某核电厂1EAS014VB与安全壳墙体干涉缺陷处理浅析

肖骥+林楠冰

【摘 要】2015年4月，WANO世界核电运营者协会对某核电厂进行PSUR同行评估。在现场检查过程中发现1EAS014VB与安全壳的护墙发生干涉，甚至有直接接触，对此提出质疑。本文从该阀门的功能入手，对故障现象、失效影响、可能造成的后果做了深入分析，在此基础上制定了切实可行的故障缺陷改造方案，并在现场对故障缺陷进行了成功处理，最终彻底的解决了1EAS014VB与安全壳墙体干涉缺陷问题，为后续的核电工程设计、安装、以及移交接产检查等工作提供指导和建议。

【关键词】阀门；安全壳；干涉；影响；改造

1 前言

安全壳喷淋系统是压水堆核电站的专设安全设施之一，当压水堆发生严重事故时，它可使安全壳降温和降低压力，以确保第三道安全屏障“安全壳”的完整性[1]。

1EAS014VB为安全壳地坑至安全壳喷淋泵的入口隔离阀，正常情况下处于关闭状态。当换料水箱水位达到“低-低”液位时，喷淋系统自动由直接喷淋阶段转入再循环阶段，1EAS014VB开启，若此时阀门失效不能开启，安全壳地坑内中的水无法抽出，再循环功能无法实现，而换料水箱内硼酸水用完后，安全壳内将没有新的冷源，温度和压力都会持续上升，因此014VB功能正常是维持安全壳完整性的重要保证[2]。

2 缺陷分析

WANO人员对限位开关与墙体干涉提出质疑，维修人员也反馈该阀门解体抽芯时会受到上方扶墙的阻挡，行程不足，影响阀门检修，对此设备管理处同时对这两个问题进行分析和处理。

现象1：阀门上方水泥护墙影响阀门的抽芯，水泥护墙底部距离阀门上部外罩过近，在抽芯时行程不足，外罩会与墙体碰撞。

影响：在发生故障时，阀门故障B列再循环功能失效，安全冗余度降低，如进行解体维修，不能正常抽芯将会耽误阀门检修的工期，成为关键路径。

现象2：1EAS014VB的上部行程开关与墙体干涉严重，开关外侧的一个角已经嵌入到墙体内，给设备安全带来极大隐患，一旦发生地震等极端情况，开关很可能失效。

影响：1EAS014VB阀门为安全壳地坑至安全壳喷淋泵的入口隔离阀，属于CC2级设备。在再循环阶段开启，上部的行程开关在全开时发出一个信号，使1EAS002VB自动关闭，防止PTR水箱水位继续下降及喷淋泵吸入气体，造成汽蚀，以免喷淋系统的再循环功能失效。

对系统和核安全的影响：根据014VB在系统中的功能进行分析，如电动阀失效不能开启，安全壳地坑内的水无法抽出，经冷却再从安全壳顶部喷淋下来降温，再循环功能无法实现。而换料水箱内硼酸水用完后，安全壳内将没有新的冷源，温度和压力都会持续上升。

3 变更管理

3.1 制订改造方案

3.1.1 阀门抽芯空间不足的问题

观察阀门与扶墙的空间布局，扶墙是在安全壳外圆上突出的自下而上的一长条形状钢筋混泥土结构，离地面约1.7m，在阀门的内侧，刚好遮盖在套筒的上方，平时并不影响阀门开关，当阀门解体抽芯时，阀杆需连同套筒上盖一起垂直上提，这时候扶墙刚好在套筒盖上升的路径上。因此行程是否满足解体需求成为关键。

首先测量扶墙底部与套筒上盖表面的垂直距离大约590mm，再根据阀门的结构，确定解体时的工序，将套筒盖、阀盖等的连接螺栓松开，再将阀门全开至倒密封接触，此时抽芯所需的空间为最小，计算阀门抽芯需抬升的距离约为400mm左右，因此判断扶墙离地高度已满足抽芯需求，不用再进行改造。

3.1.2 阀门限位开关与扶墙干涉的问题

现场情况明了，限位开关后侧已与扶墙直接接触，因此只能找出将两者分开，并保持适当距离的方法。

方案一： 直接将限位开关安装到阀门轭架上的90°侧面；

该方法优点是对阀门的改变较小，只需在轭架的侧面90°位置，同一高度，重新钻孔、攻丝；但缺点也同样存在，因为阀门行程挡板同样也需要调整90°，这样必须得拆卸远传机构、将阀门解体抽芯，然后将阀杆旋出，调转挡板位置后再装入。由此可看出该方法风险非常大，要更换很多备件，对维修人员的技能水平要求很高，完工后要重新做密封性相关试验，工期也较长，因此不可取。

方案二：将轭架调整90°安装，使轭架上的限位开关与扶墙平行错开；

不锈钢阀盖与与刷黑色油漆部分的轭架之间有四颗螺栓相连。这四颗螺栓对称分布，可以通过旋转轭架90°的方法，使限位开关避开扶墙。此举不会影响阀门的密封性，也不需要阀门抽芯，工作量相对较小，对阀门的影响也较小。然而根据图纸和现场实际情况核查，阀盖上的盘根压板和紧固螺栓均已确定好位置，不能更改，而压板长度较长，两端已经超过了轭架的内圆半径，轭架只有这个方向开了对应的槽，而在与其垂直的方向再开槽，对轭架的强度是否有影响还不清楚，需联系法国厂家确认，周期更长，因此也不可取。

方案三：将安全壳开一个凹槽，使行程开关与扶墙保持适当距离；

在安全壳扶墙上对应位置开凿一个缺口，可以非常有效而且快速的解决问题。但安全壳是核电站的第三道核安全屏障，对其开凿存在一定的风险，因此需对该方案慎重考虑。首先准备该处的施工设计配筋图纸，联系土建人员了解该处的钢筋布置，混凝土保护层的厚度。在不损坏到钢筋的前提下，确定能开凿的深度、高度以及宽度。经核实基本满足要求后再联系设计人员，确认该方案对安全壳会构成多大的影响，最终经设计院相关人员认可后，确认该处理方案可以实施。

3.2 改造方案实施

相关人员到现场实地勘察、就地讨论，将缺陷现状、工作内容和目标、时间窗口、存在的困难和风险、注意事项、各专业分工等一一介绍和了解清楚。根据设计人员的意见，开始实施该项改造。

根据要求在扶墙上划线，确定需要开凿的位置。土建施工前铺设好施工场地，保护好已做过核清洁的厂房，施工过程中注意对墙体内主钢筋的保护，以避免对安全壳的强度造成影响，完成后及时对缺口抹上水泥等涂料，防止受腐蚀。电气专业将限位开关拆卸前做好标记，并做好保护，避免设备损坏，待土建施工完成，验收合格后回装。

经过处理，现场开凿的凹坑长160mm，深60，高60mm安装限位开关后，上方空间35mm，里侧45mm，左侧45mm，右侧70mm，墙体距离信号电缆45mm，已完全满足间距要求，结果满意。墙体开凿处也已做防腐，没有钢筋外露，限位开关按原样回装，整体验收合格。

4 总结和建议

通过上述的工程改造，消除了核级关键敏感设备的一个重大威胁，提高了关键敏感设备的可靠性，对事故状态下专设核安全设施功能的正常发挥起到了积极的作用，具有重大的意义。

同时这是一次国外同行对我们技术的指导，也是一次深刻的核安全文化教育。虽然看上去仅是一个细微的缺陷，通常情况下也难以察觉，但WANO组织工作人员认为，除了考虑设备目前的状态，还应对这些设备发挥作用时，现场的状态及发生地震等自然灾害的情况予以足够的重视。

该问题的出现反映了核电安装人员及电厂相关人员还是存在专业知识欠缺，对规范不清楚，对系统、设备了解的不够清楚。核电厂人员对核安全意识还有待提高。在现场移交接产过程中，发现的类似问题不在少数，值得我们关注和持续改进。

【参考文献】

[1]安全壳喷淋系统设计手册[S].中国核电工程有限公司，2010.

[2]EAS014VB，电动闸阀总装图[S].VELAN，1997.

[3]安全壳筒体标准部分配筋图[S].中国核电工程有限公司，2010.

[责任编辑：田吉捷]