秦山二期核电站主蒸汽隔离阀振动与噪音分析

摘要

秦山核电二期工程主蒸汽隔离阀安装以后，试运行过程中噪音和振动都偏大，设备大修期间发现主蒸汽隔离阀闸板及主蒸汽安全阀阀内件都出现损伤。主蒸汽隔离阀造成的振动问题直接影响环境噪音及主蒸汽隔离阀及附近的主蒸汽安全阀的使用，并且使主蒸汽安全阀的整定值出现偏移及不正常起跳和泄漏。 经过对国内外调研，发现秦山二期参考电站大亚湾核电站的主蒸汽隔离阀存在类似的问题，而且在法国使用相似结构的阀门的核电站也存在着同样的问题。但是在国内外的原因分析中都只强调阀板损伤没有对安全造成重大影响，没有提到噪音和振动的原因，也没有提出过解决方案。 本文通过对主蒸汽管线进行振动测量、流场分析、腐蚀磨损分析，认为是由于阀门缩径引起蒸汽流速过大，达到87m/s，大大超过电力行业标准DL/T 5054－1996“火力发电厂汽水管道设计技术规定” 40～60 m/s的推荐流速。由于阀门缩径在阀门内部形成声共振腔，从而形成较大的振动和噪音。振动引起闸板与导向条之间的微动磨损，造成接触面材料的微动疲劳损伤。加上汽蚀作用，促进和加速了材料表面的损伤。 秦山核电二期工程主蒸汽隔离阀的进出口处内径为739mm，阀门喉径为465mm。本文提出的改造方案建议通过对阀门扩孔，将阀门喉径由465mm扩大到489mm，经过计算，流速由改造前的87m/s降低到71.8m/s。根据加拿大原子能公司对闸阀阀芯对噪音影响的研究结论，本文对主蒸汽隔离阀的阀座形状也提出改进方案，以进一步减少噪音及振动。 同时本文进一步提出未来可以考虑实施的解决方法，对秦山二期扩建项目阀门采购提出更加合理的阀门缩径。对于秦山1号2号机组阀门的改造，在改造之前可以进一步通过模拟件试验以验证改造效果。