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核电站球阀聚四氟乙烯阀座损坏原因分析及处理

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核电站球阀聚四氟乙烯阀座损坏原因分析及处理

发布日期:2021-07-05 作者: 点击:

核电站球阀聚四氟乙烯阀座损坏原因分析及处理

自国内某核电站商运以来,反应堆硼和水供应系统制硼罐出口隔离阀(球阀REA180VB)已经发生了近10次故障,其中3次是聚四氟乙烯(PTFE)阀座破碎的情况。经过调查,其他核电站的类似阀门也出现了类似的故障。这是重发和共模事件。


压力等级为150磅,插套焊接。阀体、阀盖和球体材料为Z2CND18-10,非金属部件为PTFE阀座和三元乙丙橡胶(EPDM)O型圈,阀门设计温度为-10~180℃。球阀门作为供应系统的制硼罐出口隔离阀,位于REA001TY管道上(图2)。球阀门因故障解体检查时发现,出口侧阀座已破碎,入口侧阀座的结构也比较完整(图3),阀座和阀体的EPDM密封O型圈已经变形,没有弹性。为防止硼结晶,管道上安装的硼加热系统(RRB)配有正常的加热电路和应急加热电路,以确保含硼管道的温度在硼结晶温度以上。正常和应急加热电路电热丝(RS)的启动和停止通过温度开关(ST)控制。四氟阀座当温度低于77℃时启动,高于82℃时停止运行。当应急加热电路安装在硼管道上时,应急加热电路上,应急加热电路的启动和停止运行。此外,应急加热电路在硼管道上,应急加热系统的启动和停止运行。

四氟阀座

从电站集中数据处理系统(KIT)查询的测量通道连续一年的管道温度变化(图4)可以看出,无论是无硼操作还是无硼操作,都没有发现温度超过80℃的情况。无硼操作期间(罐内为除盐水),测量通道温度约为72℃,制硼期间(罐内为含硼水),测量通道温度升降变化明显。这是因为每次硼传递后,都要补充低温除盐水,所以制硼罐内的温度下降很快,然后由于水箱内加热器的运输,温度迅速上升。


由于在硼传输过程中,测量通道测得的最低温度大多低于60℃,低于应急电路的启动温度72℃,应发生应急加热报警,但操作记录中没有报警记录。现场确认报警盘灯无异常,是调试过程中应急报警信号线相反,导致整个加热系统无法发出应急报警。


球阀维修后两端的温度差异很大(表1),下游端的温度接近阀门的最高设计温度180℃(图5)设计温度为180℃(图5)。但是测量通道中从未显示过管道温度超过100℃的情况。通过分析确定,由于测量通道安装在球阀上游,制硼罐通常充满除盐水(约1.5m3),通过大气,球阀上游的实际温度不得超过100℃。测量通道的监测记录显示,测量点位置的温度小于80℃。入口侧温度为80.6℃,仅比硼罐水箱高10℃左右。


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