大口径垂直安装止回阀检修专用工具开发

朱泓羽

（中核核电运行管理有限公司，浙江嘉兴 314300）

0 引言

2012年2月5日，中核核电运行管理有限公司与江苏核电有限公司签订田湾核电机组T105、T205 换料大修低水位止回阀解体检修项目的技术服务合同。田湾核电站核反应堆厂房的大口径高压止回阀均采用压力密封形式的旋启式止回阀，且大都为垂直安装（即阀门连接管道为垂直方向），这类阀门的阀盖以及阀内部件的解体、回装以及试验等维修工作难度极大。在以往的维修中，维修工期长，维修质量不能充分保证，对核电机组的稳定运行产生一定的安全隐患。

为此，中核核电运行管理有限公司维修一处阀门维修项目组开展技术攻关，全面分析垂直安装的大口径压力密封旋启式止回阀维修的种种技术难点，并广泛调研同行电厂在此类阀门维修中的技术手段。在充分认识到凭借现有工器具和业内已有维修手段无法顺利完成这类大型止回阀的维修时，项目组创造性地提出自主设计开发一套能适用于垂直安装的大口径压力密封旋启式止回阀维修的专用工器具，来攻克维修中的各种技术难点，达到此类止回阀维修的各项技术要求。

1 技术方案

1.1 阀盖拆装一体式模块

阀盖拆装模块的结构特点：阀盖拆装模块主要由固定架、挡板、铜螺母、螺杆、紧固螺栓等零部件组成。阀盖拆装一体式模块工作原理图1。

图1 阀盖拆装一体式模块工作原理

在阀盖拆除时，首先将阀盖拆装专用工具上的挡板的导向孔穿入阀盖凸台，为阀盖水平移出阀体提供导向；然后通过专用工具的固定架，将专用工具固定在阀门中法兰口；再将两颗拉拔螺杆旋入阀盖的螺栓孔，每个拉拔螺杆在挡板上都设有一个铜螺母，通过旋转操作铜螺母来实现阀盖的水平向外拉拔。在操作中如阀盖出现倾斜，则可正反向操作铜螺母进行调整。在阀盖安装时，首先将阀盖装入阀体中法兰口内；然后安装专用工具，使专用工具上挡板的导向孔穿入阀盖凸台，并通过专用工具的固定架，将专用工具固定在阀门中法兰口；再将两颗拉拔螺杆旋入阀盖的螺栓孔，通过旋转操作铜螺母来实现阀盖的水平向内平移，防止安装过程中阀盖的倾斜以致卡涩。安装密封垫片时，可以利用本专用工具的导向功能保证阀盖不倾斜和较高的同轴度，实现密封垫的均匀压缩。

1.2 阀瓣拆装及接触试验模块

阀瓣拆装及接触试验模块的结构特点：阀瓣拆装及接触试验模块主要由导轨，导轨固定件，滑动底板，操作杆，固定螺栓，阀瓣固定座等零部件组成。阀瓣拆装及接触试验模块工作原理见图2。

图2 阀瓣拆装及接触试验模块工作原理

在阀瓣拆除时，通过阀瓣摇臂的阀瓣固定座，先将阀瓣开启并将其保持在一个半开启的位置，避免阀瓣拆出过程中密封面和阀体的损伤，然后通过一个连接阀瓣固定座的滑动底板沿导轨将阀瓣和阀瓣固定座一同从阀腔中水平拉出，导轨既避免阀体的摩擦损伤，又可防止阀瓣在拉出过程中摇晃而损伤。而安装时先用阀瓣固定座将阀瓣保持半开启位置，然后通过导轨水平送入阀腔，到位后缓慢松开固定装置，即松开固定螺母，使阀瓣落座；阀瓣、阀座密封面接触试验时，先将阀瓣的密封面涂抹蓝油等有色试剂，然后通过上述方法将阀瓣送入阀腔，在松开固定螺母的情况下，通过阀瓣摇臂的操作杆，将阀瓣与阀座快速接触并抬起，并再次将阀瓣固定到半开位后拉出观察。

2 实施效果

此套大口径垂直安装旋启式止回阀检修专用工具已成功运用于田湾核电1#、2#机组T105 和T205 两次换料大修中低水位止回阀的检修，解决田湾核电换料大修中垂直安装的大口径止回阀维修的五大难题：

（1）解决大口径压力密封阀阀盖水平拆除阻力大、没有合适工器具的难题。由于压力密封阀的阀盖内嵌于阀体内部，取出时由于密封垫膨胀、阀盖倾斜等各种原因，使得阀盖取出时的拉拔力要求很大，常用的工具无法用于大型阀盖的拆除。此套专用工具巧妙利用阀盖的螺栓孔，可以提供较大的拉拔力和推力。

（2）解决阀盖拆除和安装没有精准导向的难题。由于阀门垂直安装，阀盖的拆装方向为水平方向，在缺乏精准导向的情况下，阀盖因重力原因很难保持与阀体轴线同轴，且拆装时容易导致阀盖倾斜而卡涩。利用专用工具的导向孔，以及两根螺杆的辅助导向功能，可以为阀盖的拆除和安装提供精准的导向，避免阀盖在水平拆装过程中因倾斜导致的卡涩，同时也可为倾斜的阀盖进行调整。

（3）解决大型旋启式止回阀阀瓣水平拆装的难题。大型旋启式止回阀的阀瓣在水平方向拆装时，必须保持半开状态，否则阀瓣密封面极易摩擦受损。然而由于阀瓣重量大，如不借助工具，很难用人力将其保持在半开位置，阀门内部空间狭窄无法使用吊具。该专用工具的运用，提供一种大型阀门阀瓣水平拆装的新方案，使阀瓣能被固定在半开状态，并在该状态下平稳地移出阀体，避免阀瓣在移出和装入阀腔的时候受损。

（4）解决垂直安装的止回阀阀盖密封垫安装时难以均匀压缩的技术难点。由于阀盖因重力作用难以与阀体保持较高同轴度，这使密封垫下部压缩过度，而上部压缩不到位，易导致阀盖偏斜，为运行期间的泄漏留下隐患。此套专用工具上的导向功能，使阀盖与阀体保持较高的同轴度，保证密封垫正确的安装。

（5）解决垂直安装的大口径旋启式止回阀阀瓣密封面接触试验难以操作的问题。旋启式止回阀阀瓣无执行机构，密封面接触试验操作都需人工执行，然而大型止回阀重量大，操作难度大，易导致色印摩擦而失败。此套专用工具的运用，解决阀瓣拆装的问题，同时又具备长距离操作功能，可降低密封面接触试验难度，又避免人员沾污。

3 结束语

通过该专用工器具在田湾核电的运用，相比以往减少人力成本30%，工作效率提升70%，人员辐照剂量降低30%，不仅提高维修质量，缩短维修工期，而且保证核电设备的安全稳定运行。在田湾核电的两次大修均为其节约约一天的大修主线工期，节省约合2000 万元，保证电厂的经济效益。

同时，通过该专用工器具在核岛的运用，减少维修人员在核反应堆厂房内的辐照剂量，有效避免人员放射性沾污，减少环境污染，具有一定的社会效益。