破阀的误动和拒动均有较大的影响。
4.2 误动防护措施
（1）自动或手动触发防护措施
为防止爆破阀自动或手动触发，电厂运行人员需要特意关注关键设备的液位信号，当发现水位降低或单一仪表漂表后，需立即进行补水和仪表强制，以防触发爆破阀动作。在相关水位低值出现自动触发爆破阀动作，在核实确认为误触发后，须在极短的时间内将机柜卡件置于就地位置，同时由于丧失安全系统功能机组按照技术规范书的要求进入相应的运行限值。
并且，如发生蓄电池意外失电，应立即恢复供电，从而避免电压低信号的累积。
针对控制盘台的开关旋钮，应制作明显标识进行提醒，并只能由持证人员操作，其他人员禁止操作。
（2）机柜驱动卡件的防护措施
机柜钥匙实行专人控制。在试验期间，对卡件进行操作时制定严
格的操作规程，并由专人监护，防止误操作。在完成试验后必须对卡件位置进行独立确认，防止卡件处于就地位置而导致爆破阀的拒动。
（3）阀门就地的防护
对爆破阀所在房间进行专项管理，对焊接、高热、冲击、静电、强电磁等工作进行风险评估，将影响和干扰降至最低。
在药筒定期抽取点火试验的拆卸过程中，做好安全防护措施和专项拆装方案，避免拆卸过程中导致误触发。
5 总结
本文对爆破阀设计、鉴定要求和法规标准的规定进行分析，总结了在役期间药筒组件和阀门本体的检查和试验要求，分析了在役期间的误动、拒动风险，提出了降低风险的措施，以提高爆破阀的可靠性和健康状态。同时，期望为后续核电厂爆破阀技术管理工作提供参考。
参考文献
[1]林诚格，非能动安全先进核电厂 AP1000[M].北京:原子能出版社,2008:260–261
[2]褚福立，AP1000核电厂爆破阀的拒动和误动分析，山东核科学与技术，2016年第一辑
[3]ASME Operation and Maintenance of Nuclear Power Plants,2015
论文作者:褚福立
论文发表刊物:《电力设备》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/18
标签：药筒论文; 阀门论文; 核电厂论文; 本体论文; 信号论文; 鉴定论文; 机柜论文; 《电力设备》2017年第31期论文;