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世界核電運營者協(xié)會對某核電廠進行PSUR同行評估。在現(xiàn)場檢查過程中發(fā)現(xiàn)1EAS014VB與安全殼的護墻發(fā)生干涉，甚至有直接接觸，對此提出質(zhì)疑。本文從該閥門的功能入手，對故障現(xiàn)象、失效影響、可能造成的后果做了深入分析，在此基礎(chǔ)上制定了切實可行的故障缺陷改造方案，并在現(xiàn)場對故障缺陷進行了成功處理，最終徹底的解決了1EAS014VB與安全殼墻體干涉缺陷問題，為后續(xù)的核電工程設(shè)計、安裝、以及移交接產(chǎn)檢查等工作提供指導和建議。

【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，當壓水堆發(fā)生嚴重事故時，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)。當換料水箱水位達到“低-低”液位時，噴淋系統(tǒng)自動由直接噴淋階段轉(zhuǎn)入再循環(huán)階段，1EAS014VB開啟，若此時閥門失效不能開啟，安全殼地坑內(nèi)中的水無法抽出，再循環(huán)功能無法實現(xiàn)，而換料水箱內(nèi)硼酸水用完后，安全殼內(nèi)將沒有新的冷源，溫度和壓力都會持續(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人員對限位開關(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會受到上方扶墻的阻擋，行程不足，影響閥門檢修，對此設(shè)備管理處同時對這兩個問題進行分析和處理。

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

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

現(xiàn)象2：1EAS014VB的上部行程開關(guān)與墻體干涉嚴重，開關(guān)外側(cè)的一個角已經(jīng)嵌入到墻體內(nèi)，給設(shè)備安全帶來極大隱患，一旦發(fā)生地震等極端情況，開關(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級設(shè)備。在再循環(huán)階段開啟，上部的行程開關(guān)在全開時發(fā)出一個信號，使1EAS002VB自動關(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。

對系統(tǒng)和核安全的影響：根據(jù)014VB在系統(tǒng)中的功能進行分析，如電動閥失效不能開啟，安全殼地坑內(nèi)的水無法抽出，經(jīng)冷卻再從安全殼頂部噴淋下來降溫，再循環(huán)功能無法實現(xiàn)。而換料水箱內(nèi)硼酸水用完后，安全殼內(nèi)將沒有新的冷源，溫度和壓力都會持續(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，平時并不影響閥門開關(guān)，當閥門解體抽芯時，閥桿需連同套筒上蓋一起垂直上提，這時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)，確定解體時的工序，將套筒蓋、閥蓋等的連接螺栓松開，再將閥門全開至倒密封接觸，此時抽芯所需的空間為最小，計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，不用再進行改造。

3.1.2 閥門限位開關(guān)與扶墻干涉的問題

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

方案一： 直接將限位開關(guān)安裝到閥門軛架上的90°側(cè)面；

該方法優(yōu)點是對閥門的改變較小，只需在軛架的側(cè)面90°位置，同一高度，重新鉆孔、攻絲；但缺點也同樣存在，因為閥門行程擋板同樣也需要調(diào)整90°，這樣必須得拆卸遠傳機構(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險非常大，要更換很多備件，對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，工期也較長，因此不可取。

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

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。這四顆螺栓對稱分布，可以通過旋轉(zhuǎn)軛架90°的方法，使限位開關(guān)避開扶墻。此舉不會影響閥門的密封性，也不需要閥門抽芯，工作量相對較小，對閥門的影響也較小。然而根據(jù)圖紙和現(xiàn)場實際情況核查，閥蓋上的盤根壓板和緊固螺栓均已確定好位置，不能更改，而壓板長度較長，兩端已經(jīng)超過了軛架的內(nèi)圓半徑，軛架只有這個方向開了對應(yīng)的槽，而在與其垂直的方向再開槽，對軛架的強度是否有影響還不清楚，需聯(lián)系法國廠家確認，周期更長，因此也不可取。

方案三：將安全殼開一個凹槽，使行程開關(guān)與扶墻保持適當距離；

在安全殼扶墻上對應(yīng)位置開鑿一個缺口，可以非常有效而且快速的解決問題。但安全殼是核電站的第三道核安全屏障，對其開鑿存在一定的風險，因此需對該方案慎重考慮。首先準備該處的施工設(shè)計配筋圖紙，聯(lián)系土建人員了解該處的鋼筋布置，混凝土保護層的厚度。在不損壞到鋼筋的前提下，確定能開鑿的深度、高度以及寬度。經(jīng)核實基本滿足要求后再聯(lián)系設(shè)計人員，確認該方案對安全殼會構(gòu)成多大的影響，最終經(jīng)設(shè)計院相關(guān)人員認可后，確認該處理方案可以實施。

3.2 改造方案實施

相關(guān)人員到現(xiàn)場實地勘察、就地討論，將缺陷現(xiàn)狀、工作內(nèi)容和目標、時間窗口、存在的困難和風險、注意事項、各專業(yè)分工等一一介紹和了解清楚。根據(jù)設(shè)計人員的意見，開始實施該項改造。

根據(jù)要求在扶墻上劃線，確定需要開鑿的位置。土建施工前鋪設(shè)好施工場地，保護好已做過核清潔的廠房，施工過程中注意對墻體內(nèi)主鋼筋的保護，以避免對安全殼的強度造成影響，完成后及時對缺口抹上水泥等涂料，防止受腐蝕。電氣專業(yè)將限位開關(guān)拆卸前做好標記，并做好保護，避免設(shè)備損壞，待土建施工完成，驗收合格后回裝。

經(jīng)過處理，現(xiàn)場開鑿的凹坑長160mm，深60，高60mm安裝限位開關(guān)后，上方空間35mm，里側(cè)45mm，左側(cè)45mm，右側(cè)70mm，墻體距離信號電纜45mm，已完全滿足間距要求，結(jié)果滿意。墻體開鑿處也已做防腐，沒有鋼筋外露，限位開關(guān)按原樣回裝，整體驗收合格。

4 總結(jié)和建議

通過上述的工程改造，消除了核級關(guān)鍵敏感設(shè)備的一個重大威脅，提高了關(guān)鍵敏感設(shè)備的可靠性，對事故狀態(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。

同時這是一次國外同行對我們技術(shù)的指導，也是一次深刻的核安全文化教育。雖然看上去僅是一個細微的缺陷，通常情況下也難以察覺，但WANO組織工作人員認為，除了考慮設(shè)備目前的狀態(tài)，還應(yīng)對這些設(shè)備發(fā)揮作用時，現(xiàn)場的狀態(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)知識欠缺，對規(guī)范不清楚，對系統(tǒng)、設(shè)備了解的不夠清楚。核電廠人員對核安全意識還有待提高。在現(xiàn)場移交接產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)的類似問題不在少數(shù)，值得我們關(guān)注和持續(xù)改進。

【參考文獻】

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

[2]EAS014VB，電動閘閥總裝圖[S].VELAN，1997.

[3]安全殼筒體標準部分配筋圖[S].中國核電工程有限公司，2010.

[責任編輯：田吉捷]