摘要：阀门作为核电常见的设备类型，在核电装机容量不断提升的社会现状下，它的市场容量也不断提升，同时，也面临着较广阔的发展前景。核电站中所采用的阀门类型多，涉及到核安全，无形之中增加了检修的难度，影响了核电站阀门的运行效率。鉴于此，本文就核电站的常见阀门类型和检修展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。
关键词：核电站；常见阀门类型；检修
1.核电站阀门概述
阀门是流体输送系统中用来改变通路截面和介质流动方向，控制输送介质流动的一种控制部件，它具有截断截流、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能。在核电站一回路系统和二回路系统、循环冷却水系统及其各种核辅助系统和非核辅助系统中，阀门是应用最为广泛的通用机械设备，一座核电站装有近万台各种类型的阀门，它们在系统中执行各种不同的控制功能。核电站里阀门种类繁多，结构复杂、控制方式各异，其功能也不同，阀门的安全与核电站的安全稳定运行关系密切，因此需要对阀门检修工作给予重视，确保阀门发挥其在系统中所承担的功能，保证核电站运行安全，保证核安全。
通常情况下，阀门的组成部分包括阀体、阀盖、阀瓣、阀杆、阀座、执行机构、密封件、填料、填料压盖、对应的连接件等，不同的部位扮演了不同的功能
2.核电站常见阀门类型
核电站所用阀门种类很多，凡是在其它工业上能见到的阀门，在核电站都能见到，但由于核电的特殊性，其阀门与其它工业阀门相比，在阀门结构上更复杂，尤其对于系统介质具有放射性的阀门，为了防止放射性物质泄漏，其阀门与管路接口采用焊接形式，在阀杆密封方面设计了多重密封，有的还在填料函处设计有引流管，以收集填料函处泄露出的介质，对于小口径阀门，则采用了波纹管+填料组合密封形式等等，所有阀门结构型式，其最终目的是保证阀门在系统上功能的实现，同时保证阀门密封的高可靠性，做到不泄漏。
2.1闸阀：核电站中，闸阀应用非常广泛，一回路、二回路、核辅系统等都有应用。在系统中主要作为通、断介质用，其驱动方式，主要有：手动、电动形式，气动形式不多。一回路上的边界阀设计为闸阀，其阀门填料采用了多重密封形式，同时为了保证泄漏的放射性介质能被收集，则在填料处还设计有引流管，以便收集放射性介质；对于大口径阀门，为了便于开启阀门，在阀座与阀门进出口之间设计了压力平衡管。
2.2截止阀：其包括三种结构，分别是填料式截止阀、波纹管式截止阀和金属膜片式截止阀，核电站中一些常压、常温、非放介质的管线上应用填料式截止阀，但对于有放射控制要求的辅助管路上则应用后面二种结构形式。截止阀的特点是阀体结构较简单，维修方便。启闭时阀瓣与阀座密封面之间无相对滑动，因而密封面磨损和擦伤较轻，密封性能较好。但该阀阀体内介质通道比较曲折，流动阻力较大。介质的流动方向受限制，有安装方向要求。
2.3蝶阀：它是用圆盘式启闭件往复回转90°来开启、关闭和调节流体通道的一种阀门，蝶板由阀杆驱动并绕阀杆轴转动，以改变阀的开启度，其间流体流向不改变。蝶阀具有截断截流和流量调节双重功能，既可用截断阀也可流量调节阀使用。蝶阀总的特性是流体阻力小，它与相同直径和压力等级的平行式闸板阀比较，其结构尺寸小，开、关迅速，当开启在大约15°∽70°时，具有良好的流体调节特性，适合制成大中口径，中低压力的阀门。其在安全壳内空气介质输送系统、冷却系统、废液系统、重水堆的重水回收系统等都有广泛应用，其主要包括偏心式金属密封蝶阀、同轴直连式衬胶蝶阀和双动式金属密封蝶阀等类型。
2.4止回阀：又称单向阀，是一种不需要从外部操纵的自动调节阀，其功能是防止系统介质倒流，它的运行仅受流体的流动方向及速度来控制，在无介质压力推动下，它在一个规定的方向上永远是闭合状态。它适用清洁介质，不宜用于安装在含有固体颗粒和粘度较大介质中的系统管路中。其在核电站的主给水系统、冷却水系统、三废系统上都有应用，它主要分为旋启式和垂直升降式两种。
2.5球阀：其启闭件为一个球体，利用球体绕阀杆的轴线旋转90°实现开阀、闭阀的目的，它用于截断、分配和改变介质流向方向，如果球阀的球体是V形开口的，则具有调节流量的功能，此时其驱动方式为气动方式，它的结构形式主要有：夹式球阀、二段式球阀、顶装式球阀等，其中夹式球阀应用非常广泛，其在核电站中一些常压、常温、放射性介质、非放介质的管线上都有应用。顶装式球阀常用放射性废液管线上，其结构带有中法兰结构，阀芯取出时需把中法兰拆下，从上部取出。
2.6安全阀：安全阀是一种不借任何外力，而是利用介质本身的力自动开启阀门，从而排出一定数量的流体，避免系统和设备超压的自动保护装置。它的主要功能，是超压装保护功能，防止系统超压引起事故及对设备造成损坏。它在核电站中各系统中都得到应用，其中主蒸汽安全阀作为事故状态下，蒸汽能得到及时，有效释放，其可靠性非常关键，属于关键设备。
3.核电阀门检修特点
核电由于涉及到核安全，所以核电阀门检修具有以下特点：
1）检修人员培训与授权
所有检修人员都要有计划的、系统的、严格的岗位培训与考试，并按照培训内容及考试成绩给予不同等级的工作授权。一些专门的特殊工作还要进行特殊技术培训并给予特殊的授权。只有获得了相应的工作授权，才能从事相应的工作并承担相应的工作角色，这也保证了检修工作的高质量。
2）耗材的使用管理
核电检修中，对耗材类物质的使用都有严格的控制和管理，如阀门使用大量的润滑脂、润滑剂、清洗剂、防咬剂等等，由于一些化学物资的化学成分，当受到辐射时，会发生电离而具有放射性，或者一些物质进入系统后会产生腐蚀，影响系统的长期运行安全。因此，为了保证机组系统安全，控制环境剂量，对检修中所使用的耗材，哪些适用放射性系统上，哪些适用非放射性系统上，哪些适用设备的表面等都有明确的规定和要求，不能混淆，工作中必须严格遵守。
3）大修计划管理
压水堆核电站大修工作，正常情况下，都是在机组换料期间实施，机组换料时间基本固定，因此所有大修工作必须在这个时间段内完成。为了保证所有大修项目能顺利完成，在确定大修项目时更侧重于无损检验在役检查以及其它需要拆卸性的维修与改进工作。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆大修计划制定时严格按大修工期来确定大修项目，精确控制，在关键路线上的项目，其给定的工期甚至精确到小时，在项目实施中，严格遵守大修计划安排，为了不延误工期，保证大修项目能按计划完成，在关键路线上的项目，工作之间的接口提出了“零时间”接口要求。所以核电的检修，相对其它行业检修，其计划的安排更精确、更严谨，要求更严格。
4）放射性的防护
在对放射性介质管线上的阀门进行解体检修时，为了避免放射性介质流出、人员受到辐照污染风险，在解体阀门前，首先应确认系统中的介质已排空，在解体时，为了防止残留介质的流出，则需要对残留介质进行收集，同时维修人员应根据辐射防护人员的要求，穿戴好合适的辐射防护用品，避免受到不必要的辐射剂量。阀门在解体时，把阀芯、阀杆取出或中法兰打开时，由于在阀门内腔部件上存在放射性介质残留，则应及时进行去污处理。如果是气态放射性介质，在打开前应搭设负压棚，进行封闭，防止污染物排出造成相邻区域也受到污染。
5）核安全保证
核电站由于涉及到核安全，这不仅关系到参与电站维修活动的人员安全，也关系到公众的安全，因此所有维修活动都要受到严格的全面的控制，各检修承包商的活动也要受到监督。每一个维修人员，每时每刻都要想到“工作质量”，质量保证是电站实现其安全目标的重要手段，当每项检修活动的质量都得到保证了，则机组的核安全也就得到保证。
4.核电阀门检修要点
4.1阀门检修工作文件准备
核电检修工作是以工作包的形式开展，工作包是电站工作人员开展工作的主要文件，工作包中有操作步骤、风险分析、安措、辐射防护、图纸、规程、备件信息、工机具信息等诸多内容，工作包的准备质量直接影响工作的质量和人员的自身安全，因此技术人员应对所检修阀门对象进行认真准备工作包。
4.2备品备件、工机具准备
检修作业人员应根据工作包的相关信息，领取相关的备件、备件，并仔细核对备件的正确性，根据拟检修阀门的实际情况，准备相应的工机具，保证检修作业能顺利开展。
4.3阀门检修实施
阀门检修一般分为：外观检查、解体检修。
4.3.1阀门外观检查
主要工作：检修阀门填料压盖、中法兰及阀门法兰是否存在外漏、手动传动机构及电动执行机构是否存在漏油现象、气动执行机构是否存在外漏、手动执行机构动作是否灵活、阀门各紧固部位力矩是否满足要求，外观腐蚀情况、阀门动作是否正常等等工作。
4.3.2阀门解体检修时一般按以下顺序进行：
A）.仪控部件拆卸
在进行解体之前，应先由仪控专业人员把阀门的定位器、电磁阀、气源管线等仪控部件拆除，以便于阀门的检修。
B）.拆卸执行机构
阀门的执行机构有手动传动齿轮箱、气动执行机构、电动执行机构等形式，应先拆除这些执行机构。
C）.拆卸阀门
把上阀盖从阀体上拆下来，在中法兰的连接处做好标记。
在阀体中取出阀芯、阀杆部件、套筒，阀体垫片、双头螺柱；拧下阀座、阀座垫片等等。
D）.部件修复、更换
对阀门气动执行机构上的各密封垫片，必须更换，对于阀门本体上中法兰密垫片、阀杆压盖填料必须全部更换。部件上的螺纹有缺陷，必须进行修复处理，齿轮缺齿，则应更换，各部件若存在裂纹，则应进行更换等等，阀门密封面若有沟槽或坑点，经过测量之后的沟槽或坑点超过0.5mm，应该采用车床加工的方法对沟槽或坑点进行修复或者消除；若是沟槽或坑点在0.5mm以内，并且不明显，则采用研磨法进行修复，保证密封面的平整。所有缺陷的处理，必须及时发QDR（不符合项报告），然后根据批准的处理方案来进行处理。
E）.重新组装
按拆卸时的反顺序，组装执行机构及阀体，在装配时，应注意在阀门各转动/滑动部位及密封部位均应涂抹润滑脂，以减少摩擦，提高设备的使用寿命；阀门上各固定螺栓，在回装前，其螺纹部分应防咬剂，以免后续阀门在运行中因为升温、升压、冷热交变应力等原因，造成螺栓被咬死而不能拆卸。对于螺栓紧固时，有力矩要求的，则应按力矩值要求进行紧固，有尺寸复核要求的，则应复核尺寸。
F）.性能试验
执行机构、阀体本体组装后，可以单独进行动作试验，确认动作正常，也可以执行机构与阀门本体装配一起后，进行动作试验，确认阀门动作灵活、正常。对于阀门密封面还应进行红丹粉、蓝印试验，或进行压力试验，确认密封可靠。离线试验检查合格后，然后恢复仪控部件，再进行品质再鉴定，确认阀门满足运行要求，所有试验应根据相关的维修规程、设备维修手册或标准执行。
结束语
由于核电涉及核安全，为了保证其安全性和可靠性，其涉核阀门结构有其自身特点、它不但要保证正常的功能要求，同时还应综合考虑诸如辐照、密封、承压、特殊工况、特殊工作环境等等方面的要求。同理核电阀门检修也有其独有的特点，它要求从制定检修计划开始，到实施整个过程在核安全、检修质量、设备可靠性、人员安全等都能得到有效控制。其最终目的，保证核安全，保证公众安全。
参考文献：
[1]张丽芳.海上浮动核电站控制阀可靠性与稳定性研究[D].兰州理工大学，2018.
[2]吴松林，陈湛杨.核电汽轮机阀门性能诊断实践及改进[J].科技视界，2018（14）：49-50.
论文作者:唐志国
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/7
标签：阀门论文; 核电站论文; 介质论文; 系统论文; 核电论文; 执行机构论文; 放射性论文; 《基层建设》2019年第4期论文;