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        某核電廠1EAS014VB與安全殼墻體干涉缺陷處理淺析

        2016-11-04 15:08:07肖驥林楠冰
        科技視界 2016年23期
        關(guān)鍵詞:改造閥門影響

        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]

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