核电厂通风系统防火阀应用现状及维修优化分析

核电厂通风系统防火阀应用现状及维修优化分析

发表时间：2019-04-17T10:57:17.490Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第35期作者：伯雨潇刘景伟

[导读] 随着我国经济发展建设，社会化大生产不断壮大，对电能的需求日益增加，核电能源需求量也越来越多

福建福清核电有限公司福建省福州市 350318

摘要：随着我国经济发展建设，社会化大生产不断壮大，对电能的需求日益增加，核电能源需求量也越来越多，这也就对核电工业提出了更高的发展要求。为了确保核电厂运行的安全稳定，则需要在各个环节上进行突破。汽轮机房是核电工业中不可缺少的重要组成部分，对核电运行的好坏直接起到影响与制约，其通风系统湿度和温度非常关键，只有全面保证通风系统科学，才能推动核电工业发展。为了保证核电环境，需要对其运行状态进行系统分析和评价，做好精细化CFD设计。文章主要通过对核电工业通风系统的描述，进一步提出CFD设计方法，确保核电风机厂房各个点温度达到通风要求，确保核电厂高效稳定运行。

关键词：防火阀；核电；维修优化

引言

防火阀安装于核电厂穿越防火分区的通风管道中间或末端。正常运行工况下处于开启状态，火灾时当管道内气体温度达到70℃或280℃时自动关闭，用于对2个防火分区之间的管道隔离。其作用是切断火灾传播途径，防止烟气从一个防火分区（或重要房间）蔓延到其他防火分区（或重要房间），防止火灾烧毁排烟风机或其他设备。

1核电厂通风系统概况

核电厂的运行非常复杂，应用设备量大，只有全面保证运行过程安全，才能实现全面生产，保证稳定供电。为了全面实现安全生产，则需要在安全系数上提高标准要求，使核电厂能够安全运行，核电运行安全系统至关重要，在所有的安全设计中，通风空调系统则起到重要的作用，能够充分保证核电安全系统得到良好控制。随着科技的发展与进步，核电通风系统已经突破了传统意义上的机械和自然通风概念，通过核电通风空调系统的安装与使用，提高了安全运行系数，保证了运行的安全有效。空调系统具有强大的作用与功能，在全面实现室内通风的情况下，还能够提供周边环境的热能分析，实现智能化控制。通风系统安全分析非常关键，主要由设计依据和系统运行规律两部分构成。核电空调系统的良好运行，能够全面保证核电厂厂房大环境，为核电稳定运行提供良好空间，进一步改善室内空气污染条件，因为核电在运行过程中，存在较严重的放射，核电通风空调系统的使用，大大改变了恶劣生产环境，保证了各项参数的优良，实现湿度、温度健康指标，避免空气中放射性物质含量浓度的增加，保证了人员操作安全。

2防火阀的简介

防火阀是安装在通风系统中藉易熔合金的温度控制、利用重力作用和弹簧机构进行关闭/开启的阀门，分为翻板型、截断型及排烟阀3类。以某核电厂1号、2号机组的核岛通风系统为例，主要有翻板型防火阀329个、截断型防火阀21个和排烟阀84个，用于核安全相关或非安全相关的17个通风系统中。防火阀部件主要分为2部分：①阀体本身；②执行机构（手动、电磁、电动）。防火阀本体部分主要由框体、阀板、法兰、轴承、叶片、阀轴、密封件、高温开启机构等组成。其中框体及阀板采用Promatect-H防火板，法兰为Q235-B钢板，框体密封材料为PROMASEAL密封胶，边缘密封材料为橡塑和高温膨胀纤维，轴承采用青铜或不锈钢耐腐蚀材料。翻板型防火阀电动机构主要由齿轮、爪牙轮、内/外温感器、熔断管、驱动弹簧、电机、电源模块、限位开关、手动拉环、熔断片等组成。电动机构在接受48V直流控制信号后，电机驱动齿轮，带动阀轴使叶片关闭，也可通过温感器熔断或手动拉环使叶片关闭，结构如图1、图2所示。

3防火阀应用现状介绍

通过对多个核电厂核岛通风系统防火阀的应用现状调查发现，防火阀存在故障率高、涉及系统广、重发概率大等诸多缺陷，且处理缺陷时隔离难度大，窗口难协调，给机组的安全运行带来了严重的隐患。如，在机组正常运行期间，防火阀误关导致相关通风系统不可用；排烟阀误开导致相应房间风量失调；在安全防火区域（SFZ）和电气厂房排烟系统（DVF）防火部件试验时，防火/排烟阀频繁出现动作异常致使试验不合格，导致机组产生非预期事件等。

4防火阀FMEA

（1）框体及法兰部分存在框体变形开裂、法兰变形、螺栓松动、锈蚀、积灰严重、密封件老化破损等故障模式。故障影响主要表现在阀门动作卡涩或密封不严，导致在火灾时无法隔离防火分区或阻断火灾蔓延。（2）叶片及叶片轴部分存在叶片断裂、叶片轴弯曲或开裂、叶片夹板断裂、积灰严重、铜带组件松脱或断裂等故障模式。故障影响主要表现在阀门卡涩、密封不严、排烟阀开启时难以固定、阀板脱落损坏下游设备。（3）轴承组件部分存在轴承或轴套磨损、润滑油脂不足或老化、密封端盖松动等故障模式。故障影响主要表现在轴承磨损严重导致阀门动作卡涩。（4）内外温感器、熔断管及熔断片部分存在温感器组件松动、熔断管锈蚀或断裂、熔断片锈蚀或脱焊、弹

簧锈蚀或变形等故障模式。故障影响主要表现在火灾时熔断元件熔断后因弹簧失效无法关闭阀门，或熔断元件异常断开导致阀门误关，影响系统通风。（5）电动机构部分存在电气元件故障（如电源模块损坏、继电器、限位开关、电机损坏）、机械元件故障（如连杆、拨片、轴销、齿轮、爪牙轮、弹簧等磨损、锈蚀）、手动拉环与外温感器松脱、接线端子松动、积灰严重、紧固件松动等故障模式。故障影响主要表现在阀门无法动作、卡涩、反馈异常，导致火灾时无法隔离防火区域或操作员无法正确判断阀门所处位置。（6）电磁机构部分存在电磁铁锈蚀、挂钩组件锈蚀或磨损、弹簧锈蚀或变形、插销组件磨损或锈蚀、限位开关损坏、手动拨片损坏、接线端子松动、积灰严重、紧固件松动等故障模式。故障影响主要表现在阀门卡涩、反馈异常，导致火灾时无法隔离防火区域或操作员无法正确判断阀门所处位置。（7）手动机构部分存在手柄松脱、机构扭簧锈蚀或变形、摆板磨损或锈蚀、高温开启钢丝绳锈蚀或松脱等故障模式。故障影响主要表现在阀门无法手动操作、高温时开启阀门操作困难或无法固定。

结语

核电厂建设和使用全面推动了经济建设与发展，而进行设计的时候，通风空调系统是关键。可以说，核电施工过程较为危险，控制不力则会出现大量泄漏，威胁施工人员安全。施工通风则能全方位控制温度、湿度，保证放射性污染物在安全范围内。只有全面精细化设计好通风系统，做好科学系统评估，明显提高室内温湿条件，才能减少安全事故，保证供电任务顺利完成。

参考文献

[1]孙文龙.核电厂汽轮机房通风系统精细化设计方案[J].南方能源建设，2016（3）：57-62.

[2]陈雪芹，薛广彬.核电厂通风系统数字化多功能温度控制器设计[J].科技创新与应用，2016（15）：131.