Control Valve Condition Checking by Spectral Analysis

The research work considers and analyzes the problem of control valve failure in case of shaft-gear break during normal operation. In order to identify typical deviations and causes of failure of the electrically driven valves, the amplitude-frequency spectra of the current signal taken at one or more phases of the electric motor were analyzed. The method of spectral diagnostics adopted for analysis allows detecting hidden defects of reinforcement not detected in other types of analysis. In order to justify the study, spectral analysis is carried out on control valves installed in the main condensate and feedwater systems of power units WWER-1000 and WWER-1200. As a result of the study, the following relationships were established increase of amplitude speed of electric motor (EM) to -30 dB is a fact of EM operation at increased load, which will lead to wear of thrust-radial bearings; appearance of baseband frequencies in the region of 50 Hz frequency indicates that there are deviations in setting of electric drive torque limiters. The detected defects, in the future, will lead to the failure of the gear shaft and the shutdown of the power unit. The results of the performed work are used to supplement the existing catalog of defects of pipeline valves developed by RI NPE VETI NRNU MEPhI.

diagnostics of valves, spectral method, NPP, deviations in operation, electrically driven valves, control valves, undercarriage defect, shaft-gear, main condensate system, feed water supply

1. Андрушечко, С.А. АЭС с реакторами ВВЭР-1000. От физических основ эксплуатации до эволюции проекта / С.А. Андрушечко, А.М. Афров, В.Н. Генералов, К.Б. Косоуров, Ю.М. Семченков, В.Ф. Украинцев. - Москва : Логос, 2010. - 604 с.

2. Росатом: государственная корпорация: [сайт]. - Текст. Изображения: электронные. - URL : https://rosatom.ru/production/design/sovremennye-reaktory-rossiyskogo-izayna/(дата обращения 10.04.2021).

3. ГОСТ 5632-72. Стали высоколегированные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки: Межгосударственный стандарт: издание официальное. Утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 27.12.72 N 2340, введен впервые 1975-01-01. Разработан Министерством черной металлургии СССР. - Текст : непосредственный. - Москва : ИПК Издательство стандартов, 2001. - 64 с.

4. DeWall, K. Motor-Operated Valve (MOV) actuator motor and gearbox testing / K. DeWall, J.C. Watkins, D. Bramwell // Idaho National Engineering Laboratory, U.S. Department of Energy. - 1997. P.58. Text: direct.

5. МТ 1.2.3.02.999.0085. Диагностирование трубопроводной электроприводной арматуры. Методика. Стандарт организации: издание официальное. Утвержден и введен в действие Приказ ОАО «Концерн Росэнергоатом» № 9/270-П от 22.03.2012, введен впервые 01.06.2012. Разработан НИИ «Энергомашиностроения». - Текст : электронный. - Москва, 2012. - 127 с.

6. Akhmetshin A.R., Golomidov V.N, Vildanov R.R. Technical diagnostics of electrically operated valves at NPP. // International Conference «Methodological problems in reliability study of large energy systems», 14 December 2020. P.1-4.

7. Синельщиков, П.В. Особенности использования методов анализа частотных составляющих токового сигнала ЭПА / П.В. Синельщиков, А.В., Чернов // Глобальная ядерная безопасность. - 2012. - Т.2, вып.1. - С. 1-4.

8. Синельщиков, П.В. Информационно-измерительная система для диагностирования электроприводной арматуры атомных станций на основе вейвлет-преобразования: специальность 05.11.16 «Информационно-измерительные и управляющие системы (приборостроение)» : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Синельщиков Павел Владимирович; ВИТИ НИЯУ МИФИ. - Место защиты : Волгоградский государственный университет. - Текст: непосредственный. - Волгодонск, 2012.

9. Dipankar, M. Sensorless Stall Detection With the DRV8889-Q1. Texas Instruments. 2020. P.23.

10. Абидова, Е.А. Повышение чувствительности диагностирования оборудования АЭС в условиях перехода на 18-месячный топливный цикл / Е.А. Абидова // Глобальная ядерная безопасность. - 2019. - № 4(33). - С. 1-5.

11. НП-001-15. Общие положения обеспечения безопасности атомных станций: Федеральные нормы и правила: издание официальное. Утвержден и введен в действие Приказом Ростехнадзора от 17.12.2015 N 522, введен впервые 02.02.2016. - Текст: непосредственный. - Москва, 2016. - 74 с.

12. СТО 1.1.1.01.0069. Правила организации технического обслуживания и ремонта систем и оборудования атомных станций: Стандарт организации: издание официальное: утвержден и введен в действие приказом АО «Концерн Росэнергоатом» от 04.05.2017 № 9/588-П: введен впервые: дата введения 26.10.2017. Разработан АО «ВНИИАЭС». - Текст : непосредственный. - Москва, 2021. - 112 с.

13. Sang-hyuk Lee, Yi-qi Wang, Jung-il Song. Fourier and wavelet transformations application to fault detection of induction motor with stator current. Central South university Press and Springer-Verlag. 2010. №17. P.8.

14. Santhosh K.V., Swetha R. Fault detection of a flow control valve using vibration analysis and support vector machine. MDPI Open Access Journals. 2019. P.15.