变压器中性点套管渗漏油缺陷分析及诊断

摘要：文章根据220kV某变电站变压器中性点套管发生油镜渗漏油缺陷的情况，结合停电对套管进行试验检查，通过绝缘电阻等常规试验判定该变压器中性点套管末屏接地，即决定对缺陷套管进行更换，之后对缺陷套管进行解体检查，剖析故障原因，并对变压器套管运维提出建议。

关键词：变压器；中性点套管；渗漏油缺陷；绝缘电阻；设备解体；缺陷分析 文献标识码：A

中图分类号：TM407 文章编号：1009-2374（2016）11-0047-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.11.024

2002年12月秦山二期二号机组调试期间，机组一回路进行热态试验中，2RCP021VP保护阀控制柜前温度传感器高温报警。现场发现2RCP021VP保护阀控制管线BANJO接头处泄漏。此事件中，接头泄漏量不大，系统损失得到及时补充，保护阀未开启，否则将会导致热态试验失败。

SEBIM安全阀是世界上先进的先导式安全阀，有着优越的低压保护性能。但是，SEBIM安全阀对安装和检修质量有较高的要求，它关系到核电厂的安全运行。下面针对秦山核电站二期和法国Saint-Laurent NPP核电站稳压器安全阀阀头管线接头泄漏事件以及多年检修中发现BANJO接头处硼结晶问题，分析事故的原因、可能产生的后果及应采取的措施，并对SEBIM安全阀检修的要领、方法和应注意的问题阐述自己的一些见解。

1 稳压器安全阀的工作原理

稳压器安全阀是核电厂运行的关键设备之一，其主要作用是在RCP系统超压时将稳压器内的压力及时释放，保证系统及设备的安全。而当系统处于低压状态时，及时关闭阀门，保护一回路压力，避免压力太低造成堆芯融化风险，是核岛一回路的最后一道压力屏障。

稳压器安全阀是一个由稳压器、保护阀、隔离阀、保护阀控制器、隔离阀控制器、冷凝器及压力、温度、流量传感器等组成的压力温度安全保护系统。

系统热介质通过稳压器上方引压管线进入保护阀控制柜，通过滤筒到达R1处。正常运行期间，R1开启，R2关闭。R1、保护阀阀头与系统压力一致，保护阀处于关闭状态。引压管线至阀头管线无介质流动，传感器测取温度与环境温度相同。当系统超压时，控制块向下移动，R1关闭，R2开启。保护阀阀头卸压，保护阀开启。

2 泄漏事故

2.1 秦山核电站二期BANJO接头泄漏事件

2002年12月秦山二期二号机组调试期间，机组进行一回路热态试验。试验中2RCP021VP保护阀控制柜前温度传感器高温报警。事故发生后，现场查看发现，在稳压器顶部阀置发现2RCP021VP保护阀阀头处控制管线BANJO接头处漏水。阀头控制管线各部件连接图及泄漏部位如图2所示：

由于控制管线BANJO接头与阀头相连处发生渗漏，高温系统水开始补充入控制柜，导致引压管线、冷凝罐和控制柜温度升高，温度传感器主控室报警。在高温介质的作用下，2RCP021VP冷凝罐和控制柜过滤筒由亮金属色变成灰黄色。从阀头接头处漏出介质，沿着阀体往下，留下了难以去除的痕迹。

在此事件中，2RCP021VP保护阀控制管线BANJO接头阀头接头泄漏量不大，系统损失得到及时补充，阀头压力没有明显下降。2RCP021VP保护阀并未开启。若泄漏量再有所增加，就会造成阀头内部的压力平衡破坏，保护阀开启、一回路泄压，热态试验失败。

2.2 法国Saint-Laurent NPP核电站泄漏事件

2000年的Saint-Laurent NPP法国核电站运行期间，由于稳压器安全阀（保护阀）阀头与控制管线BANJO接头连接处泄漏，而且泄漏量较大，导致保护阀阀头内部压力下降，保护阀开启，一回路开始泄压。隔离阀在一回路压力下降为139bar的时候自动关闭。

由于隔离阀的及时关闭，避免了系统压力过低导致的堆芯融化风险，但是，核岛保护系统动作使得控制棒紧急插入而引起的停堆。

2.3 BANJO接头处硼结晶

秦山二期1&2号机组运行的近十年时间里，SEBIM安全阀控制柜入口脉冲管线BANJO接头处已多次发现硼结晶现象。拆下BANJO接头时，许多脉冲管线都会向其他方向弹开一小段距离。2006年大修期间，对2RRA121VP阀体进行解体检查。在松开阀头管线连接螺栓时，接头向下弹开约10mm。

大多数BANJO接头在阀组回装时，都需要强行复位。由此造成接头安装后同轴度和平行度达不到要求，而造成接头处泄漏。而2006年2RRA121VP阀头管线回装时，工作人员无论如何也无法将控制管线拉回至螺栓孔位置。

3 原因分析

通过对问题的分析，认为BANJO接头处泄漏和硼结晶主要的原因有以下四方面：

3.1 接头与阀头的同轴度和平行度未达到安装要求

根据安装要求：BANJO接头与阀头的平行度不得大于0.4mm，二者之间的同轴度不得大于0.3mm，并且要求在控制管线BANJO接头安装时，手动能轻松地将螺栓拧入阀头螺栓孔中。安装要求如图3所示：

当BANJO接头平行度大于0.3mm时，接头与阀头面存在一定的张角，螺栓紧固后，垫片与阀头安装面存有间隙，形成泄漏。而BANJO接头同心度大于0.4mm时，安装时需要强行将控制管线拉至两孔同轴后再紧固。这种安装导致螺栓和垫片受到一定的剪切应力，长时间作用可导致垫片损坏，造成接头泄漏。

一般情况下，BANJO接头是利用模拟体安装的，其安装的平行度和同轴度都能达到要求。但是，固定支架安装无模拟体对控制管线固定。固定支架（包括焊接支架和U型螺栓支架）往往存在着强行组装，使已经安装好的控制管线发生偏离斜，导致BANJO接头同轴度和平行度无法满足要求，这个问题在核电机组中普遍存在。

3.2 控制管线U型螺栓处安装不当

为了防止控制管线运行期间的振动，必须用固定板、U型螺栓和锁紧螺母将控制管线固定在阀头上，见图2。要求固定板安装后，其上平面应与阀头上平面平齐，且控制管线应在自然状态下与固定板上平面贴合。必须防止为使控制管线与固定板贴紧，一味地紧固锁紧螺母。这将导致控制管线被下压，BANJO接头上翘，接头处泄漏。法国Saint-Laurent NPP核电站泄漏事件就是由于这个原因造成的。

SEBIM安全阀控制管线的安装是利用SEBIM安全阀阀体模拟体安装，模拟体上无确定控制管线方位的固定板。通常安装人员比较重视BANJO接头平行度和同轴度，容易忽视控制管线的安装方位。控制管线与固定板之间存在间隙的现象普遍存在，经常会因为控制管线安装导致BANJO接头的平行度不合格而产生泄漏。

3.3 垫片安装不当

每个BANJO接头上下都安装有两个内外环石墨金属缠绕垫片。接头两侧的凹槽可刚好将垫片装入其中，如图3所示。石墨金属缠绕垫片安装时要求：垫片不得脱焊、散架失效。凹槽内也不得有任何异物，垫圈必须完全平整地放入凹槽内。

由于垫片带金属内外环，有时内环较容易与石墨环脱离或本身已松动，这种垫片无法使用。紧固接头时，垫片未完全放入凹槽内，会造成垫片、阀体、螺栓和密封面的损坏，导致接头处泄漏。2008年秦山二期就发生过垫片未完全放入凹槽，导致阀头螺栓孔螺纹损坏。垫片还会将接头外边缘和阀头表面挤压出印迹。

3.4 螺栓紧固力矩过小

根据图纸要求，BANJO接头螺栓（128）的紧固力矩为110N・m。在SEBIM安全阀检修工作中，同时检修的安全阀很多，每台设备涉及紧固的部位又很多。因此，工作中常会疏忽，使一些部位紧固力矩达不到要求。本文中的秦山二期调试期间控制管线接头泄漏，就是接头紧固力矩未达到要求。

4 处理措施

4.1 对接头与阀头同轴度、平行度问题的处理

SEBIM安全阀的管线接头由于受支架的影响，安装后接头不能保证同轴度和平行度。机组在运行一段时间后，接头处往往就会出现轻微硼结晶。这时再进行处理，需要拆除所有控制柜、阀体，更换成模拟体安装，还需要对接头焊缝按核级要求处理。因此，建议从维修角度入手对这些问题进行处理。

4.1.1 对于固定支架导致的BANJO接头轻微偏差问题，可适当地提高螺栓的紧固力矩。为避免对螺纹造成损伤，螺栓紧固力矩不得超过150N・m。实践证明，用此方法后，在以后的一年时间里再也没有发生硼结晶

现象。

4.1.2 控制管线偏离较大距离问题，采取了如下措施：（1）对U型螺栓导致的偏离。松开控制管线上游U型螺栓，根据应力释放后管线的位置，重新加工U型螺栓安装孔，安装U型螺栓；（2）对焊接支架导致的应力。切割控制管线上游固定支架，将应力完全释放，确定固定支架的焊接位置后进行重新焊接。

4.2 U型螺栓安装不当问题

安全阀组安装，紧固锁紧螺母是最后一个工作步骤。紧固螺母前，对控制管线与固定板之间的间隙有一个大概估算。锁紧螺母紧固的过程中，对角紧固保持同步。同时，需要一直注意观察和测量间隙，一旦间隙值有变化，马上停止紧固。

4.3 垫片安装不当问题

4.3.1 对损坏的阀头螺栓孔重新攻丝，冲洗阀头并清洁。回装阀头时更换所有垫片。

4.3.2 对阀头面压痕，用砂纸打磨去除痕迹。

4.3.3 更换损坏或封面有压痕的螺栓。

4.4 螺栓紧固力矩过小问题

应该在SEBIM安全阀的充水排气工作结束后，工作负责人必须对所有控制柜和阀体需要力矩紧固的部位，如螺栓、针形阀和针形阀安装接头等部位重新确认力矩，这是SEBIM安全阀检修工作中很重要的一个步骤。

5 应注意的问题

（1）BANJO接头安装应严格按平行度和同心度要求来安装；（2）固定支架安装应在利用模拟体将控制管线和脉冲管线固定的情况下安装；（3）垫片安装前应严格检查，安装中仔细观察其落位情况，装配应在良好的照明条件下进行；（4）应养成工作前告知要求、工作中互相提醒、有问题及时汇报、工作结束后专人检查确认的良好习惯。

6 结语

总结稳压器安全阀的安装问题和多年的检修经验，稳压器安全阀阀头泄漏故障产生的原因主要有三个方面：（1）控制管线支架安装时，其上平面低于阀头上平面，使控制管线与固定板之间产生间隙；（2）控制管线紧固时，忽略了间隙导致了管线产生较大的变形；（3）螺栓紧固力矩未达到110N・m。以上三点综合在一起，会导致较大的泄漏事件。

参考文献

[1] 法国SEBIM公司.RCP先导式安全阀运行维修手册

[S].2001.

作者简介：蒋振华（1983-），男，浙江杭州人，中核核电运行管理有限公司工程师，研究方向：阀门和管道的检修。