用于緩解人因失誤后果的自密封止回閥拆卸防跑水裝置研究

潘燦程

摘 要：核電站一回路邊界上安裝有大量的自密封止回閥，受限于自密封止回閥的結構特點，在發生人因失誤拆除閥門自密封結構導致系統內部介質泄漏時，很難通過操作人員進行密封以停止事件惡化，持續的泄漏將釀成一回路大量失水事故。為了讓“遇疑則停”的防人因失誤能夠順利實施，恢復設備至安全可靠狀態，通過自密封止回閥拆卸防跑水專用工具的開發，確保在自密封止回閥拆卸時，防止系統內殘余介質大量泄漏，在存在余壓的情況下可以恢復閥門密封，確保系統設備處于安全狀態。

關鍵詞：核電站;自密封止回閥;維修;防跑水

1 引言

核電站的年度換料大修是整個電站的一項重要生產活動。大修期間，大量的設備退出運行進行檢修，安全保障系統完整性與功率運行期間區別較大，萬一發生事故，將造成很大的安全影響[1]。

統計和研究結果表明，核電站發生的各類事件中，與人因有關的事件占事件總數的60%—70%。這說明單純依靠提高設備的可靠性是不能完全保證系統安全的，預防與減少人因失誤對于提高核電站運行安全十分重要。隨著核電設備技術水平和可靠性的不斷提高，核電站由人因失誤導致的事故逐漸占主要比例，防人因失誤工具的開發及確保其使用是核電站防人因失誤管理的重要措施之一。通過防人因失誤工具的運用，以及確保防人因失誤工具得以順利的實施，持續改進，從而不斷減少核電站的人因失誤，提高核電站的安全運行水平。

2 研究背景

2.1自密封止回閥維修中的“遇疑則停”

核電站一回路邊界上及安全系統上安裝有大量的自密封止回閥，自密封止回閥在維修拆卸過程中，一是會存在系統帶有余壓、殘余介質，拆卸過程中存在內部殘余介質外漏等風險，二是可能存在的人因誤拆閥門風險，而受限于自密封止回閥的結構特點，在閥門自密封結構拆除后，當發現系統內部介質大量泄漏時，如果想要使用“遇疑則停”工具，停止工作將設備置于安全狀態時，由于受限于自密封止回閥的結構特點，無法通過操作人員進行重新密封，將導致介質持續泄漏，與一回路相連的止回閥持續泄漏時，將導致一回路失水。

如何做到安全停止，恢復設備至安全可靠狀態是需要研究的問題。通過自密封止回閥專用工具的開發，確保在自密封止回閥拆卸時，防止系統內殘余介質大量泄漏，在存在余壓的情況下可以恢復閥門密封，確保系統設備處于安全狀態。

2.2設計實體屏障

防人因失誤屏障通常分為實體屏障和行政屏障兩類。實體屏障即通過對系統和設備科學的設計或改造，優化人機交互界面及操作盤臺，減少人因失誤的概率[3]。完善、可靠和齊全的維修工具是維修操作順利進行的前提條件[2]。維修部門應充分考慮各種情況，提供各種維修活動所需的維修工具，并從人因工程角度對其進行設計或改善 [2]。

本文所研究的自密封止回閥結構如圖1所示，圖中1.自密封坨，2.石墨密封環，3.壓環，4.擋塊（4個），5.壓板，6.鎖緊螺母，7.緊固螺栓。

自密封止回閥的拆卸過程如下：首先拆下鎖緊螺母及壓板，使用銅棒等工具將自密封坨向閥腔內部砸入一定距離，待擋塊松動后，取下擋塊。然后向外拉出自密封坨，完成解密封操作。

在維修過程中，如果發現閥門內部存在余壓或者發生誤拆閥門的情況， 想要使用“遇疑則停”防人因失誤工具，將設備置于安全狀態，需要將自密封坨重新回裝，安裝密封環、壓環及擋塊，此時由于受限于自密封的結構及閥門內部余壓的共同影響，疊加操作人員的心理變化及環境的共同作用，當大量的介質在壓力作用下泄漏時，由于已經將擋塊取下，自密封坨拉出，再將自密封坨裝回已經很難完成，極易造成跑水。

為了不讓這種情況出現，因此需要設計一種專用裝置，在核電站自密封止回閥誤拆卸時防止跑水，順利使用“遇疑則停”的工具，消除跑水導致的場地污染、人員輻射沾污風險，以及持續跑水對系統安全的影響，通過工具的使用將人因失誤的后果降至最低。

3 屏障設計方案

3.1方案設計

將設計的一種專用裝置命名為：一種用于核電站自密封止回閥拆卸時防跑水裝置，簡稱防跑水裝置。

如圖2所示，一種用于核電站自密封止回閥拆卸時防跑水裝置， 1.卡環，2. 卡環，3. 限位螺栓支撐臂，4. 限位頂緊螺栓，5. 緊固螺栓，6. 緊固螺栓。

防跑水裝置組裝時，將卡環1與卡環2按照圖1所示組合后安裝于自密封止回閥閥體外側，利用緊固螺栓1和緊固螺栓2將卡環1和卡環2緊固，將限位頂緊螺栓穿過限位螺栓支撐臂的孔內，完成組裝。

3.2原理及緩解措施

防跑水裝置操作原理為利用自密封止回閥原有結構，使用輔助的頂緊螺栓代替原止回閥的緊固螺栓，頂緊螺栓帶有與原緊固螺栓相同規格的螺紋，在拆除自密封坨前，將自密封坨與頂緊螺栓相連接。通過頂緊螺栓操作自密封坨，使維修人員能夠在出現閥門跑水時，通過頂緊螺栓的操作進行自密封回裝，實現再次密封。

具體的緩解措施為：自密封止回閥拆卸時，首先取下止回閥的鎖緊螺母、緊固螺栓及壓板，此時由于自密封閥門結構特點，即便在系統存在余壓的情況下，介質也不會產生外漏，然后將防跑水工具安裝于止回閥外部。

當維修人員拔出止回閥自密封坨，發現閥門內部存在殘余壓力與介質外漏在需要將自封結構恢復的緊急狀況時，立即回裝自密封坨，直接通過頂緊螺栓將自密封坨壓回閥腔，然后安裝上止回閥擋塊，恢復閥門和系統。

4 結論

核電站自密封止回閥拆卸時防跑水裝置能夠消除核電站自密封止回閥拆卸時由于可能會存在閥門內部介質大量流出，維修人員沒有應對措施，因而導致跑水、場地污染或者是人員體表沾污風險，緩解人因失誤后果。通過自密封止回閥專用工具的開發本（工具已經取得專利授權，專利號：ZL 2018 2 1656165.4），實現防人因實體屏障設計及應用。確保在核電站一回路邊界自密封止回閥及其他安全系統自密封止回閥的維修拆卸過程中，存在系統帶有余壓、殘余介質及可能存在的人因誤拆閥門風險時，使用“遇疑則停”防人因失誤工具，做到安全停止，恢復閥門至安全可靠狀態。

參考文獻：

[1]龍安明. 核電廠防人因失誤的研究[J]. 科技風，2019，No.403（35）：170.

[2]李彬. 核電廠人因失誤分析及預防[J]. 廣西電業，2017，No.207（07）：54-57.

[3]李兵華. 核電廠大修期間核安全監督管理策略研究[J]. 科技創新與應用，2016，No.155（07）：175-176.