核電廠閥門氣動執行機構與支架連接螺栓缺失問題分析及優化策略研究

【摘 要】文章從設計、安裝、調試及運行管理方面，分析了核電廠閥門氣動執行機構與支架連接螺栓缺失問題產生的原因，并給出了相應管理優化策略。

【關鍵詞】設計；安裝；支架連接螺栓

1前言

核電廠使用的核級閥門氣動執行機構必須確保在設計基準地震事故及安全停堆地震事故時保持結構完整性，并能夠執行安全功能。氣動執行機構的抗震功能一般通過與支吊架支撐板連接提高自身剛度得以實現，故氣動執行機構與支吊架連接功能是否正常直接影響閥門抗震性能。

2問題描述

為排查核級氣動閥門抗震功能是否滿足設計標準，某核電廠對其運行的1-4號機組抗震I類氣動閥執行機構與支架連接情況進行普查，共發現49臺閥門氣動執行機構及支架支撐板螺栓存在偏差問題，其偏差主要類型如下表1所示。

經對49臺不符合項進行設計校核，確認有部分氣動頭支架在地震工況下已不滿足力學要求，現場通過臨時加固措施將閥門與支吊架進行臨時恢復，確保該閥門抗震功能得以實現。

3原因分析

通過對各項問題產生過程及原因進行深入剖析，分析認為設計環節、建安環節、調試環節以及運行管理環節均存在管理失效，最終導致閥門氣動執行機構與支吊架連接螺栓缺失問題的產生。

3.1設計環節

（1）圖紙匹配問題：因工程進度原因，部分支架設計圖生效時間早于廠家生產的閥門設計圖，造成支架設計圖與閥門圖紙在部分設計要求上存在不匹配，且該類支架設計圖未根據生效后的閥門圖紙進行適應性升版，造成上游安裝圖紙存在不匹配，直接影響了后續建安過程設備安裝的準確性；

（2）圖紙質量問題：部分支架設計圖對于閥門連接螺栓數量存在不自恰問題，造成實際安裝過程即使照圖施工也可能產生偏差；支架設計圖缺少對于安裝匹配標準的注釋，僅少數支架圖有針對性的標注說明，造成設計圖紙對現場安裝的指導性不足。支架設計圖為設計源頭文件，其質量直接影響后續安裝準確性，因當前新建核電廠設計周期的大幅縮短，設計圖紙質量下滑問題比例顯著攀升。

3.2建安環節

（1）安裝標準執行不嚴：閥門安裝期間，部分安裝人員未嚴格執行“閥門與支架安裝過程，應以支架設計圖為標準”的安裝原則，實際現場安裝期間僅參照閥門圖紙執行，未進一步核對支架圖紙相關標準，造成閥門與支架連接螺栓與設計要求不匹配；

（2）不符合項管理失效：安裝過程現場發現的部分不符合問題（如閥門螺栓孔與支架螺栓孔不一致、連接板未安裝等問題），安裝人員未按照不符合項的管理流程向設計院提出澄清或設計變更，且對于不符合項未執行記錄、匯報等操作，造成該問題在建安階段被遺留；

（2）安裝質檢不全面：通過復核閥門安裝質檢記錄，發現閥門安裝質量驗收過程未針對閥門與支架連接螺栓進行匹配性檢查，質檢環節缺少可驗證該問題的具體可執行步驟，造成質檢環節未識別該問題。

3.3調試移交環節

（1）EESR調試移交：調試EESR移交環節，缺少閥門氣動執行機構與支架連接螺栓安裝符合性的檢查項目，無法在該環節有效識別閥門氣動頭與支架連接螺栓缺失問題，且EESR移交檢查單內缺少閥門氣動執行機構抗震性能相關的檢查內容。

（2）TOTO移交：運行TOTO 移交環節，檢查重點為閥門完整性及可用性，未針對性開展閥門與支架連接部件匹配性的檢查工作，且TOTO系統聯合檢查過程缺少支吊架專業人員參與，在專業技能上無法有效識別該類問題。

3.4運行管理環節

（1）預防性維修：運行期間閥門預防性維修工作未覆蓋閥門與支架連接部件完整性或匹配性的內容，閥門解體檢修工作期間也未核對閥門與支架連接有效性；

（2）運行巡檢：運行巡檢過程未關注閥門連接部件完整性問題，缺少對閥門支架連接螺栓數量符合性核查的檢查項目。

3.5原因事件圖

通過設計環節、建安環節、調試環節以及運行管理環節的管理失效分析，形成了閥門氣動執行機構及支架連接螺栓缺失問題的原因事件圖。

4優化策略

4.1經驗反饋及改進

通過該問題的原因分析，核電廠應在設計環節、建安環節、調試環節以及運行管理環節階段采取針對性措施改進行動，以避免閥門氣動執行機構因支架連接螺栓與設計要求不符而導致抗震性能降低的問題：

（1）設計院及廠家

a）設計階段設計院與廠家應加強溝通及交流，確保雙方在各項技術細節達成一致意見，提高閥門圖紙與支吊架圖紙的設計匹配性；

b）針對部分支架圖紙設計時間早于閥門圖紙的，必須在相應支架圖上做好標識，以指導后續安裝實施；同時在閥門圖紙正式發布后，相應支架圖應進行適應性升版；

c）設計階段應加強支架圖紙質量管控，確保嚴格的審查制度得到落實。

（2）安裝單位

a）閥門安裝過程必須按圖施工，并確保“閥門與相關支架安裝過程，應以支架圖為標準” 的安裝原則得到有效落實。支吊架安裝應嚴格按照設計圖紙要求，按管道施工的實際順序逐件逐套進行，防止漏用或顛倒，各支吊架的連接不得錯用、換用。

b）閥門及支架安裝過程發現的不符合問題必須進入正式管理流程，并在相應工作中做好記錄；

c）安裝質量驗收應涵蓋閥門與支架連接螺栓匹配性的檢查：針對抗震I類氣動閥門及支架的安裝過程應單獨設置檢查點控制。

（3）移交接產部門

a）EESR移交過程，聯合檢查應涵蓋閥門支架連接螺栓的匹配性檢查，并做好記錄；

b）系統TOTO移交過程，安排支吊架專業人員參與TOTO移交的支吊架檢查，確保移交系統涉及的支吊架缺陷能夠被發現。

（4）運行管理部門

a）閥門預防性維修項目增加閥門支架連接螺栓匹配性、閥門完整性等檢查工作；

b）運行巡檢過程，巡檢內容增加檢查閥門連接部件完整性的檢查要求。

4.2支吊架管理提升

核電廠支吊架數量龐大、總類眾多、功能各異，在電廠管理上存在設備關注等級低、建安質量控制弱、移交過程覆蓋不全、運行管理難度大等問題。針對核級閥門氣動執行機構與支架連接螺栓缺失問題反饋，核電廠應在支吊架役前管理和運行管理兩方面采取管理優化措施，確保支吊架功能滿足設計要求：

（1）支吊架役前管理

a）EESR階段：在EESR階段提前收集相關工藝系統管道支吊架信息，包括管道軸測圖和管道支吊架設計圖收集并建立管道支吊架基礎數據清單臺賬，同時參與支吊架建安移交檢查過程，提前識別支吊架設計不當、安裝錯誤、連接符合性等問題，造成管道支吊架失效等問題，保證管道支吊架一階段和二階段安裝的準確性；

b）TOTO階段：業主支吊架專業人員應參與到TOTO階段系統移交，一方面可提前識別因管道振動、水錘或汽錘引起的支吊架問題，另一方面可保障機組移交接產后的安全運行。

（2）支吊架運行管理

a）在役檢查預防性檢查及維修大綱：核電廠運行階段應建立支吊架在役檢查預防性檢查及維修大綱，錄入管道支吊架核安全級別、溫度、壓力等重要參數信息，并根據重要性及功能定期對支吊架進行抽檢。

b）支吊架在役檢查：支吊架在役檢查期間，除開展外觀目視檢查外，應增加支吊架與其連接設備匹配性的檢查工作，確保支吊架的設計功能得到實現。

5結語

核級閥門氣動執行機構與支架的連接部件完整性直接影響閥門抗震性能，本文通過對某核電廠閥門氣動執行機構與支架連接螺栓缺失問題的原因分析，提出了設計環節、建安環節、調試環節以及運行管理環節針對性的優化策略，并從支吊架管理模式上給出了優化建議。

作者簡介：

金凱，男，浙江金華人，本科，工程，研究方向電廠管理

（作者單位：福建福清核電有限公司）