CN105954016A - 密封油系统液位控制阀的故障分析方法及其离线检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种密封油系统油箱液位控制阀的故障分析方法及其离线检测装置，故障分析方法包括以下步骤：S1、采用离线检测装置与密封油系统油箱连接；S2、检测补油阀的阀门密封性；S3、检测排油阀的动作情况；S4、检测补油阀的低油位补油功能。本发明结合了多个相关系统，实现以离线检测方法验证检修后液位控制阀功能是否完好，明确了密封油系统油箱液位控制阀故障影响氢气纯度下降原因，为后续类似故障分析提供了方向，能够提前干预，节省了故障处理时间，避免延误大修关键路径。

Description

密封油系统液位控制阀的故障分析方法及其离线检测装置

技术领域

本发明涉及核电站检修技术领域，尤其涉及一种核电站发电机的密封油系统油箱液位控制阀的故障分析方法及其离线检测装置。

背景技术

在核电站中，发电机氢气纯度是发电机安全运行的一项重要参数，发电机的密封油系统主要功能之一是用于阻止外界空气向发电机内侵入，以保证发电机内的氢气纯度。目前一些核电站的密封油系统油箱液位控制阀均为浮球阀结构，由于多次发生因浮球阀故障导致氢气纯度下降的故障，运行人员需要每天进行提纯操作，油箱油位失去自动调整功能。

核电站中电机运行时氢气压力为5bar，正常运行值纯度要求≥98％(报警值＜95％)。为了保证在正常运行时氢气不泄漏到大气中，要求密封油的压力要大于氢压，一般油压大于氢压1.4bar。发电机密封油系统(GHE系统)在发电机正常运行时向其连续提供具有一定压力、温度和流量的空侧密封油和氢侧密封油。

现有技术中，在控制阀检修后无法得到验证，无法提前预知阀门状态，特别是对氢气纯度的影响在机组检修后期或运行期间才能进行判断评价，对检修窗口及时间冲击较大，对机组安全运行存在较高的潜在风险。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种用于核电站发电机的密封油系统油箱液位控制阀的故障分析方法及其离线检测装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种密封油系统液位控制阀的故障分析方法，用于核电站发电机的密封油系统，其中液位控制阀包括设置在密封油系统油箱上的补油阀和排油阀；所述故障分析方法包括以下步骤：

S1、采用离线检测装置与密封油系统油箱连接；其中，离线检测装置包括检测油箱、安装在检测油箱上的液位计、以及设置在所述检测油箱上的第一隔离阀和第二隔离阀；第一隔离阀和第二隔离阀的出口处处分别安装有流量计；

将第一隔离阀和第二隔离阀分别与密封油系统油箱上的应急排油阀和补油阀连接；

S2、检测补油阀的阀门密封性；

打开所述第二隔离阀，使所述检测油箱内的油通过所述第二隔离阀和补油阀向所述密封油系统油箱内充油；所述检测油箱内压力不超过0.5Mpa；

待所述密封油系统油箱内液位稳定后，观察所述第二隔离阀出口处流量计是否有流量变化，通过流量变化判断所述补油阀是否密封；

S3、检测排油阀的动作情况；

打开所述第一隔离阀，使所述检测油箱内的油缓慢通过所述第一隔离阀和应急排油阀向所述密封油系统油箱内充油，直至所述密封油系统油箱内液位上升速率变缓；

加快充油速度，通过液位是否达到新的平衡判断排油阀是否全部打开；

关闭所述第一隔离阀，待液位下降后通过液位能否稳定判断排油阀是否严密；

S4、检测补油阀的低油位补油功能；

打开所述第二隔离阀，打开所述密封油系统油箱与润滑油系统的连接管路，向所述润滑油系统排油，直至所述密封油系统油箱内液位下降变缓，说明补油阀动作，记录液位数值。

优选地，步骤S1中，所述检测油箱的上部还设有用于向检测油箱内加油的第一手孔、与压缩空气连接的减压阀、用于排气的第二手孔及与其连接的排气阀、以及用于与所述密封油系统油箱上部连通以平衡密封油系统油箱和检测油箱气体压力的气孔；所述气孔处安装有联通阀，所述检测油箱上部还安装有压力表；

在步骤S2中，在打开所述第二隔离阀前，关闭所述第二手孔，将压缩空气通过所述减压阀充入所述检测油箱，使所述检测油箱内压力达到0.5Mpa。

优选地，步骤S3中，在打开所述第一隔离阀前，关闭所述密封油系统油箱与润滑油系统的连接管路，缓慢开启所述检测油箱上气孔处的联通阀，向所述密封油系统油箱内加压，使所述密封油系统油箱和检测油箱内压力均达到0.5Mpa。

优选地，步骤S3中，打开所述第一隔离阀时，先缓慢打开，使所述密封油系统油箱内液位缓慢上升至稳定；加大所述空气联通阀的开度，加快充油速度，使充油流量大于20L/min。

优选地，步骤S3在关闭所述第一隔离阀时还包括关闭所述空气联通阀，所述检测油箱停止向所述密封油系统油箱充油，待所述密封油系统油箱内液位上升变缓、上升后稳定以及下降稳定后，记录上升变缓、上升后稳定以及下降稳定该三个状态的液位数值。

优选地，步骤S4中，打开所述密封油系统油箱与润滑油系统的连接管路前，确保所述检测油箱内压力为2.0-3.0bar，并使所述检测油箱内压力在执行步骤S4过程中保持在2.0-3.0bar。

优选地，步骤S4中，打开所述连接管路时，先缓慢打开所述连接管路上的阀门，至所述检测油箱上第二隔离阀出口处有流量变化，记录液位值；加大所述阀门的开度，加快排油速度，使排油流量大于20L/min，液位下降速率变缓时，记录液位值。

优选地，所述步骤S2-S4依序进行。

优选地，该故障分析方法还包括以下步骤：

S5、排油降压：保持所述密封油系统油箱与润滑油系统的连接管路上阀门的开启，使所述检测油箱内的油通过所述连接管路排出，并将所述检测油箱和密封油系统油箱内压力降至为0。

本发明还提供一种密封油系统液位控制阀的离线检测装置，用于核电站发电机的密封油系统液位控制阀的故障分析，所述离线检测装置包括检测油箱、安装在检测油箱上的液位计、以及分别与密封油系统油箱上的应急排油阀和补油阀连接的第一隔离阀和第二隔离阀；所述第一隔离阀和第二隔离阀处分别安装有流量计；所述第一隔离阀和第二隔离阀设置在所述检测油箱的下部上。

优选地，所述检测油箱的上部设有用于向检测油箱内加油的第一手孔、与压缩空气连接的减压阀、用于排气的第二手孔及与其连接的排气阀、以及用于与所述密封油系统油箱上部连通以平衡密封油系统油箱和检测油箱气体压力的气孔；所述检测油箱上部还安装有压力表。

本发明结合了多个相关系统，实现以离线检测方法验证检修后液位控制阀功能是否完好，明确了密封油系统油箱液位控制阀故障影响氢气纯度下降原因，为后续类似故障分析提供了方向，能够提前干预，节省了故障处理时间，避免延误大修关键路径。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明中密封油系统的结构示意图；

图2是本发明中离线检测装置的结构示意图；

图3是图2的右视图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

本发明的密封油系统液位控制阀的故障分析方法，用于核电站发电机的密封油系统；其中，参考图1，液位控制阀包括设置在密封油系统油箱上的补油阀3和排油阀4；密封油系统油箱包括有相邻连接的储油箱1和液位控制油箱2，该两个油箱在下部油侧以及上部气侧均有管线相连，使两油箱保持相同的液位和气压。补油阀3和排油阀4设置在液位控制油箱2上。

对于核电站中，通过分析验证明确发电机氢气纯度下降的原因，排除以下原因：充到发电机的氢气本身纯度低；二氧化碳内漏到发电机氢气系统；密封瓦空侧向氢侧窜油。明确氢气纯度下降的原因为密封油系统液位控制油箱的自动补油阀、排油阀动作值存在偏差造成。进一步通过本发明的方法获得影响氢气纯度下降的液位控制阀的故障分析，以便采取相应措施解决。

本发明一实施例的密封油系统液位控制阀的故障分析方法，可采用离线进行，在设备检修后模拟设备运行状态进行检测。结合图1、2，该故障分析方法可包括以下步骤：

S1、采用离线检测装置与密封油系统油箱连接。

其中，如图2、3中所示，离线检测装置包括检测油箱10、安装在检测油箱10上的液位计20、以及设置在检测油箱10上的第一隔离阀30和第二隔离阀40。第一隔离阀30和第二隔离阀40位于检测油箱10的下部上。液位计20优选磁柱式液位计，上下端可分别通过隔离阀21、22与检测油箱10连接。

检测油箱10的上部还设有用于向检测油箱10内加油的第一手孔11、与压缩空气连接的减压阀13、用于排气的第二手孔12、以及用于与密封油系统油箱上部连通以平衡密封油系统油箱和检测油箱10气体压力的气孔14。气孔14出安装有联通阀。

检测油箱10上部还安装有压力表15，用以检测检测油箱10内压力。检测油箱10上还安装有防止检测油箱10超压的安全阀。

进一步地，第二手孔12处连接有排气阀；进一步还可安装有截止阀，检测油箱10内空气通过该截止阀排出。第一隔离阀30和第二隔离阀40上进一步还安装有截止阀23和流量计24，通过流量计24显示通过的油的流量。

确认第一隔离阀30和第二隔离阀40处于关闭状态，通过第一手孔11向检修油箱10内加油，完成后关闭第一手孔11。

将第一隔离阀30和第二隔离阀40分别与密封油系统油箱上的应急排油阀6和补油阀3连接。具体地，补油阀3进口处设有截止阀5，第二隔离阀40通过该截止阀5连接补油阀3。

检测油箱10通过支架50平稳放置在现场平台上。

S2、检测补油阀3的阀门密封性。

该步骤S2包括：

S2.1、打开第二隔离阀40，使检测油箱10内的油通过第二隔离阀40和补油阀3向密封油系统油箱(直接充到液位控制油箱2)内充油；检测油箱10内压力达到0.5Mpa。

其中，在打开第二隔离阀40前，关闭第二手孔12，将压缩空气通过减压阀13充入检测油箱10，通过调整减压阀13使检测油箱10内压力达到0.5Mpa。检测油箱10模拟油泵向液位控制油箱2补油；同时，通过油箱液位计200观察液位控制油箱油箱2的液位变化、以及观察第二隔离阀40出口处流量计的数值。充油速度不宜过快，实时观察检测油箱10内压力，通过调整减压阀13使检测油箱10内压力不超过0.5Mpa。

另外，在打开第二隔离阀40前，还确认以下阀门状态：液位控制油箱2和储油箱1之间连接的阀门201关闭；液位控制油箱2和储油箱1之间连接的阀门202打到由储油箱1取液位置；储油箱1上的应急补油阀101关闭；截止阀5开启；液位控制油箱2上的空气联通阀7关闭；以及密封油系统油箱与润滑油系统的连接管路上的阀门8关闭。

密封油系统油箱接收检测油箱10输送的油后，液位上涨。

S2.2、待密封油系统油箱内液位稳定后，观察第二隔离阀40出口处流量计是否有流量变化，通过流量变化判断补油阀3是否密封；若有流量变化，则说明补油阀3密封性不足，需要进一步检修或更换。

记录密封油系统油箱的液位数值；若始终有流量，记录流量数值。

S3、检测排油阀4的动作情况。

观察液位计20，检测油箱10内油量不足时，先向检测油箱10进行补油。

该步骤S3可包括：

S3.1、打开第一隔离阀30，使检测油箱10内的油缓慢通过第一隔离阀30和应急排油阀6向密封油系统油箱内充油，直至密封油系统油箱内液位上升速率变缓。

其中，在打开第一隔离阀30前，关闭密封油系统油箱与润滑油系统的连接管路，缓慢开启检测油箱10上部气孔14处的联通阀，向密封油系统油箱内加压，使密封油系统油箱和检测油箱10内压力均达到0.5Mpa。

打开第一隔离阀30时，先缓慢打开，使密封油系统油箱内液位缓慢上升至速率变缓；检测油箱10在充油过程中，充油速度不宜过快，通过油箱液位计200观察密封油系统的液位控制油箱2的液位变化、以及观察第一隔离阀30出口处流量计的数值。充油不顺畅时，可适当开启截止阀7。密封油系统油箱内液位稳定后，记录液位数值。

S3.1、加快充油速度，通过液位是否达到新的平衡判断排液阀4是否全部打开。

具体地，加大空气联通阀7的开度，以加快充油速度，使充油流量大于20L/min。观察密封油系统油箱内是否能够达到新的平衡，判断排液阀4是否全部打开；记录此时液位，用秒表测量流量，记录此时油流量。

S3.3、关闭第一隔离阀30，待液位下降后通过液位能否稳定判断排油阀4是否严密。

在关闭第一隔离阀30时还包括S关闭空气联通阀7，检测油箱10停止向密封油系统油箱充油，待密封油系统油箱内液位上升变缓、上升后稳定以及下降稳定后，记录上升变缓、上升后稳定以及下降稳定该三个状态的液位数值。

S4、检测补油阀3的低油位补油功能。

该步骤S4可包括：打开第二隔离阀40，打开密封油系统油箱与润滑油系统的连接管路，向润滑油系统排油，直至密封油系统油箱内液位下降变缓，说明补油阀动作，记录液位数值。进一步加大排油量，直至密封油系统油箱内液位再次变缓，说明补油阀3动作且全部打开；

具体地，步骤S4中，打开密封油系统油箱与润滑油系统的连接管路前，确保检测油箱10内压力为2.0-3.0bar，并使检测油箱10内压力在执行步骤S4过程中保持在2.0-3.0bar。若压力偏大可以保持原状，若压力偏低应充压至2.0bar。

打开连接管路时，先缓慢打开连接管路上的阀门8，排油速度不宜过快，直至检测油箱10上第二隔离阀40出口处有流量变化，记录密封油系统的液位控制油箱2液位数值。加大阀门8的开度，加快排油速度，使排油流量大于20L/min；密封油系统油箱液位下降速率变缓时，记录液位值。此外，还用秒表测量记录流量。

上述的步骤S2-S4依序进行，每一步骤的检测结果不影响后一个步骤的进行及检测结果，避免密封油系统油箱和离线检测装置的重复拆接。各步骤中所记录的数据进行分析存档，也为后续类似故障分析提供了方向，能够提前干预。

进一步地，该故障分析方法还包括以下步骤：

S5、排油降压：保持密封油系统油箱与润滑油系统的连接管路上阀门8的开启，使检测油箱10内的油通过连接管路排出，并将检测油箱10和密封油系统油箱内压力降至为0。

其中，将压缩空气通过减压阀13充入检测油箱10，阀门8的微微开启进行排油。检测油箱10内的液位接近0时，关闭第一隔离阀30和第二隔离阀40出口处的截止阀，只保持微微开启，防止检测油箱10内空气通过第一隔离阀30和第二隔离阀40出口处的流量计，避免造成损坏。同时断开压缩空气的供气，缓缓打开密封油系统油箱上部(液位控制油箱2上部)的空气联通阀7，将检测油箱10及液位控制油箱2降压至0。

最后，将离线检测装置与密封油系统拆离，恢复密封油系统的连接。

本发明的故障分析方法，效果较好，有效解决了核电站多次发生因油箱液位控制阀故障导致氢气纯度异常的事件。还可为后续类似故障分析提供了方向，节省了故障处理时间；能够提前干预，避免延误大修关键路径。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种密封油系统液位控制阀的故障分析方法，用于核电站发电机的密封油系统，其中液位控制阀包括设置在密封油系统油箱上的补油阀和排油阀；其特征在于，所述故障分析方法包括以下步骤：

S1、采用离线检测装置与密封油系统油箱连接；其中，离线检测装置包括检测油箱、安装在检测油箱上的液位计、以及设置在所述检测油箱上的第一隔离阀和第二隔离阀；第一隔离阀和第二隔离阀的出口处处分别安装有流量计；

将第一隔离阀和第二隔离阀分别与密封油系统油箱上的应急排油阀和补油阀连接；

S2、检测补油阀的阀门密封性；

打开所述第二隔离阀，使所述检测油箱内的油通过所述第二隔离阀和补油阀向所述密封油系统油箱内充油；所述检测油箱内压力不超过0.5Mpa；

待所述密封油系统油箱内液位稳定后，观察所述第二隔离阀出口处流量计是否有流量变化，通过流量变化判断所述补油阀是否密封；

S3、检测排油阀的动作情况；

打开所述第一隔离阀，使所述检测油箱内的油缓慢通过所述第一隔离阀和应急排油阀向所述密封油系统油箱内充油，直至所述密封油系统油箱内液位上升速率变缓；

加快充油速度，通过液位是否达到新的平衡判断排油阀是否全部打开；

关闭所述第一隔离阀，待液位下降后通过液位能否稳定判断排油阀是否严密；

S4、检测补油阀的低油位补油功能；

打开所述第二隔离阀，打开所述密封油系统油箱与润滑油系统的连接管路，向所述润滑油系统排油，直至所述密封油系统油箱内液位下降变缓，说明补油阀动作，记录液位数值。

2.根据权利要求1所述的密封油系统液位控制阀的故障分析方法，其特征在于，步骤S1中，所述检测油箱的上部还设有用于向检测油箱内加油的第一手孔、与压缩空气连接的减压阀、用于排气的第二手孔及与其连接的排气阀、以及用于与所述密封油系统油箱上部连通以平衡密封油系统油箱和检测油箱气体压力的气孔；所述气孔处安装有联通阀，所述检测油箱上部还安装有压力表；

在步骤S2中，在打开所述第二隔离阀前，关闭所述第二手孔，将压缩空气通过所述减压阀充入所述检测油箱，使所述检测油箱内压力达到0.5Mpa。

3.根据权利要求2所述的密封油系统液位控制阀的故障分析方法，其特征在于，步骤S3中，在打开所述第一隔离阀前，关闭所述密封油系统油箱与润滑油系统的连接管路，缓慢开启所述检测油箱上气孔处的联通阀，向所述密封油系统油箱内加压，使所述密封油系统油箱和检测油箱内压力均达到0.5Mpa。

4.根据权利要求3所述的密封油系统液位控制阀的故障分析方法，其特征在于，步骤S3中，打开所述第一隔离阀时，先缓慢打开，使所述密封油系统油箱内液位缓慢上升至稳定；加大所述空气联通阀的开度，加快充油速度，使充油流量大于20L/min。

5.根据权利要求3所述的密封油系统液位控制阀的故障分析方法，其特征在于，步骤S3在关闭所述第一隔离阀时还包括关闭所述空气联通阀，所述检测油箱停止向所述密封油系统油箱充油，待所述密封油系统油箱内液位上升变缓、上升后稳定以及下降稳定后，记录上升变缓、上升后稳定以及下降稳定该三个状态的液位数值。

6.根据权利要求1所述的密封油系统液位控制阀的故障分析方法，其特征在于，步骤S4中，打开所述密封油系统油箱与润滑油系统的连接管路前，确保所述检测油箱内压力为2.0-3.0bar，并使所述检测油箱内压力在执行步骤S4过程中保持在2.0-3.0bar。

7.根据权利要求1所述的密封油系统液位控制阀的故障分析方法，其特征在于，步骤S4中，打开所述连接管路时，先缓慢打开所述连接管路上的阀门，至所述检测油箱上第二隔离阀出口处有流量变化，记录液位值；加大所述阀门的开度，加快排油速度，使排油流量大于20L/min，液位下降速率变缓时，记录液位值。

8.根据权利要求1-7任一项所述的密封油系统液位控制阀的故障分析方法，其特征在于，所述步骤S2-S4依序进行。

9.根据权利要求1-7任一项所述的密封油系统液位控制阀的故障分析方法，其特征在于，该故障分析方法还包括以下步骤：

S5、排油降压：保持所述密封油系统油箱与润滑油系统的连接管路上阀门的开启，使所述检测油箱内的油通过所述连接管路排出，并将所述检测油箱和密封油系统油箱内压力降至为0。

10.一种密封油系统液位控制阀的离线检测装置，用于核电站发电机的密封油系统液位控制阀的故障分析，其特征在于，所述离线检测装置包括检测油箱、安装在检测油箱上的液位计、以及分别与密封油系统油箱上的应急排油阀和补油阀连接的第一隔离阀和第二隔离阀；所述第一隔离阀和第二隔离阀处分别安装有流量计；所述第一隔离阀和第二隔离阀设置在所述检测油箱的下部上；

所述检测油箱的上部设有用于向检测油箱内加油的第一手孔、与压缩空气连接的减压阀、用于排气的第二手孔及与其连接的排气阀、以及用于与所述密封油系统油箱上部连通以平衡密封油系统油箱和检测油箱气体压力的气孔；所述检测油箱上部还安装有压力表。