一種輔助特大型手動閥開/關(guān)的啟閉裝置設(shè)計(jì)研究

王祥

摘 要

一種輔助特大型手動閥開/關(guān)的啟閉裝置研究主要針對電廠及相關(guān)行業(yè)工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)有使用大型手動截止閥和蝶閥的，在系統(tǒng)啟停、檢修等狀態(tài)下根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行需要對這類閥門進(jìn)行手動操作使其關(guān)閉和打開;在這過程中因?yàn)殚y門本身屬性（行程長、啟閉力扭矩大），造成操作這些閥門需耗費(fèi)大量的人力、物力和時間;影響系統(tǒng)設(shè)備啟停的進(jìn)度，增加了公司正常運(yùn)行生產(chǎn)成本，同時違背了以人為本的理念;經(jīng)過設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)對系統(tǒng)中特大閥門的結(jié)構(gòu)、規(guī)格的研究和分析，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際操作情況進(jìn)行不斷的改進(jìn)后，此啟閉裝置將適用于對多種規(guī)格的特大閥門進(jìn)行輔助開關(guān)操作。

關(guān)鍵詞

特大閥門;形程;啟閉力

中圖分類號： TE973;TP277 ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 08 . 19

1 問題分析

1.1 PMC728VB的結(jié)構(gòu)簡介

當(dāng)前我國在役核電機(jī)組中均存在一些特大閥門，其顯著特點(diǎn)是開關(guān)時需大扭矩，長行程，如：PMC728VB（核燃料轉(zhuǎn)運(yùn)倉通道閘板閥）其從全關(guān)到全開需旋轉(zhuǎn)手輪轉(zhuǎn)動477圈左右，全程手動操作需6人操作，兩人一組連續(xù)操作40min才能實(shí)現(xiàn)全開，全關(guān)同樣形程。

PMC728VB是燃料轉(zhuǎn)運(yùn)通道隔離閥，可以通過其開關(guān)來實(shí)現(xiàn)堆內(nèi)構(gòu)件貯存池與燃料轉(zhuǎn)運(yùn)艙之間的連通與隔離;在換料結(jié)束后通過關(guān)閉此閥并在堆內(nèi)構(gòu)件儲存池側(cè)增加盲板來確保安全殼的完整性。

機(jī)械限位：該閥門目前只有開啟機(jī)械限位（如圖3）;用于限定閥門的開啟邊界，到達(dá)機(jī)械限位后閘閥將不能再移動，再次操作會導(dǎo)致傳動機(jī)構(gòu)不可逆損壞。

電氣限位：該閥門只有全開的電氣限位（如圖2）;用于將閥門開啟到位的信號傳遞到換料操作臺PMC 401 DC（燃料轉(zhuǎn)運(yùn)裝置），由于此閥結(jié)構(gòu)的特殊性閥門無全關(guān)的電氣限位信號。

1.2 核電行業(yè)此設(shè)備存在的常見故障

問題1：大修期間，在運(yùn)行人員按照主控指令開啟PMC728VB至明顯感覺力矩增大后停止開啟，經(jīng)維修支持人員確認(rèn)PMC 401 DC（燃料轉(zhuǎn)運(yùn)裝置）上已觸發(fā)“閘閥開啟”;但燃料操作人員在操作燃料運(yùn)輸小車時出現(xiàn)小車過載無法通過，經(jīng)運(yùn)行人員再向開的方向調(diào)整閥門開度后消除了此問題，最后確認(rèn)原因?yàn)槿剂限D(zhuǎn)運(yùn)小車上的防撞桿略高于小車，閘閥開啟高度要高于此防撞桿才能保證小車順利通過。

該故障的直接原因：人員在開啟閥門時僅以閥門開啟指示燈為判斷閥門開啟的有效依據(jù)，未通過觀察閥門機(jī)械限位，導(dǎo)致閥門未開啟到位。

問題2：機(jī)組首爐裝料順利完成后，接下來的工作準(zhǔn)備關(guān)閉PMC728VB，進(jìn)行堆內(nèi)構(gòu)件池和反應(yīng)堆水池的排水工作，但PMC728VB無法操作，致使工作無法開展。于是決定吊裝堆內(nèi)構(gòu)件池和反應(yīng)堆水池間的氣閘門，對堆內(nèi)構(gòu)件池和裝載井進(jìn)行排水，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)對PMC728VB的維修工作。維修結(jié)束后關(guān)閉PMC728VB，且向構(gòu)件池充水。最終起吊氣閘門，進(jìn)行堆內(nèi)構(gòu)件池和反應(yīng)堆水池的排水工作，延遲近兩天工作日。

該故障的直接原因：現(xiàn)場操作員對3PMC728VB的開關(guān)限位判斷存在知識盲區(qū)，閥門開到位后，繼續(xù)用力開啟閥門，造成閥門機(jī)械限位桿與上支撐板頂死，閥桿與閥桿螺母卡死，方形傳動桿已經(jīng)被扭曲變形。

2 優(yōu)化成果

經(jīng)上述分析評估針對此閥門需要解決好兩個問題才可以有效提高此閥門操作的準(zhǔn)確性;

（1）在保證對閥門不造成損傷的情況下需要一套電動開閥裝置來替代人力操作，從原來6人操作，降為2人操作。

（2）此電動開閥器需有計(jì)數(shù)功能，能準(zhǔn)確記錄閥門從全開到全關(guān)所需的圈數(shù)。

通過充分調(diào)查現(xiàn)場此類閥門的不同結(jié)構(gòu)和現(xiàn)場布置環(huán)境，結(jié)合設(shè)計(jì)目的最終對外形進(jìn)行了幾次改進(jìn)，最大程度地縮小了啟閉裝置的尺寸，解決了現(xiàn)場安裝時的空間不足的問題和現(xiàn)場操作便捷性問題;經(jīng)現(xiàn)場實(shí)際測試安裝后很好地實(shí)現(xiàn)了有效輔助人員進(jìn)行閥門開關(guān)操作的作用，大大減少了閥門操作所需的時間成本和人力成本。

此裝置的優(yōu)點(diǎn)是：（1）便于安裝，在需要操作此閥門是可快速實(shí)現(xiàn)安裝，操作完成后可及時拆除;不會對閥門功能和結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響;（2）安裝好后只需一人按住啟動按鈕即可實(shí)現(xiàn)閥門開關(guān);（3）有計(jì)數(shù)功能，可有效統(tǒng)計(jì)閥門開關(guān)圈數(shù)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制閥門操作。

3 效益測算

通過設(shè)計(jì)此裝置并成功應(yīng)用于開關(guān)PMC728VB，此閥以后只需兩人攜帶此啟閉裝置的驅(qū)動槍到達(dá)現(xiàn)場安裝就位后即可實(shí)現(xiàn)閥門開關(guān)操作，可使用啟閉裝置開關(guān)452圈，剩余25圈左右使用人力完成，這樣既保證不損傷設(shè)備也有效地節(jié)省了開關(guān)時間，大大提高了現(xiàn)場特大閥門的操作效率，對核電機(jī)組大修期間的人員安排優(yōu)化起到了很大的幫助;同時此裝置可以擴(kuò)展應(yīng)用到其他特大閥門操作上，生產(chǎn)對應(yīng)的操作裝置實(shí)現(xiàn)對閥門的快速開啟;在電力、化工等行業(yè)均可推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]韓旭.FQX-PTR-SDM-001 PTR 反應(yīng)堆換料水池和乏燃料水池冷卻和處理系統(tǒng)手冊.福清：福建福清核電有限公司，2013.04.28.

[2]周超.FQX-PMC-SDM-001 PMC 燃料操作與貯存系統(tǒng)手冊，福清：福建福清核電有限公司，2011.02.21.