一种辅助特大型手动阀开/关的启闭装置设计研究

王祥

摘 要

一种辅助特大型手动阀开/关的启闭装置研究主要针对电厂及相关行业工艺系统设计有使用大型手动截止阀和蝶阀的，在系统启停、检修等状态下根据系统运行需要对这类阀门进行手动操作使其关闭和打开;在这过程中因为阀门本身属性（行程长、启闭力扭矩大），造成操作这些阀门需耗费大量的人力、物力和时间;影响系统设备启停的进度，增加了公司正常运行生产成本，同时违背了以人为本的理念;经过设计团队对系统中特大阀门的结构、规格的研究和分析，根据现场实际操作情况进行不断的改进后，此启闭装置将适用于对多种规格的特大阀门进行辅助开关操作。

关键词

特大阀门;形程;启闭力

中图分类号： TE973;TP277            文献标识码： A

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

1 问题分析

1.1 PMC728VB的结构简介

当前我国在役核电机组中均存在一些特大阀门，其显著特点是开关时需大扭矩，长行程，如：PMC728VB（核燃料转运仓通道闸板阀）其从全关到全开需旋转手轮转动477圈左右，全程手动操作需6人操作，两人一组连续操作40min才能实现全开，全关同样形程。

PMC728VB是燃料转运通道隔离阀，可以通过其开关来实现堆内构件贮存池与燃料转运舱之间的连通与隔离;在换料结束后通过关闭此阀并在堆内构件储存池侧增加盲板来确保安全壳的完整性。

机械限位：该阀门目前只有开启机械限位（如图3）;用于限定阀门的开启边界，到达机械限位后闸阀将不能再移动，再次操作会导致传动机构不可逆损坏。

电气限位：该阀门只有全开的电气限位（如图2）;用于将阀门开启到位的信号传递到换料操作台PMC 401 DC（燃料转运装置），由于此阀结构的特殊性阀门无全关的电气限位信号。

1.2 核电行业此设备存在的常见故障

问题1：大修期间，在运行人员按照主控指令开启PMC728VB至明显感觉力矩增大后停止开启，经维修支持人员确认PMC 401 DC（燃料转运装置）上已触发“闸阀开启”;但燃料操作人员在操作燃料运输小车时出现小车过载无法通过，经运行人员再向开的方向调整阀门开度后消除了此问题，最后确认原因为燃料转运小车上的防撞杆略高于小车，闸阀开启高度要高于此防撞杆才能保证小车顺利通过。

该故障的直接原因：人员在开启阀门时仅以阀门开启指示灯为判断阀门开启的有效依据，未通过观察阀门机械限位，导致阀门未开启到位。

问题2：机组首炉装料顺利完成后，接下来的工作准备关闭PMC728VB，進行堆内构件池和反应堆水池的排水工作，但PMC728VB无法操作，致使工作无法开展。于是决定吊装堆内构件池和反应堆水池间的气闸门，对堆内构件池和装载井进行排水，进而可以实现对PMC728VB的维修工作。维修结束后关闭PMC728VB，且向构件池充水。最终起吊气闸门，进行堆内构件池和反应堆水池的排水工作，延迟近两天工作日。

该故障的直接原因：现场操作员对3PMC728VB的开关限位判断存在知识盲区，阀门开到位后，继续用力开启阀门，造成阀门机械限位杆与上支撑板顶死，阀杆与阀杆螺母卡死，方形传动杆已经被扭曲变形。

2 优化成果

经上述分析评估针对此阀门需要解决好两个问题才可以有效提高此阀门操作的准确性;

（1）在保证对阀门不造成损伤的情况下需要一套电动开阀装置来替代人力操作，从原来6人操作，降为2人操作。

（2）此电动开阀器需有计数功能，能准确记录阀门从全开到全关所需的圈数。

通过充分调查现场此类阀门的不同结构和现场布置环境，结合设计目的最终对外形进行了几次改进，最大程度地缩小了启闭装置的尺寸，解决了现场安装时的空间不足的问题和现场操作便捷性问题;经现场实际测试安装后很好地实现了有效辅助人员进行阀门开关操作的作用，大大减少了阀门操作所需的时间成本和人力成本。

此装置的优点是：（1）便于安装，在需要操作此阀门是可快速实现安装，操作完成后可及时拆除;不会对阀门功能和结构产生影响;（2）安装好后只需一人按住启动按钮即可实现阀门开关;（3）有计数功能，可有效统计阀门开关圈数，实现精准控制阀门操作。

3 效益测算

通过设计此装置并成功应用于开关PMC728VB，此阀以后只需两人携带此启闭装置的驱动枪到达现场安装就位后即可实现阀门开关操作，可使用启闭装置开关452圈，剩余25圈左右使用人力完成，这样既保证不损伤设备也有效地节省了开关时间，大大提高了现场特大阀门的操作效率，对核电机组大修期间的人员安排优化起到了很大的帮助;同时此装置可以扩展应用到其他特大阀门操作上，生产对应的操作装置实现对阀门的快速开启;在电力、化工等行业均可推广应用。

参考文献

[1]韩旭.FQX-PTR-SDM-001 PTR 反应堆换料水池和乏燃料水池冷却和处理系统手册.福清：福建福清核电有限公司，2013.04.28.

[2]周超.FQX-PMC-SDM-001 PMC 燃料操作与贮存系统手册，福清：福建福清核电有限公司，2011.02.21.