介紹了一種國外新型彈簧式安全閥的使用情況，分析了核電安全閥維護和檢修的要求和經驗，并給出了安全閥閥瓣維護的改進與建議。

1、概述

　　隨著核電機組容量的增大，高溫高壓給水和蒸汽介質對機組的安全運行提出了更高的要求。彈簧式安全閥作為機組安全運行的關鍵保障設備在國內大型電站機組應用日益廣泛，其穩定和可靠的運行性能直接關系到機組運行的安全和效率。

2、工況系統

　　目前，CPR1000 核電機組使用的高端彈簧式安全閥大部分需要進口，使用的系統主要有VVP( 主蒸汽系統) 、RCV( 化學和容積控制系統) 、RRI( 設備冷卻水系統) 、RIS( 安全注入系統) 和REN( 核取樣系統) 等系統。彈簧式安全閥在國內大型電站機組應用日益廣泛，在國內電站使用過程中，其穩定、可靠的運行性能得到進一步驗證和認可。對彈簧式安全閥的基本要求是應滿足一定的介質排放量，在正常工作壓力下保持密封性能，在設定的整定壓力下正常起跳，滿足一定的回座比。

3、閥座結構

　　在核電機組使用的彈簧式安全閥閥座結構見圖1。閥瓣作為彈簧式安全閥的主要密封零件，其閥瓣設計采用了柔性結構。

圖1 閥座結構

　　3.1、使用情況

　　彈簧式安全閥設定的整定壓力一般通過調整彈簧的壓縮量進行調節，彈簧壓縮量越大則整定壓力越高，彈簧壓縮量越小則整定壓力越低。彈簧壓緊力通過閥桿向下直接傳遞到閥瓣上，使得閥瓣密封面與噴嘴密封面相互平面貼合壓緊并形成足夠大的密封預緊力。

　　對于普通平面結構的閥瓣( 圖2) ，在噴嘴密封面平整、光潔條件下，當介質運行壓力升高到安全閥設定的整定壓力96% 時安全閥會出現預泄現象。彈簧式安全閥的預泄現象在一定程度上有助于閥門起跳。因此，將安全閥設定的整定壓力與介質最大運行壓力的差值定為5%以上。

圖2 普通平面閥瓣

　　為進一步提高安全閥的密封性能，將普通平面閥瓣結構改進為柔性閥瓣結構( 圖3) 。改進的閥瓣在其密封面背側加工一道環形凹槽，使得閥瓣密封面具有一定的彈性。該結構將介質壓力導入閥瓣密封面背側的環形凹槽內并作用在與閥瓣密封面相對的環形斜面上。由于環形斜面是內側較薄、外側較厚結構，隨著介質運行壓力升高并接近至96% 整定壓力時，閥瓣密封面被介質壓力向下推壓產生微小變形，此時閥瓣密封面外側輕微抬起，凹槽張口輕微增大，而閥瓣密封面內側依然與噴嘴密封面保持平面貼合，且兩者密封面的接觸寬度隨著介質壓力的不斷升高也在逐漸輕微變小，在一定程度上增加了安全閥的密封比壓，從而可將安全閥產生預泄的壓力值提升而能夠保持安全閥的密封性能。在噴嘴密封面平整、光潔條件下，安全閥的預泄點壓力推遲甚至可以達到設定的整定壓力98%。

圖3 柔性閥瓣

　　在保證安全閥設定的整定壓力準確的前提下，柔性閥瓣結構可以使安全閥在運行壓力達到設定的96% ～98%整定壓力時仍然可以無泄漏，而且在設定的整定壓力范圍內起跳準確，回座性能穩定。柔性閥瓣結構不但提高了電站機組的彈簧式安全閥運行密封性能，而且也提高了保持密封性的運行壓力值。

　　3.2、結構分析

　　柔性閥瓣結構有利于安全閥的密封性能，但其閥瓣密封面內側較薄、外側較厚的結構也使得其使用壽命受到一定的影響。根據安全閥的密封性能及準確起跳的特性，一般多采取每年定期解體檢修并對閥瓣和噴嘴密封面進行研磨拋光的措施進行維護。但多次或過度研磨閥瓣密封面將導致閥瓣密封面內側較薄部分邊沿成為厚度更薄的環形刃口，大大降低了該部位的結構強度。該環形刃口在高溫高壓介質作用下，尤其在安全閥預泄或起跳階段，因強度降低因素容易在該部位產生開裂或漲裂( 圖4) ，已發生過因閥瓣密封面開裂問題而導致安全閥回座后出現泄漏現象，嚴重的開裂或漲裂問題將直接導致電站機組停機，影響了電站機組的安全經濟運行。

圖4 閥瓣密封面開裂

　　3.3、閥瓣維護

　　基于閥瓣安全使用要求，給出了不同型號彈簧式安全閥的閥瓣密封面研磨后的關鍵極限尺寸( 如圖5 中尺寸C) ，并建議當閥瓣密封面研磨后的厚度尺寸不足該極限尺寸要求時，應該使用備品進行更換。關鍵極限尺寸可參考產品的具體數據。

(a) 普通平面閥瓣結構(b) 柔性閥瓣結構

圖5 閥瓣密封面研磨后關鍵極限尺寸C

4、結語

　　安全閥是保障機組安全運行的關鍵設備，了解和掌握安全閥的設計結構、密封原理及檢修要求，獲得必要的安全閥快速檢修要求和經驗，用于保證彈簧式安全閥在電站使用過程中，其穩定、可靠的運行性能。