中国核电工程有限公司郑州分公司核电工艺设计所 河南郑州 450052
摘要：重要厂用水系统（SEC）是完全与质量和核安全相关的系统。本文根据海南昌江核电现场22寸海水蝶阀在安装过程中发现其螺栓孔中心圆直径与贝类捕集器不符合的问题，结合现场实际情况给出相应的解决方案，分析了此类问题产生的原因，并为以后杜绝此类问题产生提出相关建议。
关键词：SEC系统；海水蝶阀；法兰
1.概述
重要厂用水系统（SEC）的功能是把由设备冷却水系统（RRI）收集的热负荷输送到最终热阱-海水。重要厂用水系统为一个开式循环系统，流动工质为海水。与RRI系统类同，每台机组中，SEC系统也分为两个相互独立的系列（A系列和B系列）。系统的每个系列均由两台SEC泵并联从海水过滤系统（CFI）吸入海水，经SEC管道、水生物捕集器及两台并联的RRI/SEC热交换器，将冷却RRI后的海水排入SEC集水坑，再由排水管将其排往排水渠入海。SEC系统管道在SEC泵房及RRI/SEC热交换器房间内均采用内涂氯丁橡胶的碳钢管道，管道及管件之间均采用法兰连接，此部分SEC管道分布于N60、N61、N80、N81、N82区内。为防止破坏衬胶层，管道衬胶后不能再进行动焊修改，因此这部分SEC管道在预制时应保证尽量精确。
2.阀门法兰孔问题
在SEC泵之后的出水管上，进入RRI/SEC板式热交换器之前设置有贝类捕集器，管道布置过程中在贝类捕集器出口处设置蝶阀与其直接相连，在贝类捕集器进口连接处22 寸法兰使用出口连接蝶阀所带的配对法兰。现场实测发现，到货的22寸海水蝶阀本体定位孔及其配对法兰的螺栓孔中心圆直径为685，而贝类捕集器进出口法兰螺栓孔中心圆直径为692，因蝶阀本体及其配对法兰分别要与贝类捕集器进出口连接，导致螺柱无法穿过设备螺栓孔。见下图。
经查阀门图纸，该阀门为海水蝶阀，150磅级，根据《海水蝶阀技术规格书》（0738G4007）规定，此文件应与《核岛阀门通用技术条件》（Q/CNPE.J104.48）结合使用，在《核岛阀门通用技术条件》4.4.2节中说明，采用法兰连接的蝶阀法兰应符合ASME B16.5的规定，而在ASME B16.5《管法兰和法兰管件》正文中没有22寸法兰的相关尺寸，22寸法兰属于非标准法兰。后在ASME B16.5附录H引用标准MSS SP-44-2010《钢制管道法兰》中查得，150磅级22寸法兰螺栓孔中心圆直径为692.2，在ASME B16.5中300磅级、20寸法兰的螺栓孔中心圆直径为685.8，可见蝶阀法兰在ASME B16.5未找到对应150磅级、22寸法兰尺寸的情况下，实际引用了300磅级、20寸法兰的尺寸。
3.解决方案
出现尺寸问题的22寸海水蝶阀共有16台，其中8台两端与管道连接无安装问题，另外8台要与贝类捕集器直接相连，存在螺栓安装问题。因工期较紧，海水蝶阀的配对法兰要与管道预制焊接后送衬胶厂家衬胶，所以所采用的解决方案应以现场工期为第一位。经过讨论研究，共有一下几种解决方案。
3.1法兰扩孔
在贝类捕集器入口处蝶阀的配对法兰螺栓孔中心圆直径小于设备螺栓孔中心圆直径直径，见附图3，可将配对法兰的螺栓孔向外扩孔3mm，保证螺柱能够穿过法兰螺栓孔安装。贝类捕集器入口处与蝶阀本体连接，由于蝶阀本体的定位孔为内螺纹，无法修改，见附图2，只能将贝类捕集器法兰螺栓孔向内扩孔3mm。
经过与二三公司技术员沟通，他们没有给法兰扩孔的设备和相关资质，而且要给贝类捕集器设备的法兰扩孔需获得厂家的同意，类捕集器属于国外采购设备，往来沟通的过程会经过较长时间，而且设备法兰的尺寸符合相关标准，厂家也未必会同意修改设备的方案。
3.2修改阀门位置
阀门位置见管道轴测图：
由于原布置将阀门与贝类捕集器直接相连，可将阀门向-X方向移动至与弯头相接，同时每台阀门需增加2片法兰分别与设备和管道连接。
虽然修改阀门布置可以解决安装问题，但需要相应增加16片22寸、150磅级法兰，现阶段采购16片法兰需要较长的采购周期。管道布置修改需要经过力学专业进行计算，所需时间较长，而且计算过程中还可能引起管道布置的修改，不能满足现场安装时间要求。
3.3阀门返回厂家修改
由于阀门没有按照相关标准制作法兰尺寸，可以要求阀门返回厂家重新制作，根据标准MSS SP-44-2010《钢制管道法兰》中150磅级、22寸法兰尺寸，修改后的阀门将会满足现场安装要求。
经与阀门厂家相关负责人沟通，阀门法兰确实存在尺寸问题，并承诺在阀门返厂后一个半月左右时间可按照标准尺寸制作完成。
综合以上，阀门返厂修改为最合理的解决方案，既能满足现场安装时间要求，又不会对设备和法兰造成修改，所以最终决定采取第三种方案。
4. 原因分析
4.1设计原因
由阀门图纸可以看出，A版图纸中螺栓孔中心圆直径标注φ685与标准尺寸φ692不符，而D版图纸中对应尺寸已改为φ635，并且标准位置模糊不清，经查ASME B16.5发现，20寸、150磅级法兰螺栓孔中心圆直径为φ635，以上问题在图纸审查中都未发现。
4.2阀门厂家原因
由上图可以看出，阀门图纸D版中对应尺寸与A版不一致，标准位置模糊不清，尺寸标准φ635与阀门实际到货尺寸不符。此次阀门法兰尺寸问题阀门厂家江苏神通负有不可推卸的责任，在设计提供的上游设计文件不清楚的情况下，阀门厂家应经过设计同意后才可修改法兰螺栓孔中心圆直径，在找不到对应标准时应发相关澄清或按参考电站（0401）对应阀门法兰尺寸制作。
5. 结论与建议
本文通过现场发现阀门法兰孔中心圆尺寸问题，详述了现场解决此问题的过程和方法，并且分析了此类问题产生的原因。由于阀门设备的特殊性，现场出现的问题比较难以处理，所以应在设计阶段和阀门审查工作中加大力度，发现并解决问题。根据现场反馈阀门问题，建议在0738或者后续项目中增加相关人员加强阀门审查工作，以避免阀门到现场后出现问题，影响现场安装进度。
参考文献：
[1] 海水蝶阀技术规格书（0738G4007）,中国核电工程有限公司, 2009
[2] 核岛阀门通用技术条件（Q/CNPE.J104.48）,中国核电工程有限公司, 2009
[3] ASME B16.5, 美国机械工程师学会, 2003
[4] MSS SP-44, MSS技术委员会, 2010
论文作者:韩世超,刘景源
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/21
标签：法兰论文; 阀门论文; 螺栓论文; 贝类论文; 蝶阀论文; 管道论文; 尺寸论文; 《基层建设》2018年第5期论文;