1、概述

　　1995年12月～1999年12月期間,在大亞灣核電站機組大修停機和起機階段,上充泵零流量管線安全閥RCV224VP先后發生5次破裂事件,導致一回路冷卻劑從安全閥引漏管泄漏(噴水) 。該問題在很長的時間內沒有找到根本原因。本文經過對歷次事件的分析,闡述了安全閥波紋管的破裂機理,明確了事件根本原因,提出了處理波紋管破裂的有效措施。

2、安全閥的工況條件

　　RCV224VP屬彈簧加載式安全閥(圖1) ,因閥上安裝了波紋管,亦稱為波紋管安全閥或背壓平衡式安全閥。波紋管不僅可以平衡背壓,也可以作為屏蔽安全閥出口介質的屏障。波紋管內部筒體與彈簧腔相通,彈簧腔通過引漏管與大氣相連,若波紋管破裂,則安全閥出口介質可通過引漏管流出。該安全閥型號26HB10L,開啟壓力1.03MPa,閥瓣行程10.5mm,波紋管設計使用壽命(安全閥正常開關過程)1500次。

　　上充泵零流量管線系統(圖2)由3 臺上充泵(RCV001/002/003PO) 、上充管線、下泄管線、下泄流量過濾器(RCV001FI) 和容積控制箱(RCV002BA)組成循環回路,上充泵零流量管線超壓保護安全閥(RCV224VP)的出口與下泄流量過濾器超壓保護安全閥(RCV203VP)的出口并聯,且匯集到一條管線連接到容積控制箱的頂部, 2個安全閥的出口管相距約1m。下泄流量過濾器旁設計有1個旁路閥、上下游各1個隔離閥、上下游壓差表1塊,這種設計可以在線隔離更換濾網。上充泵正常工作時為1 臺泵運行,上充泵零流量管線壓力為0.4MPa,在泵切換時,2臺泵同時短暫運行,上充泵零流量管線壓力一般不超過0.85MPa。

3、安全閥波紋管破裂故障分析

3.1、情況調查

　　檢查發現波紋管破裂的部位集中在下端靠近閥瓣的波節上,波紋管斷裂成2 ～4 節。事件調查發現, 在每次波紋管破裂前, 下泄流量過濾器(RCV001F I)因壓差高而更換濾網。同時下泄流量過濾器超壓保護安全閥(RCV203VP)有開啟的記錄,其動作時間與上充泵零流量管線超壓保護安全閥(RCV224VP)發生波紋管破裂的時間相吻合。其中發生第5次事件前,運行現場巡視員曾經聽到故障安全閥現場出現較長時間的異常響聲。在大修前4次故障處理中,根據安全閥的閥瓣密封面較完好,而且上充泵零流量管線的壓力遠低于安全閥的開啟壓力,既使是雙泵切換運行,該管線壓力仍低于安全閥的開啟壓力。經分析認為安全閥沒有開啟過,故障原因可能是檢修過程中存在違反檢修規程要求的錯誤,導致閥瓣和波紋管組件安裝不到位,緊固件力矩不足,在安全閥出口,背壓介質波動導致波紋管破裂。但經過監督部門專門跟蹤檢修工藝過程,確定該過程完全符合規程的技術要求。然而在安全閥回裝后,系統啟動運行不久,又再次發生波紋管破裂,這說明檢修工藝不存在導致波紋管破裂故障的人為失誤。