核電廠核島主輔系統(tǒng)、三廢系統(tǒng)、常規(guī)島及氣動調(diào)節(jié)閥BOP系統(tǒng)應用廣泛，必須滿足耐高溫高壓、耐腐蝕、耐輻照、抗震等特殊要求，在流量、壓力、溫度、液位等工藝參數(shù)遠程自動控制過程中，確保工藝系統(tǒng)的正常運行和安全生產(chǎn)，對核電廠的核安全起著至關(guān)重要的作用。

因此，對核電廠氣動調(diào)節(jié)閥的調(diào)試、運行、維護等實際應用進行了詳細分析。

1 氣動調(diào)節(jié)閥的工作原理

1.1 氣動調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)和類型

氣動調(diào)節(jié)閥由氣動執(zhí)行機構(gòu)、閥體和附件組成。氣動執(zhí)行機構(gòu)分為薄膜型和活塞型；閥體可分為直接行程和角行程，分為直接單座閥、直接雙座閥、套筒閥、角閥、隔膜閥、蝶閥、球閥、直線、等百分比、快速開口、拋物線等，根據(jù)安全故障模式分為故障開口、故障關(guān)閉、故障保存；附件包括定位器、E/P電氣轉(zhuǎn)換器、過濾減壓閥、流量放大器、手輪機構(gòu)等。

1.2 氣動調(diào)節(jié)閥的工作原理

氣動調(diào)節(jié)閥是由氣動執(zhí)行機構(gòu)和閥體組成的各種氣動控制閥。它以干燥干凈的壓縮空氣為動力源，以氣缸或薄膜氣室為執(zhí)行器，借助電氣閥轉(zhuǎn)換器/定位器、電磁閥、空氣過濾減壓閥、限位開關(guān)等輔助部件，當轉(zhuǎn)換器或定位器從控制器或控制系統(tǒng)中接收4mA～20mA弱電信號，輸出20kPa～100kPa氣壓信號使氣動執(zhí)行機構(gòu)平衡氣室氣壓和彈簧力，使閥桿驅(qū)動閥芯移動，改變閥芯和閥座的通流面積，最終通過改變介質(zhì)流量準確控制壓力、溫度、流量、液位等工藝參數(shù)。

使用前，氣動調(diào)節(jié)閥注重彈簧預緊力、中性點，E/P調(diào)試轉(zhuǎn)換器、定位器等，以滿足閥門行程、閥門位移線性、開關(guān)時間、泄漏等性能指標。調(diào)試前，（1）工藝管道必須嚴格清洗；（2）手輪機構(gòu)應處于釋放位置；（3）檢查減壓閥的供氣壓力是否符合供氣要求。

2.1 預緊力（BenchSet）調(diào)整方法

(1)在執(zhí)行機構(gòu)安裝到閥體開，必須在執(zhí)行機構(gòu)安裝到閥體前進行調(diào)整。

(2)根據(jù)閥門銘牌要求的預緊力上下限值，用簡單的專用調(diào)整工具調(diào)整彈簧的初始彈簧力。

(3)通過充氣排氣使閥門開關(guān)多次，確定氣動頭移動順暢。

（4）按壓氣動頭，記錄氣動頭連桿剛剛移動的壓力值，并與閥門銘牌上的下限預緊力進行比較，調(diào)整彈簧預緊力調(diào)整螺母，直到氣動頭連桿剛剛移動時的壓力讀數(shù)為下限值。

(5)繼續(xù)將氣壓提高到上限，當氣動頭連桿向閥體方向移動到盡頭時，在閥桿上做參考標記。

（6）慢慢將氣動頭壓力降低到下限，記錄閥桿到氣動頭連桿末端的距離，與閥銘牌行程一致調(diào)整，證明閥門在自然狀態(tài)下有足夠的關(guān)閉或開啟力，否則需要更換彈簧，按上述步驟重新安裝和調(diào)整預緊力。

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3.2 中性點（NEUTRALPOINIT）的設(shè)置

中性點是將手輪調(diào)整到不影響自動調(diào)節(jié)的位置。它可能是一個點或一個區(qū)域。中性點設(shè)置過高，導致內(nèi)部泄漏。如果設(shè)置過低，很容易導致流量不足。通常，當閥門被隔離或自動故障時，閥門通?？梢酝ㄟ^破壞氣動調(diào)節(jié)閥的中性點來完全打開、關(guān)閉或保持一定的開度。通常，中性點設(shè)置只需將手輪滑塊的中性點指針對準尺上的中性點標線，或通過手感調(diào)整失氣開啟氣動閥的中性點設(shè)置，使氣動閥放置在失氣開啟位置，手輪順時針朝關(guān)方向旋轉(zhuǎn)，直到感覺到阻力表明手動桿達到導套下止位，然后逆時針向開啟方向旋轉(zhuǎn)1/2圈；氣動閥中性點設(shè)置為失氣關(guān)，氣動閥應放置在失氣關(guān)位置，手輪逆時針向開啟方向旋轉(zhuǎn)，直到感覺到阻力表明手動桿達到導套上止位，然后順時針朝關(guān)方向旋轉(zhuǎn)1/2圈；調(diào)整到中性點后，用手輪桿鎖緊。

2.3 電氣轉(zhuǎn)換器（E/P）的校驗

(1)利用電流源提供4mA～20mA直流電流信號，SAR提供壓縮空氣。

（2）以正作用型氣動調(diào)節(jié)閥為例進行如下調(diào)校，其輸出壓力必須滿足精度要求。

(3)零調(diào)整，輸入4mA電流信號，旋轉(zhuǎn)零位調(diào)整螺釘，讀取壓力表數(shù)據(jù)，直到輸出壓力20kPa為止。

(4)量程調(diào)整，輸入20mA在輸出壓力100之前，調(diào)整電流信號、量程和螺釘kPa為止。

(5)線性檢查分別輸入8、12和16mA，40、6040、60和80kPa。

(6)重復上述步驟，直到滿足精度要求。

2.4 閥門定位器校準

（1）以E/P轉(zhuǎn)換器來的20kPa～100kPa壓力信號作為定位器的輸入信號，首先打開定位器的氣源，檢查定位器工作順暢。

（2）將輸入信號調(diào)整到范圍的一半，打開氣源。此時，定位器的旋轉(zhuǎn)臂應處于水平位置，閥門應對應50%的開度，否則檢查定位器凸輪是否有泄漏或安裝是否合適。

(3)零點調(diào)整，將定位器輸入零點，松開噴嘴鎖定螺釘，調(diào)整噴嘴，直至閥門對應全關(guān)(或全開)位置。

(4)量程調(diào)整，使定位器輸入滿度，調(diào)整噴嘴擋板位置，使閥門對應全開(或全關(guān))位置。

(5)20、40、60、80、100kPa輸入壓力，檢查閥門是否符合0%、25%、50%、75%、100%的開度要求，否則反復調(diào)整。

3 調(diào)試過程中常見問題分析

在調(diào)試過程中，氣動調(diào)節(jié)閥存在的問題主要分為控制元件故障、執(zhí)行機構(gòu)故障和閥體故障。

3.1 控制元件故障

為保證氣動調(diào)節(jié)閥滿足穩(wěn)定、準確、快速的要求，解決閥位反饋測量不準確或氣動閥定位器故障引起的控制器開度與閥門開度不一致的問題，必須對氣動調(diào)節(jié)閥進行整體調(diào)整驗證?？刂破鲗⑤斎胄盘柊丛鰷p方向順利輸入電氣轉(zhuǎn)換/定位器，測量各點對應的閥門開度(行程)是否符合控制要求。主要分為5個關(guān)鍵調(diào)整點:0%、25%、50%、75%、100%開度驗證，0%開度等開度由相應的調(diào)整機構(gòu)調(diào)整，使手動操作員或DCS系統(tǒng)開度與現(xiàn)場閥門開度一致。由于調(diào)節(jié)閥的實際行程值無法確定，必須調(diào)整起點和終點兩個關(guān)鍵點，否則閥門關(guān)閉不嚴格，導致內(nèi)部泄漏或調(diào)節(jié)精度不足。電氣閥定位器作為閥門控制附件，本質(zhì)上是電氣轉(zhuǎn)換器和氣動定位器的組合儀器，將電信號轉(zhuǎn)換為氣壓信號，然后轉(zhuǎn)換為執(zhí)行器的位移，閥門可以根據(jù)控制要求實現(xiàn)目標開度，重點檢查空氣室管道泄漏、節(jié)流孔堵塞、擋板位置和清潔度、電磁線圈斷裂、零點范圍調(diào)整、零彈簧變形、凸輪和反饋桿安裝位置、正負極接線等。

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3.2 執(zhí)行機構(gòu)故障

氣動執(zhí)行機構(gòu)不僅需要足夠的推力，而且還需要較小的死區(qū)。它需要克服各種阻力，如閥塞的不平衡力、閥座負荷、填料和閥內(nèi)部件的摩擦力。氣動執(zhí)行機構(gòu)分為薄膜型和活塞型。薄膜型主要由薄膜室、薄膜、彈簧、推桿、彈簧調(diào)整件、限位裝置、手輪機構(gòu)等部件組成。其結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠。薄膜氣動調(diào)節(jié)閥通常安裝在需要快速響應的小直徑管道上。故障時，重點檢查薄膜、密封環(huán)、緊固推盤、閥桿緊固螺栓、膜室螺栓、彈簧及預緊力、閥桿光潔度、彎曲度、執(zhí)行器工作壓力；活塞型主要由氣缸體、活塞、密封環(huán)、閥桿、手輪機構(gòu)等部件組成?？刂崎y的開關(guān)可提供較大的行程、足夠的關(guān)閉力和一定的開關(guān)速度。與薄膜型相比，執(zhí)行機構(gòu)允許操作壓力較高，因此輸出推力一般安裝在口徑大、氣缸體的工作壓力上。

3.3 閥體故障

故障主要檢查內(nèi)容：閥體內(nèi)壁的耐壓性和耐腐蝕性；閥座因螺紋內(nèi)表面腐蝕而松動或損壞；閥芯因腐蝕和磨損而松動；膜片O圓圈和密封墊的老化和損壞；密封填料的老化和干燥造成的損壞。

4 調(diào)試過程實例分析

以秦山某核電廠的專設(shè)安全設(shè)施中的余熱排出系統(tǒng)的RRA013/024/025VP例如，通過主控室或應急停堆盤的手動操作員遠程手動控制流量和溫度，各配備電氣轉(zhuǎn)換器，運行壓力4.7MPa，運行溫度180℃，啟閉時間60s，如果發(fā)生動力源故障（斷氣、斷電、斷信號），閥門必須保持原位，以延長反應堆芯的冷卻時間，及時排出堆芯余熱，提高核電廠的安全性。在調(diào)試過程中，由儀器壓縮空氣分配系統(tǒng)進行氣動調(diào)節(jié)閥保壓試驗SAR供0.9MPa～1MPa（abs）手動控制站405壓縮空氣RC調(diào)節(jié)RRA024和025VP，使RRA006MD總流量約為1140m³/h時，RRA024、025VP和013VP閥位相同，然后主控KSC的RRA013VP的手操器RRA404RC消除冷卻劑流量波動對閥門開度的影響，切斷氣源，保壓時間不少于2h，檢查閥門開度變化，判斷氣室壓力是否下降。RRA024VP不能保持壓力。經(jīng)綜合分析，問題應出現(xiàn)氣路故障，使用泄漏檢測液進行以下調(diào)查：（1）氣路泄漏檢查；（2）氣室氣密性檢查，發(fā)現(xiàn)壓力保護閥氣體泄漏問題，更換壓力保護閥，重新充氣壓力試驗，最終驗證氣動調(diào)節(jié)閥滿足故障的功能要求。

5 結(jié)語

根據(jù)氣動調(diào)節(jié)閥在核電廠調(diào)試過程中遇到的常見問題，對其現(xiàn)象進行了分析和研究。在核電站的整個建設(shè)過程中，上部設(shè)計、施工、安裝和下部機組的商業(yè)運行是驗證其早期階段的可靠性和確保核電機組安全運行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。調(diào)試過程必須嚴格按照調(diào)試標準和程序進行，并根據(jù)調(diào)試過程中存在的問題進行分析和討論，以確保機組業(yè)務運行的安全。