某核電廠1EAS014VB與安全殼墻體干涉缺陷處理淺析

肖驥+林楠冰

【摘 要】2015年4月，WANO世界核電運(yùn)營(yíng)者協(xié)會(huì)對(duì)某核電廠進(jìn)行PSUR同行評(píng)估。在現(xiàn)場(chǎng)檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)1EAS014VB與安全殼的護(hù)墻發(fā)生干涉，甚至有直接接觸，對(duì)此提出質(zhì)疑。本文從該閥門的功能入手，對(duì)故障現(xiàn)象、失效影響、可能造成的后果做了深入分析，在此基礎(chǔ)上制定了切實(shí)可行的故障缺陷改造方案，并在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)故障缺陷進(jìn)行了成功處理，最終徹底的解決了1EAS014VB與安全殼墻體干涉缺陷問(wèn)題，為后續(xù)的核電工程設(shè)計(jì)、安裝、以及移交接產(chǎn)檢查等工作提供指導(dǎo)和建議。

【關(guān)鍵詞】閥門；安全殼；干涉；影響；改造

1 前言

安全殼噴淋系統(tǒng)是壓水堆核電站的專設(shè)安全設(shè)施之一，當(dāng)壓水堆發(fā)生嚴(yán)重事故時(shí)，它可使安全殼降溫和降低壓力，以確保第三道安全屏障“安全殼”的完整性[1]。

1EAS014VB為安全殼地坑至安全殼噴淋泵的入口隔離閥，正常情況下處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)換料水箱水位達(dá)到“低-低”液位時(shí)，噴淋系統(tǒng)自動(dòng)由直接噴淋階段轉(zhuǎn)入再循環(huán)階段，1EAS014VB開(kāi)啟，若此時(shí)閥門失效不能開(kāi)啟，安全殼地坑內(nèi)中的水無(wú)法抽出，再循環(huán)功能無(wú)法實(shí)現(xiàn)，而換料水箱內(nèi)硼酸水用完后，安全殼內(nèi)將沒(méi)有新的冷源，溫度和壓力都會(huì)持續(xù)上升，因此014VB功能正常是維持安全殼完整性的重要保證[2]。

2 缺陷分析

WANO人員對(duì)限位開(kāi)關(guān)與墻體干涉提出質(zhì)疑，維修人員也反饋該閥門解體抽芯時(shí)會(huì)受到上方扶墻的阻擋，行程不足，影響閥門檢修，對(duì)此設(shè)備管理處同時(shí)對(duì)這兩個(gè)問(wèn)題進(jìn)行分析和處理。

現(xiàn)象1：閥門上方水泥護(hù)墻影響閥門的抽芯，水泥護(hù)墻底部距離閥門上部外罩過(guò)近，在抽芯時(shí)行程不足，外罩會(huì)與墻體碰撞。

影響：在發(fā)生故障時(shí)，閥門故障B列再循環(huán)功能失效，安全冗余度降低，如進(jìn)行解體維修，不能正常抽芯將會(huì)耽誤閥門檢修的工期，成為關(guān)鍵路徑。

現(xiàn)象2：1EAS014VB的上部行程開(kāi)關(guān)與墻體干涉嚴(yán)重，開(kāi)關(guān)外側(cè)的一個(gè)角已經(jīng)嵌入到墻體內(nèi)，給設(shè)備安全帶來(lái)極大隱患，一旦發(fā)生地震等極端情況，開(kāi)關(guān)很可能失效。

影響：1EAS014VB閥門為安全殼地坑至安全殼噴淋泵的入口隔離閥，屬于CC2級(jí)設(shè)備。在再循環(huán)階段開(kāi)啟，上部的行程開(kāi)關(guān)在全開(kāi)時(shí)發(fā)出一個(gè)信號(hào)，使1EAS002VB自動(dòng)關(guān)閉，防止PTR水箱水位繼續(xù)下降及噴淋泵吸入氣體，造成汽蝕，以免噴淋系統(tǒng)的再循環(huán)功能失效。

對(duì)系統(tǒng)和核安全的影響：根據(jù)014VB在系統(tǒng)中的功能進(jìn)行分析，如電動(dòng)閥失效不能開(kāi)啟，安全殼地坑內(nèi)的水無(wú)法抽出，經(jīng)冷卻再?gòu)陌踩珰ろ敳繃娏芟聛?lái)降溫，再循環(huán)功能無(wú)法實(shí)現(xiàn)。而換料水箱內(nèi)硼酸水用完后，安全殼內(nèi)將沒(méi)有新的冷源，溫度和壓力都會(huì)持續(xù)上升。

3 變更管理

3.1 制訂改造方案

3.1.1 閥門抽芯空間不足的問(wèn)題

觀察閥門與扶墻的空間布局，扶墻是在安全殼外圓上突出的自下而上的一長(zhǎng)條形狀鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)，離地面約1.7m，在閥門的內(nèi)側(cè)，剛好遮蓋在套筒的上方，平時(shí)并不影響閥門開(kāi)關(guān)，當(dāng)閥門解體抽芯時(shí)，閥桿需連同套筒上蓋一起垂直上提，這時(shí)候扶墻剛好在套筒蓋上升的路徑上。因此行程是否滿足解體需求成為關(guān)鍵。

首先測(cè)量扶墻底部與套筒上蓋表面的垂直距離大約590mm，再根據(jù)閥門的結(jié)構(gòu)，確定解體時(shí)的工序，將套筒蓋、閥蓋等的連接螺栓松開(kāi)，再將閥門全開(kāi)至倒密封接觸，此時(shí)抽芯所需的空間為最小，計(jì)算閥門抽芯需抬升的距離約為400mm左右，因此判斷扶墻離地高度已滿足抽芯需求，不用再進(jìn)行改造。

3.1.2 閥門限位開(kāi)關(guān)與扶墻干涉的問(wèn)題

現(xiàn)場(chǎng)情況明了，限位開(kāi)關(guān)后側(cè)已與扶墻直接接觸，因此只能找出將兩者分開(kāi)，并保持適當(dāng)距離的方法。

方案一： 直接將限位開(kāi)關(guān)安裝到閥門軛架上的90°側(cè)面；

該方法優(yōu)點(diǎn)是對(duì)閥門的改變較小，只需在軛架的側(cè)面90°位置，同一高度，重新鉆孔、攻絲；但缺點(diǎn)也同樣存在，因?yàn)殚y門行程擋板同樣也需要調(diào)整90°，這樣必須得拆卸遠(yuǎn)傳機(jī)構(gòu)、將閥門解體抽芯，然后將閥桿旋出，調(diào)轉(zhuǎn)擋板位置后再裝入。由此可看出該方法風(fēng)險(xiǎn)非常大，要更換很多備件，對(duì)維修人員的技能水平要求很高，完工后要重新做密封性相關(guān)試驗(yàn)，工期也較長(zhǎng)，因此不可取。

方案二：將軛架調(diào)整90°安裝，使軛架上的限位開(kāi)關(guān)與扶墻平行錯(cuò)開(kāi)；

不銹鋼閥蓋與與刷黑色油漆部分的軛架之間有四顆螺栓相連。這四顆螺栓對(duì)稱分布，可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)軛架90°的方法，使限位開(kāi)關(guān)避開(kāi)扶墻。此舉不會(huì)影響閥門的密封性，也不需要閥門抽芯，工作量相對(duì)較小，對(duì)閥門的影響也較小。然而根據(jù)圖紙和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況核查，閥蓋上的盤根壓板和緊固螺栓均已確定好位置，不能更改，而壓板長(zhǎng)度較長(zhǎng)，兩端已經(jīng)超過(guò)了軛架的內(nèi)圓半徑，軛架只有這個(gè)方向開(kāi)了對(duì)應(yīng)的槽，而在與其垂直的方向再開(kāi)槽，對(duì)軛架的強(qiáng)度是否有影響還不清楚，需聯(lián)系法國(guó)廠家確認(rèn)，周期更長(zhǎng)，因此也不可取。

方案三：將安全殼開(kāi)一個(gè)凹槽，使行程開(kāi)關(guān)與扶墻保持適當(dāng)距離；

在安全殼扶墻上對(duì)應(yīng)位置開(kāi)鑿一個(gè)缺口，可以非常有效而且快速的解決問(wèn)題。但安全殼是核電站的第三道核安全屏障，對(duì)其開(kāi)鑿存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，因此需對(duì)該方案慎重考慮。首先準(zhǔn)備該處的施工設(shè)計(jì)配筋圖紙，聯(lián)系土建人員了解該處的鋼筋布置，混凝土保護(hù)層的厚度。在不損壞到鋼筋的前提下，確定能開(kāi)鑿的深度、高度以及寬度。經(jīng)核實(shí)基本滿足要求后再聯(lián)系設(shè)計(jì)人員，確認(rèn)該方案對(duì)安全殼會(huì)構(gòu)成多大的影響，最終經(jīng)設(shè)計(jì)院相關(guān)人員認(rèn)可后，確認(rèn)該處理方案可以實(shí)施。

3.2 改造方案實(shí)施

相關(guān)人員到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘察、就地討論，將缺陷現(xiàn)狀、工作內(nèi)容和目標(biāo)、時(shí)間窗口、存在的困難和風(fēng)險(xiǎn)、注意事項(xiàng)、各專業(yè)分工等一一介紹和了解清楚。根據(jù)設(shè)計(jì)人員的意見(jiàn)，開(kāi)始實(shí)施該項(xiàng)改造。

根據(jù)要求在扶墻上劃線，確定需要開(kāi)鑿的位置。土建施工前鋪設(shè)好施工場(chǎng)地，保護(hù)好已做過(guò)核清潔的廠房，施工過(guò)程中注意對(duì)墻體內(nèi)主鋼筋的保護(hù)，以避免對(duì)安全殼的強(qiáng)度造成影響，完成后及時(shí)對(duì)缺口抹上水泥等涂料，防止受腐蝕。電氣專業(yè)將限位開(kāi)關(guān)拆卸前做好標(biāo)記，并做好保護(hù)，避免設(shè)備損壞，待土建施工完成，驗(yàn)收合格后回裝。

經(jīng)過(guò)處理，現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)鑿的凹坑長(zhǎng)160mm，深60，高60mm安裝限位開(kāi)關(guān)后，上方空間35mm，里側(cè)45mm，左側(cè)45mm，右側(cè)70mm，墻體距離信號(hào)電纜45mm，已完全滿足間距要求，結(jié)果滿意。墻體開(kāi)鑿處也已做防腐，沒(méi)有鋼筋外露，限位開(kāi)關(guān)按原樣回裝，整體驗(yàn)收合格。

4 總結(jié)和建議

通過(guò)上述的工程改造，消除了核級(jí)關(guān)鍵敏感設(shè)備的一個(gè)重大威脅，提高了關(guān)鍵敏感設(shè)備的可靠性，對(duì)事故狀態(tài)下專設(shè)核安全設(shè)施功能的正常發(fā)揮起到了積極的作用，具有重大的意義。

同時(shí)這是一次國(guó)外同行對(duì)我們技術(shù)的指導(dǎo)，也是一次深刻的核安全文化教育。雖然看上去僅是一個(gè)細(xì)微的缺陷，通常情況下也難以察覺(jué)，但WANO組織工作人員認(rèn)為，除了考慮設(shè)備目前的狀態(tài)，還應(yīng)對(duì)這些設(shè)備發(fā)揮作用時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)及發(fā)生地震等自然災(zāi)害的情況予以足夠的重視。

該問(wèn)題的出現(xiàn)反映了核電安裝人員及電廠相關(guān)人員還是存在專業(yè)知識(shí)欠缺，對(duì)規(guī)范不清楚，對(duì)系統(tǒng)、設(shè)備了解的不夠清楚。核電廠人員對(duì)核安全意識(shí)還有待提高。在現(xiàn)場(chǎng)移交接產(chǎn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)的類似問(wèn)題不在少數(shù)，值得我們關(guān)注和持續(xù)改進(jìn)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]安全殼噴淋系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè)[S].中國(guó)核電工程有限公司，2010.

[2]EAS014VB，電動(dòng)閘閥總裝圖[S].VELAN，1997.

[3]安全殼筒體標(biāo)準(zhǔn)部分配筋圖[S].中國(guó)核電工程有限公司，2010.

[責(zé)任編輯：田吉捷]