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