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

江蘇核電有限公司 江蘇連云港 222000

1 研究背景

1.1 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(tǒng)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(tǒng)帶有余壓、殘余介質(zhì)，拆卸過程中存在內(nèi)部殘余介質(zhì)外漏等風(fēng)險，二是可能存在的人因誤拆閥門風(fēng)險，而受限于自密封止回閥的結(jié)構(gòu)特點，在閥門自密封結(jié)構(gòu)拆除后，當(dāng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部介質(zhì)大量泄漏時，如果想要使用“遇疑則停”工具，停止工作將設(shè)備置于安全狀態(tài)時，由于受限于自密封止回閥的結(jié)構(gòu)特點，無法通過操作人員進(jìn)行重新密封，將導(dǎo)致介質(zhì)持續(xù)泄漏，與一回路相連的止回閥持續(xù)泄漏時，將導(dǎo)致一回路失水。

如何做到安全停止，恢復(fù)設(shè)備至安全可靠狀態(tài)是需要研究的問題。通過自密封止回閥專用工具的開發(fā)，確保在自密封止回閥拆卸時，防止系統(tǒng)內(nèi)殘余介質(zhì)大量泄漏，在存在余壓的情況下可以恢復(fù)閥門密封，確保系統(tǒng)設(shè)備處于安全狀態(tài)。

1.2 設(shè)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(tǒng)和設(shè)備科學(xué)的設(shè)計或改造，優(yōu)化人機交互界面及操作盤臺，減少人因失誤的概率[1]。完善、可靠和齊全的維修工具是維修操作順利進(jìn)行的前提條件[2]。維修部門應(yīng)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(jìn)行設(shè)計或改善。

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(nèi)部砸入一定距離，待擋塊松動后，取下?lián)鯄K。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(fā)現(xiàn)閥門內(nèi)部存在余壓或者發(fā)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(shè)備置于安全狀態(tài)，需要將自密封坨重新回裝，安裝密封環(huán)、壓環(huán)及擋塊，此時由于受限于自密封的結(jié)構(gòu)及閥門內(nèi)部余壓的共同影響，疊加操作人員的心理變化及環(huán)境的共同作用，當(dāng)大量的介質(zhì)在壓力作用下泄漏時，由于已經(jīng)將擋塊取下，自密封坨拉出，再將自密封坨裝回已經(jīng)很難完成，極易造成跑水。

為了不讓這種情況出現(xiàn)，因此需要設(shè)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(dǎo)致的場地污染、人員輻射沾污風(fēng)險，以及持續(xù)跑水對系統(tǒng)安全的影響，通過工具的使用將人因失誤的后果降至最低。

2 屏障設(shè)計方案

2.1 方案設(shè)計

將設(shè)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(huán)，2.卡環(huán)，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。

圖2 防跑水裝置結(jié)構(gòu)圖

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

2.2 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(jié)構(gòu)，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(guī)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(xiàn)閥門跑水時，通過頂緊螺栓的操作進(jìn)行自密封回裝，實現(xiàn)再次密封[3]。

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(jié)構(gòu)特點，即便在系統(tǒng)存在余壓的情況下，介質(zhì)也不會產(chǎn)生外漏，然后將防跑水工具安裝于止回閥外部。

當(dāng)維修人員拔出止回閥自密封坨，發(fā)現(xiàn)閥門內(nèi)部存在殘余壓力與介質(zhì)外漏在需要將自封結(jié)構(gòu)恢復(fù)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(fù)閥門和系統(tǒng)。

3 結(jié)語

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(nèi)部介質(zhì)大量流出，維修人員沒有應(yīng)對措施，因而導(dǎo)致跑水、場地污染或者是人員體表沾污風(fēng)險，緩解人因失誤后果。通過自密封止回閥專用工具的開發(fā)本（工具已經(jīng)取得專利授權(quán)，專利號：ZL201821656165.4），實現(xiàn)防人因?qū)嶓w屏障設(shè)計及應(yīng)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(tǒng)自密封止回閥的維修拆卸過程中，存在系統(tǒng)帶有余壓、殘余介質(zhì)及可能存在的人因誤拆閥門風(fēng)險時，使用“遇疑則停”防人因失誤工具，做到安全停止，恢復(fù)閥門至安全可靠狀態(tài)。