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(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在發(fā)生人因失誤拆除閥門自密封結(jié)構(gòu)導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部介質(zhì)泄漏時(shí)，很難通過操作人員進(jìn)行密封以停止事件惡化，持續(xù)的泄漏將釀成一回路大量失水事故。為了讓“遇疑則?！钡姆廊艘蚴д`能夠順利實(shí)施，恢復(fù)設(shè)備至安全可靠狀態(tài)，通過自密封止回閥拆卸防跑水專用工具的開發(fā)，確保在自密封止回閥拆卸時(shí)，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)。

關(guān)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(gè)電站的一項(xiàng)重要生產(chǎn)活動(dòng)。大修期間，大量的設(shè)備退出運(yùn)行進(jìn)行檢修，安全保障系統(tǒng)完整性與功率運(yùn)行期間區(qū)別較大，萬一發(fā)生事故，將造成很大的安全影響[1]。

統(tǒng)計(jì)和研究結(jié)果表明，核電站發(fā)生的各類事件中，與人因有關(guān)的事件占事件總數(shù)的60%—70%。這說明單純依靠提高設(shè)備的可靠性是不能完全保證系統(tǒng)安全的，預(yù)防與減少人因失誤對(duì)于提高核電站運(yùn)行安全十分重要。隨著核電設(shè)備技術(shù)水平和可靠性的不斷提高，核電站由人因失誤導(dǎo)致的事故逐漸占主要比例，防人因失誤工具的開發(fā)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(yùn)用，以及確保防人因失誤工具得以順利的實(shí)施，持續(xù)改進(jìn)，從而不斷減少核電站的人因失誤，提高核電站的安全運(yùn)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(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(huì)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(xiǎn)，二是可能存在的人因誤拆閥門風(fēng)險(xiǎn)，而受限于自密封止回閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，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(shí)，如果想要使用“遇疑則?！惫ぞ?，停止工作將設(shè)備置于安全狀態(tài)時(shí)，由于受限于自密封止回閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，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(shí)，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(shí)，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)。

2.2設(shè)計(jì)實(shí)體屏障

防人因失誤屏障通常分為實(shí)體屏障和行政屏障兩類。實(shí)體屏障即通過對(duì)系統(tǒng)和設(shè)備科學(xué)的設(shè)計(jì)或改造，優(yōu)化人機(jī)交互界面及操作盤臺(tái)，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(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(dòng)所需的維修工具，并從人因工程角度對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)或改善 [2]。

本文所研究的自密封止回閥結(jié)構(gòu)如圖1所示，圖中1.自密封坨，2.石墨密封環(huán)，3.壓環(huán)，4.擋塊（4個(gè)），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(nèi)部砸入一定距離，待擋塊松動(dòng)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?！狈廊艘蚴д`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(shí)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(shí)，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(jì)一種專用裝置，在核電站自密封止回閥誤拆卸時(shí)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(xiǎn)，以及持續(xù)跑水對(duì)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。

3 屏障設(shè)計(jì)方案

3.1方案設(shè)計(jì)

將設(shè)計(jì)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(shí)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(shí)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。

防跑水裝置組裝時(shí)，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。

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(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(shí)，通過頂緊螺栓的操作進(jìn)行自密封回裝，實(shí)現(xiàn)再次密封。

具體的緩解措施為：自密封止回閥拆卸時(shí)，首先取下止回閥的鎖緊螺母、緊固螺栓及壓板，此時(shí)由于自密封閥門結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，即便在系統(tǒng)存在余壓的情況下，介質(zhì)也不會(huì)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(shí)，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)。

4 結(jié)論

核電站自密封止回閥拆卸時(shí)防跑水裝置能夠消除核電站自密封止回閥拆卸時(shí)由于可能會(huì)存在閥門內(nèi)部介質(zhì)大量流出，維修人員沒有應(yīng)對(duì)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(xiǎn)，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(hào)：ZL 2018 2 1656165.4），實(shí)現(xiàn)防人因?qū)嶓w屏障設(shè)計(jì)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(xiǎn)時(shí)，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)。

參考文獻(xiàn)：

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

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

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