核電廠設備閘門啟閉故障及改造方案分析

張迪 張陽 丁源 高蘊青

摘要：現如今，全自動雙門式設備閘門相比其他機型的設備閘門有很大的優勢，但是由于閘門自動化控制水平高，對制造加工裝配過程中的精度要求較高，對偏差的容錯能力差，導致經常無法實現自動化啟閉。本文對該設備閘門的啟閉方式進行說明，對閘門啟閉過程卡阻的問題進行了分析，針對性提出改造方案，對未來新型設備閘門的研制提供指導作用。

關鍵詞：設備閘門;啟閉故障;技術改造

引言

閘門的選型設計在滿足工程布置合理的前提下，盡量使設計的閘門達到技術先進、經濟合理和運行安全的要求，為優化門葉結構，目前基本上仍然采用平面假定體系和容許應力法進行結構設計。閘門門葉結構的制造，除應選擇有相關資質的企業按圖施工外，還需要做好相關的檢測、調試和驗收工作。

1對設備閘門啟閉分析

1.1閘門機械結構介紹

設備閘門機械結構，主要包括外密封門組件，筒體組件和內密封門組件，內外密封門在筒體兩側對稱分布。每個密封門主要組件包括密封門板、固定支架、移動框架、推拉電動頭、鎖緊電動頭和導軌電機等部件。筒體組件包括筒節和門框等部件。

1.2閘門啟閉過程

在使用設備閘門進行物項運輸時，內密封門與外密封門開關方式相同。以密封門的關閉為例，說明關閉過程的三個階段。

階段一：導軌電機運轉，通過鏈傳動帶動移動框架和密封門在上下導軌之間移動，將密封門板平移至設備運輸通道處，觸發限位裝置，導軌電機停止運行。

階段二：通過3個推拉電動頭，將密封門移動至密封鎖緊螺栓與鎖緊螺母嚙合位置處。

階段三：通過3個推拉電動頭和6個鎖緊電動頭同時動作，推動密封門移動至與門框上密封圈接觸，觸發限位裝置后推拉電動頭停止運行。

2存在的問題

2.1內外門關閉后無法打開

在人員閘門尚未投入聯鎖時，操作人員將內外門關閉后，在艙內操作閘門自動開關按鈕，閘門無響應，導致閘門艙關人20min。根據人員閘門設計邏輯，在聯鎖解除的情況下，考慮到核安全，只允許在外門外的101PP操作臺上操作人員閘門，在艙內的操作臺102PP、殼內的操作臺103PP上均無法操作。

2.2電磁離合器緊固件松動

人員閘門操作人員在自動操作外門時，電磁離合器部分發出巨大的咬齒聲，立即緊急停止操作。故障處理：拆除離合器連接軸的頂絲后，用銅棒將軸整體向接近離合器的方向敲進1mm左右。將頂絲鎖緊后，切換至自動操作，自動打開外門，外門可以正常開關。

2.3頂升限位擋塊不能觸碰限位

每道人員閘門上有2個頂升限位，1個位于頂升機構上，1個位于門框上部，當限位開關觸發時，傳動機構停止頂升，閘門提升過程結束。鑒于頂升行程的重要性，2個限位互為備用。而在1號機組人員閘門投聯鎖期間，位于頂升機構上的限位在門停止提升后尚未被觸發，限位擋塊離限位尚有段距離，門之所以停止提升，是門框上的頂升限位起了作用。該故障具有很大的損壞人員閘門的風險，一旦門框的頂升限位失效，人員閘門提升動作將不會停止，可能造成門體損壞，鎖緊機構、門軸斷裂等風險。

3技術改造的實施

3.1限制密封門板傾斜

一是從操作邏輯上取消3個推拉電動頭與6個鎖緊電動頭的同步運行，將推進過程和鎖緊過程分開，推拉過程僅使用推拉電動頭實施。3個推拉動電動頭協調一致保持推拉，可避免兩套傳動裝置難以保持同一推進效果的問題，促使密封門板平移。二是增加門板與門框的測距設備，嚴格控制門板垂直度。通過由推拉電動頭同步推拉，使門板的運行穩定性提高，從而為提高控制精度提供了可行性，精度從10mm提高到3mm（初步試驗值），可以根據現場調試運行情況，適當修改報警精度。

3.2替換密封鎖緊裝置

一是重新設計密封鎖緊螺栓組，把門板套筒內齒輪傳動的鎖緊螺母更換為自適應彈簧調心鎖緊螺母，保持螺栓不變。螺母與密封門板中間增加球形墊圈和錐形墊圈，提高螺栓組對偏心適應性，提高對中操作過程中的容錯能力，輕便地實現對中和初步嚙合。二是重新設計鎖緊電動頭，將6個鎖緊電動頭內的固定式傳動套筒更換為自適應彈簧調心套筒，當鎖緊螺母偏心后，套筒能夠適應并準確與螺母嚙合。鎖緊電機更換為便攜式電動力矩扳手，采用手動擰緊，即拆除原俄供鎖緊電動頭，在3個推拉電動頭將門推到密封位置時，用電動扳手驅動密封鎖緊裝置進行鎖緊密封，擰緊力矩不變，將密封門緊固在門框上。

3.3加強設備運行維護

運行管理單位應堅持積極保養，定期檢查和不定期檢查相結合的原則，及時發現閘門及啟閉設備在運行中的問題并予以解決，確保設備運行良好。管理單位應完善運行管理制度，遵循崗位責任制度，逐級落實管理維護工作。在閘門及啟閉設備運行過程中，對于閘門止水橡皮，尤其是頂止水橡皮，止水螺栓等易損、易壞件應進行及時的更換。閘門銹蝕部位應予以及時的除銹和油漆防腐，沿海擋潮工作閘門更容易受到海水腐蝕，表面防腐前應對閘門表面銹蝕部位進行重新打磨和清潔，在選擇防腐涂料時，應根據原設計方案選擇合適的表面涂料。針對閘門支承結構破壞或啟閉設備原因導致無法正常啟閉時應及時上報上級管理單位，及時采取有效措施予以解決，并做好相關記錄。

結語

設備閘門是核電站反應堆廠房安全殼一個重要組成部件。在反應堆運行時，它處于關閉狀態，是安全殼整體密封的一部分，能承受各種設計基準事故的載荷（溫度、壓力以及混凝土的強迫位移等），保持安全殼的完整性和密封性，確保將放射性產物控制在反應堆廠房內，防止電離輻射擴散到反應堆廠房之外，確保安全殼內部免受外界物體的影響。停堆換料和檢修時，設備閘門是安全殼內重要設備和材料進出的通道，如新燃料吊籃、乏燃料吊籃、工藝運輸設備和大型檢修設備等，設備閘門出現故障將會影響大修的關鍵路徑。

參考文獻

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