摘要：本文简单介绍了台山一期EPR堆型中主蒸汽泄压隔离阀阀门的主体结构及附属阀门，阐述阀门的工作原理。着重介绍了阀门在施工过程中的安装工序和安装特点，同时基于台山主蒸汽泄压隔离阀的施工经验，对施工过程中国碰到的问题，以前处理措施进行反馈，对后续项目阀门施工提出相应的合理化建议。
关键词：主蒸汽泄压隔离阀；施工特点；经验反馈
一、背景介绍
台山EPR核电堆型属第三代核电堆型，相比以往的二代核电堆型，通过在设计方面采用更多的安全冗余理念，在设备方面采用更多的精密设备，使机组的安全性和可靠性都得到了有效的提升。在核岛系统中，EPR堆型新增了蒸汽大气排放系统，其参与蒸发器超压保护、放射性屏障和主回路冷却水热量导出的功能。蒸汽大气排放系统总的排放能力是50％正常蒸汽流量。主蒸汽泄压隔离阀作为蒸汽大气排放系统中的关键阀门，对参与蒸汽发生器超压保护，事故工况下的热量导出起到重要作用。
二、主蒸汽泄压隔离阀简介
主蒸汽排放隔离阀与主蒸汽上游管线相连，在机组正在运行时，阀门处于关闭状态，在需要进行蒸汽排放时，与主蒸汽调节阀配合，实现蒸汽按要求的排放速率进行排放。当主蒸汽调节阀出现故障时，其作为最后一道边界进行隔离，防止蒸汽外泄。主蒸汽排放隔离阀由德国SEMPELL 厂家制造，其整体结构见图2.1。由1个主体部分阀门和相邻的阀组构成。这些阀组包括2条平行冗余的先导回路和1条蒸汽取样管线。主阀包括1个高压弹簧及阀芯组件，在顶部有联动的阀位指示器及对应的传输电缆。阀芯先导回路包括1台检修闸阀和1台电磁阀组成。正常运行时，主蒸汽泄压隔离阀由弹簧和汽腔组成，上下汽腔都从主蒸汽管道引入蒸汽，先导回路上两个手动隔离阀开启，电磁先导阀失磁关闭，先导回路不通，主蒸汽泄压隔离阀在弹簧的作用力下保持关闭。当接到开启信号时，电磁先导阀励磁，先导阀开启，先导回路打通，上汽腔的蒸汽经过消音器排入大气，下汽腔的蒸汽克服弹簧力开启主蒸汽泄压隔离阀，消音器外用罩子罩住，超压时会打破固定物。当蒸发器压力低于2.4bar.a时，阀门由于机械原因无法打开，而关闭无压力要求。如果要开启主蒸汽泄压隔离阀，则要开启一个电磁先导阀回路；这个开启信号可以从仪控系统上发出，还可以在现场蒸汽阀门间直接操作电磁先导阀，但蒸发器压力要足够，两个先导回路都开来开启阀门时蒸发器压力至少需要2.4bar.a，而只开一个则蒸发器压力至少需要3.5bar.a。
图2.1 主蒸汽泄压隔离阀
三、主蒸汽泄压隔离的安装
1.主阀的安装
1.1、主阀的解体
由于阀门焊接前需对主阀进行解体，以避免焊前预热和焊接热影响对阀门密封件造成损伤。考虑现场施工环境和施工逻辑，应在无尘车间先进行阀门解体工作，待将阀门解体拆除阀芯组件后，再将阀体部分单独运输至现场焊接。具体安装工序如下：
▶拆除主阀位置指示器电缆及位置指示器定位轴
▶采用螺栓拉伸机拧松阀体螺栓，同时采用4根M10长400mm的细长全螺纹螺栓安装在阀体四处定位孔处，进而拆除阀门中法兰及螺旋弹簧；
▶将阀门内部组件整体吊出后，拆除阀芯、阀杆等组件。需注意，内部密封活塞环需在此过程一并拆除后独立存放。
▶阀门解体后，需对阀芯及阀座的密封面高度及平整度进行测量并记录
▶将阀体部分运输至现场进行焊接
1.2主阀的焊接
主蒸汽泄压隔离阀主阀通过对接焊形式焊接到主蒸汽母管上，位于主蒸汽母管的侧面支管上。根据RCCM S1300篇规定，阀门焊接前需要对管段进行焊前预热处理，阀门在现场焊接过程中，需对阀芯密封面做好相应的保护和防异物措施。阀门焊接完成后，需要对焊缝内壁进行人工打磨，待打磨完成后再进行无损检验。阀门焊接完成后，需再一次对阀芯、阀座密封面的高度和平整度进行测量并记录。如超差需按程序进行研磨处理。
2.阀门参与压力试验的状态设置
主蒸汽泄压隔离阀作为蒸发器二次侧压力试验的重要压力边界，需参与蒸发器二次侧压力试验，试验介质为水，最大压力150 bar。由于主阀阀芯组件的精度要求以及阀门先导回路闸阀和电磁阀的阀体最大承受压力不能满足打压要求，需在阀芯组件抽除的状态进行，采用专门用于压力试验的盲板对阀门的侧面连接位置进行封堵，阀门顶部则采用原中法兰进行回装，以已满足阀门压力试验要求。
3.阀门压力试验后的回装工作
待阀门完成水压试验后，需第一时间拆除阀门中法兰，清除残留水渍，检查阀门密封面是否损伤，如有，需对密封面进行研磨处理。待阀门密封面确认合格后，就可以开始阀门内部组件的回装工作了：
▶将阀芯和阀杆进行组装，需注意阀芯顶部装配齿轮配合，在完全拧紧的状态下，回退2-3扣齿轮螺纹。
▶将阀门内部组件按序装配到中法兰上，注意密封活塞环的开口位置，装配完成后，可借助起重吊具吊起阀杆后再释放，以判断阀杆动作是否顺畅。
▶将阀门中法兰组件整体吊装至现场安装，在安装过程中需注意中法兰整体落位前，需用单独的吊耳将阀杆吊起，以避免中法兰整体落位前阀芯与阀座直接接触，因吊装晃动造成密封面损伤。
▶待阀门中法兰回装完成后，利用螺栓拉伸机对阀门螺栓进行紧固，紧固拉伸压力为1000bar，分20%，50%，100%分三次对螺栓进行拉伸紧固。
▶安装阀位指示器定位杆，定位杆通过十字绞形固定在阀杆顶部位置，需验证定位杆是否牢固，随后安装阀位指示器外壳套筒及电缆。
4.闸阀的安装
附属隔离闸阀通过螺栓连接安装在阀门的两侧，紧固力矩475N.M，安装前需检查闸阀启闭件的状态，需保证两台闸阀都处于开启状态，两台闸阀采用连锁装置的锁定装置，需对锁定装置钥匙是否通用进行验证。
5.电磁阀EMS6的安装
附属隔离闸阀通过螺栓连接安装在闸阀的下游，电磁阀顶部电磁单元需预留操作空间，以便后期现场进行直接手动操作电磁阀，电磁阀的出口法兰通过排气管道连接至消音器排放通道。根据后期经验经验，电磁阀出现泄漏维修的概率很高，在安装过程中，需注意对电磁阀清洁度和防异物控制的管理。
6.取样阀NICO4500阀安装
取样阀NICO4500阀门通过螺栓连接安装在阀门侧方，阀门运行工况下处于关闭状态，仅在需要取样时打开，通过后续的仪表管线进行排放取样。
四、主蒸汽泄压隔离阀的经验反馈
1、在主阀中法兰解体和回装的过程中，由于阀体螺栓螺纹长度不够，在螺母松开后仍需要克服一部分压缩弹簧的弹力，为了对阀门中法兰进行固定，需采用4根独立的M10小螺杆及六角螺母进行固定，但由于M10螺纹过细，本体容易弯曲，且松紧六角螺母的时间过长，影响整体阀门的拆解和回装效率。建议后续项目，制作4根与本体螺栓一一致的M36通体螺纹螺杆及六角螺母，螺杆长度与弹簧完全伸展后的长度一致。在对角拧出4根本体螺栓后，替换安装至阀体用于固定中法兰。
图4.1 阀盖定位螺纹杆和螺母示意图
2、由于阀门在焊接前需要解体，焊后需要回装。针对阀芯组件部分考虑现场作业环境等因素，建议在无尘车间进行，考虑后续中法兰组件现场的运输吊装的安全和稳定性，需制作相应的运输存放架，用于将解体后的阀门运送至现场进行安装。
图4.2 阀门运输存放架
3、阀芯组件中的密封活塞环，是阀门密封的关键部件，其本身属于金属密封件，在取出及回装过程中极易造成损失变形或划伤阀门内部组件的情况。需要采购对应的专用工具用于拆除活塞环。另外由于阀门从拆到装需要一定时间，阀门组件在拆除后，需涂抹防锈油进行防护，避免生锈，对于密封活塞环需单独包装存放，以免交叉污染。
图4.3 活塞环拆卸工具
4、阀门在解体回装过程中，对于阀芯和阀座的密封面检查尤其重要。其过程除了检查密封面表面无划痕外，还需对密封面的密封材质堆焊高度和平整度进行验证。如图4.4通过对阀芯阀座高度X的测量取值来验证密封面的平整度，其中根据制造厂要求，阀座密封面平整度偏差不得大于0.1mm，阀芯密封面平整度偏差不得大于0.05mm。
图4.4 阀芯阀座测量高度X
由于阀门中腔法兰的尺寸较大，一般的深度尺无法对阀座高度进行测量，因此阀座测量高度X的测量需定制专用的深度尺工具进行测量如图4.5。
图4.5 阀座高度测量定制深度尺
根据密封面检查结果，如阀芯阀座密封面有划痕，则采用专用研磨工具进行处理，如阀芯阀座密封面平整度超差，则需要先对其进行粗加工见图4.5，其中阀芯采用机加车床进行车削处理，阀座采用专用气动研磨机进行研磨，待粗加工后，再进行研磨工具人工研磨。
图4.6 阀芯阀座的机加示意图
5、阀门解体过程中，需严格按照程序步骤执行，避免使用过于尖锐的工具进行阀门部件的拆解工作，以免损伤阀门。台山项目施工过程中发生因现场工人在阀芯组件未抽离的情况下，进行中法兰垫片的拆除，因垫片取出销铳敲击的位置和力度控制适当，进而损伤了中法兰垫片压槽，造成深度近0.5mm划痕。在经过与厂家及设计的讨论后，后续通过研磨砂纸对其打磨，并通过微弧焊焊接，对划痕表面进行修补解决。
图4.7中法兰划痕修补过程
参考文献：
[1] 台山核电合营有限公司著，《EPR核电厂系统与设备》
[2] 盛青，国外核电站阀门，北京，科技传播，2000
论文作者:杨加彬
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/14
标签：阀门论文; 蒸汽论文; 法兰论文; 螺栓论文; 先导论文; 台山论文; 组件论文; 《基层建设》2019年第21期论文;