大口徑垂直安裝止回閥檢修專用工具開發(fā)

朱泓羽

（中核核電運(yùn)行管理有限公司，浙江嘉興 314300）

0 引言

2012年2月5日，中核核電運(yùn)行管理有限公司與江蘇核電有限公司簽訂田灣核電機(jī)組T105、T205 換料大修低水位止回閥解體檢修項(xiàng)目的技術(shù)服務(wù)合同。田灣核電站核反應(yīng)堆廠房的大口徑高壓止回閥均采用壓力密封形式的旋啟式止回閥，且大都為垂直安裝（即閥門連接管道為垂直方向），這類閥門的閥蓋以及閥內(nèi)部件的解體、回裝以及試驗(yàn)等維修工作難度極大。在以往的維修中，維修工期長(zhǎng)，維修質(zhì)量不能充分保證，對(duì)核電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生一定的安全隱患。

為此，中核核電運(yùn)行管理有限公司維修一處閥門維修項(xiàng)目組開展技術(shù)攻關(guān)，全面分析垂直安裝的大口徑壓力密封旋啟式止回閥維修的種種技術(shù)難點(diǎn)，并廣泛調(diào)研同行電廠在此類閥門維修中的技術(shù)手段。在充分認(rèn)識(shí)到憑借現(xiàn)有工器具和業(yè)內(nèi)已有維修手段無法順利完成這類大型止回閥的維修時(shí)，項(xiàng)目組創(chuàng)造性地提出自主設(shè)計(jì)開發(fā)一套能適用于垂直安裝的大口徑壓力密封旋啟式止回閥維修的專用工器具，來攻克維修中的各種技術(shù)難點(diǎn)，達(dá)到此類止回閥維修的各項(xiàng)技術(shù)要求。

1 技術(shù)方案

1.1 閥蓋拆裝一體式模塊

閥蓋拆裝模塊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：閥蓋拆裝模塊主要由固定架、擋板、銅螺母、螺桿、緊固螺栓等零部件組成。閥蓋拆裝一體式模塊工作原理圖1。

圖1 閥蓋拆裝一體式模塊工作原理

在閥蓋拆除時(shí)，首先將閥蓋拆裝專用工具上的擋板的導(dǎo)向孔穿入閥蓋凸臺(tái)，為閥蓋水平移出閥體提供導(dǎo)向；然后通過專用工具的固定架，將專用工具固定在閥門中法蘭口；再將兩顆拉拔螺桿旋入閥蓋的螺栓孔，每個(gè)拉拔螺桿在擋板上都設(shè)有一個(gè)銅螺母，通過旋轉(zhuǎn)操作銅螺母來實(shí)現(xiàn)閥蓋的水平向外拉拔。在操作中如閥蓋出現(xiàn)傾斜，則可正反向操作銅螺母進(jìn)行調(diào)整。在閥蓋安裝時(shí)，首先將閥蓋裝入閥體中法蘭口內(nèi)；然后安裝專用工具，使專用工具上擋板的導(dǎo)向孔穿入閥蓋凸臺(tái)，并通過專用工具的固定架，將專用工具固定在閥門中法蘭口；再將兩顆拉拔螺桿旋入閥蓋的螺栓孔，通過旋轉(zhuǎn)操作銅螺母來實(shí)現(xiàn)閥蓋的水平向內(nèi)平移，防止安裝過程中閥蓋的傾斜以致卡澀。安裝密封墊片時(shí)，可以利用本專用工具的導(dǎo)向功能保證閥蓋不傾斜和較高的同軸度，實(shí)現(xiàn)密封墊的均勻壓縮。

1.2 閥瓣拆裝及接觸試驗(yàn)?zāi)K

閥瓣拆裝及接觸試驗(yàn)?zāi)K的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：閥瓣拆裝及接觸試驗(yàn)?zāi)K主要由導(dǎo)軌，導(dǎo)軌固定件，滑動(dòng)底板，操作桿，固定螺栓，閥瓣固定座等零部件組成。閥瓣拆裝及接觸試驗(yàn)?zāi)K工作原理見圖2。

圖2 閥瓣拆裝及接觸試驗(yàn)?zāi)K工作原理

在閥瓣拆除時(shí)，通過閥瓣搖臂的閥瓣固定座，先將閥瓣開啟并將其保持在一個(gè)半開啟的位置，避免閥瓣拆出過程中密封面和閥體的損傷，然后通過一個(gè)連接閥瓣固定座的滑動(dòng)底板沿導(dǎo)軌將閥瓣和閥瓣固定座一同從閥腔中水平拉出，導(dǎo)軌既避免閥體的摩擦損傷，又可防止閥瓣在拉出過程中搖晃而損傷。而安裝時(shí)先用閥瓣固定座將閥瓣保持半開啟位置，然后通過導(dǎo)軌水平送入閥腔，到位后緩慢松開固定裝置，即松開固定螺母，使閥瓣落座；閥瓣、閥座密封面接觸試驗(yàn)時(shí)，先將閥瓣的密封面涂抹藍(lán)油等有色試劑，然后通過上述方法將閥瓣送入閥腔，在松開固定螺母的情況下，通過閥瓣搖臂的操作桿，將閥瓣與閥座快速接觸并抬起，并再次將閥瓣固定到半開位后拉出觀察。

2 實(shí)施效果

此套大口徑垂直安裝旋啟式止回閥檢修專用工具已成功運(yùn)用于田灣核電1#、2#機(jī)組T105 和T205 兩次換料大修中低水位止回閥的檢修，解決田灣核電換料大修中垂直安裝的大口徑止回閥維修的五大難題：

（1）解決大口徑壓力密封閥閥蓋水平拆除阻力大、沒有合適工器具的難題。由于壓力密封閥的閥蓋內(nèi)嵌于閥體內(nèi)部，取出時(shí)由于密封墊膨脹、閥蓋傾斜等各種原因，使得閥蓋取出時(shí)的拉拔力要求很大，常用的工具無法用于大型閥蓋的拆除。此套專用工具巧妙利用閥蓋的螺栓孔，可以提供較大的拉拔力和推力。

（2）解決閥蓋拆除和安裝沒有精準(zhǔn)導(dǎo)向的難題。由于閥門垂直安裝，閥蓋的拆裝方向?yàn)樗椒较?，在缺乏精?zhǔn)導(dǎo)向的情況下，閥蓋因重力原因很難保持與閥體軸線同軸，且拆裝時(shí)容易導(dǎo)致閥蓋傾斜而卡澀。利用專用工具的導(dǎo)向孔，以及兩根螺桿的輔助導(dǎo)向功能，可以為閥蓋的拆除和安裝提供精準(zhǔn)的導(dǎo)向，避免閥蓋在水平拆裝過程中因傾斜導(dǎo)致的卡澀，同時(shí)也可為傾斜的閥蓋進(jìn)行調(diào)整。

（3）解決大型旋啟式止回閥閥瓣水平拆裝的難題。大型旋啟式止回閥的閥瓣在水平方向拆裝時(shí)，必須保持半開狀態(tài)，否則閥瓣密封面極易摩擦受損。然而由于閥瓣重量大，如不借助工具，很難用人力將其保持在半開位置，閥門內(nèi)部空間狹窄無法使用吊具。該專用工具的運(yùn)用，提供一種大型閥門閥瓣水平拆裝的新方案，使閥瓣能被固定在半開狀態(tài)，并在該狀態(tài)下平穩(wěn)地移出閥體，避免閥瓣在移出和裝入閥腔的時(shí)候受損。

（4）解決垂直安裝的止回閥閥蓋密封墊安裝時(shí)難以均勻壓縮的技術(shù)難點(diǎn)。由于閥蓋因重力作用難以與閥體保持較高同軸度，這使密封墊下部壓縮過度，而上部壓縮不到位，易導(dǎo)致閥蓋偏斜，為運(yùn)行期間的泄漏留下隱患。此套專用工具上的導(dǎo)向功能，使閥蓋與閥體保持較高的同軸度，保證密封墊正確的安裝。

（5）解決垂直安裝的大口徑旋啟式止回閥閥瓣密封面接觸試驗(yàn)難以操作的問題。旋啟式止回閥閥瓣無執(zhí)行機(jī)構(gòu)，密封面接觸試驗(yàn)操作都需人工執(zhí)行，然而大型止回閥重量大，操作難度大，易導(dǎo)致色印摩擦而失敗。此套專用工具的運(yùn)用，解決閥瓣拆裝的問題，同時(shí)又具備長(zhǎng)距離操作功能，可降低密封面接觸試驗(yàn)難度，又避免人員沾污。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過該專用工器具在田灣核電的運(yùn)用，相比以往減少人力成本30%，工作效率提升70%，人員輻照劑量降低30%，不僅提高維修質(zhì)量，縮短維修工期，而且保證核電設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。在田灣核電的兩次大修均為其節(jié)約約一天的大修主線工期，節(jié)省約合2000 萬(wàn)元，保證電廠的經(jīng)濟(jì)效益。

同時(shí)，通過該專用工器具在核島的運(yùn)用，減少維修人員在核反應(yīng)堆廠房?jī)?nèi)的輻照劑量，有效避免人員放射性沾污，減少環(huán)境污染，具有一定的社會(huì)效益。