阳江核电1号机组1EAS013、014VB力矩开关抖动问题研究
  摘要  阳江1号机组调试阶段发现,Y1EAS013、014VB阀门中间位置开关过程中出现力矩开关抖动问题,解体润滑远传后,Y1EAS014VB力矩开关抖动问题消除,Y1EAS013VB出现全关后开阀电机堵转,阀门无法开启问题。
  关键词  电动头  力矩开关    抖动    远传机构
  事件过程
  调试期间,执行TP-EAS-07阀门单体试验过程中发现Y1EAS013、014VB开关过程中出现力矩开关抖动问题,同时阀门开关过程中盘根处发出较大摩擦声,远传机构出现轻微晃动。CTT打压期间,试验要求Y1EAS013、014VB阀门主控可操作,临时调大电动头输出力矩值,将设计值的328N.m,调大至540N.m,主控可正常操作阀门,初步怀疑下游负荷过大,电动头额定输出力矩无法带动远传及阀门动作。热试期间调试部门对Y1EAS013、014VB进行检查发现阀杆出现贯穿性划痕,刀口尺测量阀杆有轻微弯曲。热试结束后,三信厂家到现场完成Y1EAS013、014VB阀杆更换,阀杆更换后,阀门能够实现全开全关动作,但中间位置开关过程中仍然存在力矩开关抖动问题。装料前,调试人员对Y1EAS013、014VB远传机构进行解体润滑,完成后对阀门进行动作试验,Y1EAS013VB中间位置开关正常、全开至全关动作正常,
但阀门全关后无法开启,电机出现堵转现象;Y1EAS014VB全开全关、中间位置动作均正常。
  处理措施
  1、力矩开关改造
  Y1EAS013、014VB为力矩关、限位开阀门,电动头内设置开力矩开关的旁路控制。当阀门开启时开力矩保护被旁路3s左右,这3s内开力矩能够达到电动头最大输出力矩,保证阀门顺利开启。
  根据红沿河、宁德反馈:Y1EAS013、014VB阀门开启后无法关闭。热试前调试部门对Y1EAS013、014VB电动头进行改造(增加关力矩旁路限位开关),保证阀门开启后能够顺利关闭。
  2、阀杆更换
  热试前,调试人员对Y1EAS013、014VB进行检查发现阀杆出现贯穿性划痕,刀口尺测量阀杆有轻微弯曲,确定热试后更换。热试后,三信厂家到现场完成Y1EAS013、014VB阀杆更换,更换过程中测量阀门同轴度、阀杆与盘根压盖配合间隙满足要求,由于盘根压盖处出现划伤,初步怀疑造成阀杆划伤的主要原因为盘根压盖压偏造成。更换阀门过程中对Y1EAS
013、014VB进行全面解体,解体阀门过程中检查阀瓣导向槽、两楔形阀瓣导向面、阀杆与盘根接触面等均无明显摩擦痕迹。
  阀杆更换完成后,调试人员对阀门进行开关试验时,发现电动头力矩开关抖动问题依然存在。
  3、远传机构解体润滑
  调试人员对Y1EAS013、014VB远传机构进行解体润滑,远传解体过程中发现:三台转向器内的油脂均小于四分之一(EOMM要求不少于四分之三),且转向器内壁出现轻微锈蚀,清理转向器及轴承过程中发现大量腐蚀铁屑等问题。
  Y1EAS013VB远传解体后,三个转向器均运转灵活,轴承、万向节联轴器润滑良好,除润滑油缺少以及转向器内锈蚀等问题,未见其他异常。对Y1EAS013VB转向器内旧油脂清理,并按照EOMM要求重新填充新油脂,手动试验三个转向器动作灵活;对三个万向节联轴器加油至动作灵活。连接远传后试验,远传整体运转正常。
  Y1EAS014VB远传解体后,对各零件清理过程中发现,远传机构外套管组件内调心球轴承轴套损坏,第一个转向器齿轮啮合间隙调整不正确,给远传运转过程中带来较大阻力。
  为尽快处理以上两个问题,决定临时采用2号机外套管组件和转向器更换至1号机,检查润
滑后运转正常。远传全部连接后,远传整体运转正常。
  连接Y1EAS013、014VB电动头和阀门后,对两阀门动作情况进行试验,结果如下:
  Y1EAS013VB试验过程中出现,阀门中间位置开关正常中间位置抖动问题消除,阀门能够实现全开至全关动作,但全关后阀门无法开启,电机出现堵转现象。
  Y1EAS014VB进行全开全关,中间位置开关,动作均正常。因此可以判断,Y1EAS014VB出现力矩开关抖动问题主要原因为远传机构连接配合不合理、转向器齿轮啮合间隙不正确、外套管内调心球轴承损坏导致电动头下游载荷过大,高速启动的电机无法短时间内带动远传及阀门同时动作,造成力矩开关抖动现象发生。
  4、盘根力矩值调整
  远传机构解体润滑后,Y1EAS013、014VB中间位置力矩开关抖动问题消除,Y1EAS014VB开关动作过程正常,但Y1EAS013VB关闭后无法开启,电机出现堵转现象。为解决此问题,调试人员决定调整盘根力矩大小测试阀门动作情况,具体情况如下:
  由此可以看出,Y1EAS013VB关闭后无法开启,电机出现堵转现象与盘根力矩值的大小无关。
  5、调整电动头力矩值
  装料前,调试人员配合厂家将Y1EAS013VB开、关力矩设置分别为72%和65%时,电动头经力矩校验台校验后,开、关力矩均未超过电动头和阀体承受限值(477N.m)。在此状态下主控信号持续时间可保证阀门全开全关动作正常,中间位置能够实现开启、关闭,并且可使用应急手轮操作,阀门满足安全功能及可靠性要求。
  原因分析
  根据Y1EAS013、014VB调试阶段以及处理过程中出现的不同故障现象,结合外基地经验反馈,对各阶段出现的故障现象分析如下:
  1、阀门中间位置启动,电动头最大输出力矩无法在短时间内使远传转速达到120rpm/min,造成电机蜗杆窜动,使力矩开关动作
  2、阀门远传机构包含3个90度转向器和3个万向节联轴器,转向器内齿轮啮合尺寸设置不当将造成远传传输效率大幅度下降,增加传输力矩,电动头启动初期造成力矩开关触发,频繁切断电源
  3、远传机构连接偏心,产生圆周扭矩不均,在高转速情况下,远传受力不均,造成力矩开关连续动作,在低转速情况下圆周扭矩小,将不存在力矩开关动作情况
  4、电动头凸爪与远传凹槽圆周向配合紧密,电动头启动瞬间,电动头蜗杆与蜗轮处于卡紧
状态。由于该阀门电动头输出转速高,转动惯量大,当力矩开关设定值较小时,蜗杆克服力矩开关设定阻力向力矩开关方向窜动,使力矩开关触发
  经验反馈
  1、Y1EAS013VB关阀过程中多次出现阀门全关时关力矩开关动作后回弹,无法自锁的现象,有可能损伤阀杆,并可能导致密封力无法保持。主控关阀信号为短信号,关力矩动作后,电机停转,阀门停止,可能导致密封力无法保持;电气间信号为长信号,关力矩动作回弹后,如果关信号一直存在,将导致阀杆损伤。
东风1号  2、Y1EAS013VB处理过程中将电动头保护力矩值调整至450N.m,额定力矩保护值328N.m,调整上限为477N.m。力矩增大后,Y1EAS013VB中间位置抖动问题有所缓解,达到可接受水平,因此处理其他机组EAS013、014VB过程中可以借鉴增加力矩保护值的方法缓解抖动问题
  3、Y1EAS014VB远传机构经过解体润滑后,中间位置抖动问题消除,阀门各位置动作性能均正常,因此解体润滑远传机构对解决中间位置抖动问题有直接影响,其他机组EAS013、014VB需首先完成远传机构的解体润滑,再进行后续试验。
  参考文献:
  [1]苏林森,杨辉玉 900MW压水堆核电站系统与设备[M].北京:原子能出版社,2007.