淺析核電閥門檢修空間

摘 要：文章對核電站的常見閥門類型和檢修空間要求進行分析，結(jié)合項目工程實例分析維修空間不足時的處理措施。為優(yōu)化核電廠的工藝布置設(shè)計，從閥門廠家、工藝布置設(shè)計者和現(xiàn)場安裝人員等三個方面提出了工作中的注意事項，對后續(xù)新項目的閥門檢修空間保證提出了合理的建議。

關(guān)鍵詞：閥門；檢修空間；措施

引言

核電站應(yīng)用的閥門種類繁多，數(shù)量龐大，每個機組核島工藝系統(tǒng)的閥門數(shù)量約為數(shù)千個，公稱直徑從幾毫米到幾百毫米不等。同時核島廠房內(nèi)管道布置密集，工藝管道、暖通風管、電纜橋架、設(shè)備本體、支架等占據(jù)了很多空間。根據(jù)現(xiàn)場的經(jīng)驗反饋，核電廠內(nèi)存在一些由于閥門的檢修空間不足，而導致在管道安裝完成后需要改造的情況，造成了時間和成本的浪費，延長了項目施工工期。文章試就各種閥門的檢修空間要求進行分析，說明核島廠房現(xiàn)場反饋的檢修空間不足案例及其解決方案，并提出在新項目中避免出現(xiàn)此類問題的方法。

1 核電閥門分類及其檢修要求

核電廠內(nèi)的閥門按照類型，基本可分為閘閥、蝶閥、球閥、截止閥、止回閥等；按照端部連接形式分，可分為焊接、螺紋和法蘭連接。按照操作方式可分為手動、電動、液動、氣動、氣液聯(lián)動等各種形式。不同種類的閥門可能出現(xiàn)的故障不同，對應(yīng)的檢修內(nèi)容也各異，但是通過分析閥門的主要構(gòu)造，可發(fā)現(xiàn)其檢修空間要求可以歸納為幾類。

如圖1所示，閥門的主要部件可大致分為：閥體、閥蓋、閥座、閥瓣、閥桿、填料、填料壓蓋、執(zhí)行機構(gòu)、對應(yīng)的連接件、密封件等。根據(jù)閥門類別不同，所包含的部件可能與上述內(nèi)容有所區(qū)別。文章探討的是大多數(shù)閥門的適用檢修空間要求，對于特殊閥門檢修方法和需求空間以設(shè)備廠家圖紙要求為準。

需要在線檢修和拆卸的閥門，其需要的主要空間范圍包括：（1）閥體和閥蓋拆分所需空間；（2）填料壓蓋打開及更換填料所需空間；（3）閥桿、閥瓣等內(nèi)部構(gòu)件從閥體腔中取出所需空間；（4）閥門的執(zhí)行機構(gòu)拆卸所需空間；（5）閥座研磨修理所需的空間。

2 現(xiàn)場閥門檢修空間不足問題探討

根據(jù)上述分類方法，以核電站施工現(xiàn)場反饋的檢修空間不足問題作為實例對上述問題進行分析，并列出現(xiàn)場的實際處理方法。

2.1 閥體與閥蓋拆卸所需空間不足

閥體和閥蓋之間如采用螺栓連接，則閥蓋周圍需要拆卸螺栓空間；如果采用螺紋連接，需預(yù)留專用工具操作所需空間。

2.1.1 螺栓連接的閥蓋和閥體。在兩個相鄰的房間內(nèi)，分別布置了兩臺完全相同的泵；為防止飛射物影響，泵用隔間進行隔離。為節(jié)約空間及考慮閥門的操作，泵出口的管道布置在泵基礎(chǔ)與墻壁之間的縫隙里。閥蓋與基礎(chǔ)和墻壁有足夠的間隙，并未發(fā)生實體碰撞。現(xiàn)場模擬檢修時發(fā)現(xiàn)，閥蓋底部的螺栓無法用固定扳手擰緊?？拷O(shè)備基礎(chǔ)處的兩三顆螺栓，周圍空間不能滿足固定扳手伸入的要求。

為了解決此問題，一種方案是調(diào)整閥門的布置位置，將閥門向遠離基礎(chǔ)的方向移動，另一種方案是對設(shè)備基礎(chǔ)進行處理，鑿除螺栓附近部分基礎(chǔ)表面的裝修層。經(jīng)過權(quán)衡工作量和對現(xiàn)場工期的影響，在建項目中采用了第二種方案。對于新建項目，因為布置空間緊張，閥門仍然需要布置在基礎(chǔ)和墻壁之間，但通過準確的計算，可以將閥門的位置向墻壁方向略移動一些，避免此問題的產(chǎn)生。

2.1.2 螺紋連接的閥蓋和閥體。未收到現(xiàn)場關(guān)于閥體和閥蓋之間螺紋部分拆卸空間不足的反饋，但是有一些螺紋及唇焊密封閥門的唇焊切割空間不足的經(jīng)驗反饋。

唇焊閥門是閥蓋與閥體之間采用螺紋連接，為了增加連接的可靠性和密封性，分別在閥體和閥蓋上加工一圈凸緣，完成螺紋連接后，再將閥蓋與閥體焊接在一起的工藝。唇焊閥門廠家原設(shè)計采用（焊刀）對唇焊進行切割，但現(xiàn)場實踐結(jié)果發(fā)現(xiàn)焊刀切割的精度太低，容易破壞閥門，甚至導致閥門報廢。為了提高切割效率并降低對閥門的破壞，閥門廠家研制了專用的切割工具。但其需要的維修空間隨之增大，需要在閥蓋的一周留出專用工具的施工空間。

為了解決唇焊閥門的空間要求，核島廠房的一些房間內(nèi)需要對閥門周圍管道的工藝布置做出較大的修改，有的需要修改閥門的支架形式，將支架修改為可拆卸類型，在閥門需要檢修時拆除支架，以保證閥門的檢修空間。

2.2 填料壓蓋打開所需檢修空間不足

經(jīng)查詢，項目未發(fā)生過因填料壓蓋的螺栓需打開而導致的空間不足問題。

2.3 閥門內(nèi)部構(gòu)件取出空間不足

大部分的閥門圖紙會在閥門圖紙的頂端給出檢修空間要求，但并未列明是執(zhí)行機構(gòu)拆卸所需空間或者內(nèi)部構(gòu)件拆卸所需空間。現(xiàn)場的布置條件嚴苛時，閥門上方可能會有其它的工藝管道、風管、橋架或其它管道的支架等，阻礙了閥門的檢修空間。這種類型也是現(xiàn)場反饋檢修空間受阻的數(shù)量較多的一類。

對于布置在成排管道中的內(nèi)側(cè)的管道閥門，當閥芯部件在閥門中取出后，需要跨越其它管道才能被順利移出?，F(xiàn)場存在各種影響閥門內(nèi)部構(gòu)件移出的情況，例如旁邊的管道與頂部結(jié)構(gòu)間的空隙不能滿足要求；閥蓋上方有支架等阻礙了閥蓋的移出路徑；電纜橋架、風管等阻礙了閥門的檢修等。

現(xiàn)場解決此類問題時一般都是綜合考慮修改的難易程度，修改閥門或者風管等的位置或走向，在閥門周圍讓出足夠的檢修空間。

2.4 閥門執(zhí)行機構(gòu)檢修空間不足

閥門的電動、液動、氣動執(zhí)行機構(gòu)一般尺寸較大，對于小口徑的閥門，其執(zhí)行機構(gòu)占據(jù)空間相較閥門本體要大。現(xiàn)場存在一些執(zhí)行機構(gòu)被周圍鋼平臺護欄遮擋而無法檢修的案例，處理方法一般是對鋼平臺的阻擋處的護欄進行切割。

2.5 閥座研磨修理所需的空間

現(xiàn)場有少量關(guān)于閥座研磨空間的反饋，如果閥門周圍空間和閥門直徑較大，提供了便利條件采用高效率的研磨工具進行研磨；而不能滿足空間要求的，需要手動方式研磨，效率較低。

現(xiàn)場對于這種情況的處理方法是，如果可以修改閥門或周圍布置情況以滿足架設(shè)研磨工具要求，則會進行修改；如果空間實在無法滿足，也可以在征得業(yè)主同意的前提下維持原狀。

2.6 離線檢修閥門整體拆卸所需空間

離線檢修閥門指閥門會整體從管道上移走的閥門，通常采用法蘭或者螺紋與管道系統(tǒng)連接。因核電站對于密封的較高要求，核電工藝系統(tǒng)中大部分閥門是焊接連接。所以離線檢修閥門空間不足的反饋較少。

3 閥門檢修空間不足的解決方法

根據(jù)上述對各類閥門檢修空間不足問題的分析，可以了解現(xiàn)場常見的各種檢修空間不滿足的案例。為了解決現(xiàn)場閥門檢修空間不足的問題，閥門廠家、工藝布置設(shè)計方和現(xiàn)場安裝單位應(yīng)根據(jù)自身的工作特點，進一步完善工作內(nèi)容及流程，具體方式如下。

3.1 對于閥門設(shè)計生產(chǎn)廠家

閥門廠家應(yīng)在閥門圖紙上給出必需的最小檢修空間，并結(jié)合閥門檢修工藝和通用工具，對各個需拆解部分的周圍所需空間均做出規(guī)定。目前大多數(shù)閥門圖紙上檢修空間給的不夠完善，只給出了沿閥桿長度方向的一個空間要求。根據(jù)文章前方的分析，閥門的檢修空間包含并不限于這部分內(nèi)容。

部分閥門圖紙的檢修空間給的過大。閥門廠家沒有針對每個閥門的實際情況進行分析，而是按照保守估計，給出了一個較大的空間要求數(shù)值。例如某個止回閥圖紙上廠家要求的檢修空間為800毫米，但根據(jù)閥門的結(jié)構(gòu)尺寸分析，400毫米就足以滿足要求。過大的檢修空間增加了設(shè)計和安裝方滿足此要求的難度。當布置情況確實無法滿足圖紙要求，而現(xiàn)場又足以順利完成檢修的情況出現(xiàn)較多后，閥門圖紙上的要求檢修空間將失去其指導意義，也將導致設(shè)計安裝時對此不夠重視的情況出現(xiàn)。所以，閥門廠家需要在圖紙上給出完整而又準確的檢修空間要求。

3.2 對于工藝布置設(shè)計者

工藝布置設(shè)計者是解決閥門檢修空間不足問題的主要責任方。如果采用二維布置設(shè)計，則在繪制管道平面及立面規(guī)劃圖時，應(yīng)根據(jù)閥門廠家提供的尺寸和檢修方法對閥門的檢修空間重點關(guān)注，并在圖紙上預(yù)留合適范圍的虛線框，以提醒其它專業(yè)人員在后續(xù)布置時注意避讓。

如果采用三維模擬設(shè)計工具，則應(yīng)利用三維建模工具自身的優(yōu)勢。根據(jù)閥門圖紙將閥門周圍所需的檢修空間以虛擬體的方式建出。并進行碰撞檢查，及時修改。無論是二維布置還是三維布置，都可以綜合考慮閥門周圍的布置情況和閥門的安裝要求，有需要時可將閥桿和執(zhí)行機構(gòu)轉(zhuǎn)動放置在一個合適的角度（需在廠家圖紙允許的安裝方向范圍內(nèi)），并在施工圖中將其表達出來，指導現(xiàn)場安裝。

3.3 對于現(xiàn)場施工方

無論是工藝、暖通、電儀或者鋼平臺的安裝方，都是發(fā)現(xiàn)閥門檢修空間不足的責任方。尤其是閥門先安裝的情況下，現(xiàn)場布置時需避讓閥門的檢修空間。如果問題無法避免時，應(yīng)在安裝階段及時提交設(shè)計方確認、澄清和修改，從而贏得解決問題的時間，避免后續(xù)安裝完成后的改造。

4 結(jié)束語

綜上所述，核電閥門的檢修空間受到其它物項阻礙的情況時有出現(xiàn)。文章按照閥門的結(jié)構(gòu)特點，歸納了常見閥門檢修所需空間。分析了一些典型案例和其解決方法，并根據(jù)閥門廠家、工藝布置設(shè)計方和現(xiàn)場安裝部門的工作特點，提出各方的可優(yōu)化的一些工作內(nèi)容，為后續(xù)項目中閥門檢修空間的保證方法提供了指導。