大口徑垂直安裝止回閥檢修專用工具開發

朱泓羽

（中核核電運行管理有限公司，浙江嘉興 314300）

0 引言

2012年2月5日，中核核電運行管理有限公司與江蘇核電有限公司簽訂田灣核電機組T105、T205 換料大修低水位止回閥解體檢修項目的技術服務合同。田灣核電站核反應堆廠房的大口徑高壓止回閥均采用壓力密封形式的旋啟式止回閥，且大都為垂直安裝（即閥門連接管道為垂直方向），這類閥門的閥蓋以及閥內部件的解體、回裝以及試驗等維修工作難度極大。在以往的維修中，維修工期長，維修質量不能充分保證，對核電機組的穩定運行產生一定的安全隱患。

為此，中核核電運行管理有限公司維修一處閥門維修項目組開展技術攻關，全面分析垂直安裝的大口徑壓力密封旋啟式止回閥維修的種種技術難點，并廣泛調研同行電廠在此類閥門維修中的技術手段。在充分認識到憑借現有工器具和業內已有維修手段無法順利完成這類大型止回閥的維修時，項目組創造性地提出自主設計開發一套能適用于垂直安裝的大口徑壓力密封旋啟式止回閥維修的專用工器具，來攻克維修中的各種技術難點，達到此類止回閥維修的各項技術要求。

1 技術方案

1.1 閥蓋拆裝一體式模塊

閥蓋拆裝模塊的結構特點：閥蓋拆裝模塊主要由固定架、擋板、銅螺母、螺桿、緊固螺栓等零部件組成。閥蓋拆裝一體式模塊工作原理圖1。

圖1 閥蓋拆裝一體式模塊工作原理

在閥蓋拆除時，首先將閥蓋拆裝專用工具上的擋板的導向孔穿入閥蓋凸臺，為閥蓋水平移出閥體提供導向；然后通過專用工具的固定架，將專用工具固定在閥門中法蘭口；再將兩顆拉拔螺桿旋入閥蓋的螺栓孔，每個拉拔螺桿在擋板上都設有一個銅螺母，通過旋轉操作銅螺母來實現閥蓋的水平向外拉拔。在操作中如閥蓋出現傾斜，則可正反向操作銅螺母進行調整。在閥蓋安裝時，首先將閥蓋裝入閥體中法蘭口內；然后安裝專用工具，使專用工具上擋板的導向孔穿入閥蓋凸臺，并通過專用工具的固定架，將專用工具固定在閥門中法蘭口；再將兩顆拉拔螺桿旋入閥蓋的螺栓孔，通過旋轉操作銅螺母來實現閥蓋的水平向內平移，防止安裝過程中閥蓋的傾斜以致卡澀。安裝密封墊片時，可以利用本專用工具的導向功能保證閥蓋不傾斜和較高的同軸度，實現密封墊的均勻壓縮。

1.2 閥瓣拆裝及接觸試驗模塊

閥瓣拆裝及接觸試驗模塊的結構特點：閥瓣拆裝及接觸試驗模塊主要由導軌，導軌固定件，滑動底板，操作桿，固定螺栓，閥瓣固定座等零部件組成。閥瓣拆裝及接觸試驗模塊工作原理見圖2。

圖2 閥瓣拆裝及接觸試驗模塊工作原理

在閥瓣拆除時，通過閥瓣搖臂的閥瓣固定座，先將閥瓣開啟并將其保持在一個半開啟的位置，避免閥瓣拆出過程中密封面和閥體的損傷，然后通過一個連接閥瓣固定座的滑動底板沿導軌將閥瓣和閥瓣固定座一同從閥腔中水平拉出，導軌既避免閥體的摩擦損傷，又可防止閥瓣在拉出過程中搖晃而損傷。而安裝時先用閥瓣固定座將閥瓣保持半開啟位置，然后通過導軌水平送入閥腔，到位后緩慢松開固定裝置，即松開固定螺母，使閥瓣落座；閥瓣、閥座密封面接觸試驗時，先將閥瓣的密封面涂抹藍油等有色試劑，然后通過上述方法將閥瓣送入閥腔，在松開固定螺母的情況下，通過閥瓣搖臂的操作桿，將閥瓣與閥座快速接觸并抬起，并再次將閥瓣固定到半開位后拉出觀察。

2 實施效果

此套大口徑垂直安裝旋啟式止回閥檢修專用工具已成功運用于田灣核電1#、2#機組T105 和T205 兩次換料大修中低水位止回閥的檢修，解決田灣核電換料大修中垂直安裝的大口徑止回閥維修的五大難題：

（1）解決大口徑壓力密封閥閥蓋水平拆除阻力大、沒有合適工器具的難題。由于壓力密封閥的閥蓋內嵌于閥體內部，取出時由于密封墊膨脹、閥蓋傾斜等各種原因，使得閥蓋取出時的拉拔力要求很大，常用的工具無法用于大型閥蓋的拆除。此套專用工具巧妙利用閥蓋的螺栓孔，可以提供較大的拉拔力和推力。

（2）解決閥蓋拆除和安裝沒有精準導向的難題。由于閥門垂直安裝，閥蓋的拆裝方向為水平方向，在缺乏精準導向的情況下，閥蓋因重力原因很難保持與閥體軸線同軸，且拆裝時容易導致閥蓋傾斜而卡澀。利用專用工具的導向孔，以及兩根螺桿的輔助導向功能，可以為閥蓋的拆除和安裝提供精準的導向，避免閥蓋在水平拆裝過程中因傾斜導致的卡澀，同時也可為傾斜的閥蓋進行調整。

（3）解決大型旋啟式止回閥閥瓣水平拆裝的難題。大型旋啟式止回閥的閥瓣在水平方向拆裝時，必須保持半開狀態，否則閥瓣密封面極易摩擦受損。然而由于閥瓣重量大，如不借助工具，很難用人力將其保持在半開位置，閥門內部空間狹窄無法使用吊具。該專用工具的運用，提供一種大型閥門閥瓣水平拆裝的新方案，使閥瓣能被固定在半開狀態，并在該狀態下平穩地移出閥體，避免閥瓣在移出和裝入閥腔的時候受損。

（4）解決垂直安裝的止回閥閥蓋密封墊安裝時難以均勻壓縮的技術難點。由于閥蓋因重力作用難以與閥體保持較高同軸度，這使密封墊下部壓縮過度，而上部壓縮不到位，易導致閥蓋偏斜，為運行期間的泄漏留下隱患。此套專用工具上的導向功能，使閥蓋與閥體保持較高的同軸度，保證密封墊正確的安裝。

（5）解決垂直安裝的大口徑旋啟式止回閥閥瓣密封面接觸試驗難以操作的問題。旋啟式止回閥閥瓣無執行機構，密封面接觸試驗操作都需人工執行，然而大型止回閥重量大，操作難度大，易導致色印摩擦而失敗。此套專用工具的運用，解決閥瓣拆裝的問題，同時又具備長距離操作功能，可降低密封面接觸試驗難度，又避免人員沾污。

3 結束語

通過該專用工器具在田灣核電的運用，相比以往減少人力成本30%，工作效率提升70%，人員輻照劑量降低30%，不僅提高維修質量，縮短維修工期，而且保證核電設備的安全穩定運行。在田灣核電的兩次大修均為其節約約一天的大修主線工期，節省約合2000 萬元，保證電廠的經濟效益。

同時，通過該專用工器具在核島的運用，減少維修人員在核反應堆廠房內的輻照劑量，有效避免人員放射性沾污，減少環境污染，具有一定的社會效益。