(中广核核电运营有限公司)
引言：某核电厂油动机采用ALSTOM 的油动机。油动机缓冲时间与缓冲环和阀轴上缓冲套之间的配合间隙相关。阀门关闭时若无缓冲，可能导致阀芯直接撞击阀座，造成阀体损伤。本文就核电厂油动机快关缓冲时间δt3偏小问题原因分析、解体处理过程及改造后的试验结果进行具体描述，为后续油动机类似问题分析处理提供参考数据。
关键词：油动机；缓冲环；快关试验；
一、问题描述
表1为#1机高压油动机EVS（电磁阀试验）及trip（汽机打闸试验）快关数据，如表中数据所示，缓冲时间δt3时间（标红部分）远远低于设计值（0.1s≤δT3≤0.2s），基本相当于阀门直接快关到底而没有缓冲过程。根据现场反馈，阀门快关到底的瞬间声音极大，没有经过缓冲过程，阀门快关时瞬间冲击力过大会对高压阀的阀芯跟阀座造成损伤，因此必须保证阀门的缓冲时间δt3的时间要求，否则会对阀门部件造成损伤。
表1 高压油动机EVS及trip快关数据
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日常期间对GSE2110VV/GRE2110VV进行快关试验，试验曲线分别如图1、图2所示。根据快关曲线所示数据（GSE2110VV快关试验δt2时间（曲线中(A-B)）为211.02ms，δt3时间(曲线B-C段)为32.745ms；GRE2110VV快关试验δt2时间为106.319ms，δt3时间为7.332ms）可得，GSE/GRE 2110VV 中δt3时间都近似为0，且GRE2110VV δt2时间偏小；由快关曲线可以看出，阀位曲线先关闭到平稳段以下，再返回至平稳水平，也就是说在快关过程中，阀门关闭最后出现“关过了”情况。
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图1 GSE2110VV EVS快关试验曲线
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图2 GRE2110VV EVS快关试验曲线
二、核电厂油动机缓冲原理
核电厂油动机内部结构如图3所示，油动机活塞杆上的凸肩及油缸上的缓冲套组成了油动机的缓冲装置，阀门快关到底过程中，当活塞杆运动至与油缸上的缓冲套配合处（图中标黄区域）时，由于此时回油通道间隙减小，回油流量降低，从而对阀门起到缓冲作用。根据快关试验数据显示，阀门的缓冲时间δt3远小于设计值，从而推断油动机内缓冲环与活塞杆配合处间隙过大，基本上未能起到缓冲作用，因此油动机缓冲时间改进总体思路为：改变缓冲环内径尺寸，通过现场试验确定缓冲环与活塞杆间隙。
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图3 核电厂油动机内部结构
三、缓冲环改造过程
油动机解体后，缓冲环结构如图4所示，缓冲环通过螺纹与延伸环旋紧，现场测量加工新的缓冲环组装后进行试验。
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图4 油动机缓冲环
3.1 高压主门油动机改造过程
经测量高压主门油动机缓冲环原始内径为90.8mm，与其配合处活塞杆轴径为90mm，单侧间隙0.4mm，COP上节流孔孔径2mm。高压主门油动机缓冲环改造过程如表2中数据所示，缓冲环处配合间隙（单边）缩小至0.1mm，装配完成后快关试验结果如表，试验油温50℃（油温标准范围50±5℃），δt2时间为214ms（EVS关标准0.1s≤δT3≤0.2s），δt3时间为176ms，试验结果满足要求。
表2 高压主门油动机缓冲环改造尺寸及快关试验数据
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3.2 高压调门油动机改造过程
高调油动机缓冲环改造过程与高主油动机类似，缓冲环内径原始尺寸115mm，活塞杆110mm，单边间隙2.5mm。第一次改造将单边间隙控制在0.8mm，经试验（油温50℃）结果显示δt2为330ms，δt3为80ms。根据试验结果δ。
由于跳闸（TRIP）关时间的标准：
δT1+δT2+δT3≤0.6s
油动机改造前在核电厂内进行TRIP试验δT1（只能在电厂内测量） 最大值为193.087，而根据试验数据：
δt2+δt3=410ms
因此按目前数据预测trip总时间：
δt1+δt2+δt3≈610ms
总时间已超过跳闸TRIP关闭总时间（≤0.6s），因此在增加δt3时间的同时，需减少δt2时间。
对缓冲环进行加工，缓冲环内径110.2mm，单边间隙0.1mm，重新组装油动机进行快关试验，试验结果如表3所示。
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图5 高压调门油动机工作原理
表3 高压调门油动机快关试验数据
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根据图5（高压调节门油动机动作原理图）对表3中“核电厂（改后）”数据进行对比，发现在其他条件一定的情况下，COP节流孔孔径增大，δt2时间越小，且影响较为明显，而对其他数据无影响。综合试验数据，COP节流孔孔径选取在2~3mm范围内，δt2时间最佳。因此在缓冲环改造过程中，将缓冲环处单边间隙减小至0.1mm，COP节流孔孔径改为2.5mm，经进行快关试验，试验结果δt2=236ms，δt3=132ms，试验油温46℃满足标准要求。因此最后确认高压调门油动机缓冲环内径110.2mm，活塞杆配合处轴径110mm，单边间隙0.1mm，COP节流孔孔径2.5mm。
五、结论
根据现场试验数据，综合对比各个因素对快关过程中各阶段时间长短影响，可得出在油动机快关过程中，对缓冲时间δt3主要起影响作用的是缓冲环与缓冲套之间的配合间隙，间隙值越大，则无法起到缓冲作用，δt3缓冲时间越短，间隙值偏小，可能导致阀门关闭超时；对δt2影响最大的因素为COP压盖上节流孔孔径大小，COP节流孔孔径越大，δt2时间越小；