一種輔助特大型手動閥開/關的啟閉裝置設計研究

王祥

摘 要

一種輔助特大型手動閥開/關的啟閉裝置研究主要針對電廠及相關行業工藝系統設計有使用大型手動截止閥和蝶閥的，在系統啟停、檢修等狀態下根據系統運行需要對這類閥門進行手動操作使其關閉和打開;在這過程中因為閥門本身屬性（行程長、啟閉力扭矩大），造成操作這些閥門需耗費大量的人力、物力和時間;影響系統設備啟停的進度，增加了公司正常運行生產成本，同時違背了以人為本的理念;經過設計團隊對系統中特大閥門的結構、規格的研究和分析，根據現場實際操作情況進行不斷的改進后，此啟閉裝置將適用于對多種規格的特大閥門進行輔助開關操作。

關鍵詞

特大閥門;形程;啟閉力

中圖分類號： TE973;TP277 ? ? ? ? ? ?文獻標識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 08 . 19

1 問題分析

1.1 PMC728VB的結構簡介

當前我國在役核電機組中均存在一些特大閥門，其顯著特點是開關時需大扭矩，長行程，如：PMC728VB（核燃料轉運倉通道閘板閥）其從全關到全開需旋轉手輪轉動477圈左右，全程手動操作需6人操作，兩人一組連續操作40min才能實現全開，全關同樣形程。

PMC728VB是燃料轉運通道隔離閥，可以通過其開關來實現堆內構件貯存池與燃料轉運艙之間的連通與隔離;在換料結束后通過關閉此閥并在堆內構件儲存池側增加盲板來確保安全殼的完整性。

機械限位：該閥門目前只有開啟機械限位（如圖3）;用于限定閥門的開啟邊界，到達機械限位后閘閥將不能再移動，再次操作會導致傳動機構不可逆損壞。

電氣限位：該閥門只有全開的電氣限位（如圖2）;用于將閥門開啟到位的信號傳遞到換料操作臺PMC 401 DC（燃料轉運裝置），由于此閥結構的特殊性閥門無全關的電氣限位信號。

1.2 核電行業此設備存在的常見故障

問題1：大修期間，在運行人員按照主控指令開啟PMC728VB至明顯感覺力矩增大后停止開啟，經維修支持人員確認PMC 401 DC（燃料轉運裝置）上已觸發“閘閥開啟”;但燃料操作人員在操作燃料運輸小車時出現小車過載無法通過，經運行人員再向開的方向調整閥門開度后消除了此問題，最后確認原因為燃料轉運小車上的防撞桿略高于小車，閘閥開啟高度要高于此防撞桿才能保證小車順利通過。

該故障的直接原因：人員在開啟閥門時僅以閥門開啟指示燈為判斷閥門開啟的有效依據，未通過觀察閥門機械限位，導致閥門未開啟到位。

問題2：機組首爐裝料順利完成后，接下來的工作準備關閉PMC728VB，進行堆內構件池和反應堆水池的排水工作，但PMC728VB無法操作，致使工作無法開展。于是決定吊裝堆內構件池和反應堆水池間的氣閘門，對堆內構件池和裝載井進行排水，進而可以實現對PMC728VB的維修工作。維修結束后關閉PMC728VB，且向構件池充水。最終起吊氣閘門，進行堆內構件池和反應堆水池的排水工作，延遲近兩天工作日。

該故障的直接原因：現場操作員對3PMC728VB的開關限位判斷存在知識盲區，閥門開到位后，繼續用力開啟閥門，造成閥門機械限位桿與上支撐板頂死，閥桿與閥桿螺母卡死，方形傳動桿已經被扭曲變形。

2 優化成果

經上述分析評估針對此閥門需要解決好兩個問題才可以有效提高此閥門操作的準確性;

（1）在保證對閥門不造成損傷的情況下需要一套電動開閥裝置來替代人力操作，從原來6人操作，降為2人操作。

（2）此電動開閥器需有計數功能，能準確記錄閥門從全開到全關所需的圈數。

通過充分調查現場此類閥門的不同結構和現場布置環境，結合設計目的最終對外形進行了幾次改進，最大程度地縮小了啟閉裝置的尺寸，解決了現場安裝時的空間不足的問題和現場操作便捷性問題;經現場實際測試安裝后很好地實現了有效輔助人員進行閥門開關操作的作用，大大減少了閥門操作所需的時間成本和人力成本。

此裝置的優點是：（1）便于安裝，在需要操作此閥門是可快速實現安裝，操作完成后可及時拆除;不會對閥門功能和結構產生影響;（2）安裝好后只需一人按住啟動按鈕即可實現閥門開關;（3）有計數功能，可有效統計閥門開關圈數，實現精準控制閥門操作。

3 效益測算

通過設計此裝置并成功應用于開關PMC728VB，此閥以后只需兩人攜帶此啟閉裝置的驅動槍到達現場安裝就位后即可實現閥門開關操作，可使用啟閉裝置開關452圈，剩余25圈左右使用人力完成，這樣既保證不損傷設備也有效地節省了開關時間，大大提高了現場特大閥門的操作效率，對核電機組大修期間的人員安排優化起到了很大的幫助;同時此裝置可以擴展應用到其他特大閥門操作上，生產對應的操作裝置實現對閥門的快速開啟;在電力、化工等行業均可推廣應用。

參考文獻

[1]韓旭.FQX-PTR-SDM-001 PTR 反應堆換料水池和乏燃料水池冷卻和處理系統手冊.福清：福建福清核電有限公司，2013.04.28.

[2]周超.FQX-PMC-SDM-001 PMC 燃料操作與貯存系統手冊，福清：福建福清核電有限公司，2011.02.21.