核电阀门的检修空间要求分析

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本文对核电站的常见阀门类型和检修空间要求进行分析，结合项目工程实例分析维修空间不足时的处理措施。为优化核电厂的工艺布置设计，从阀门厂家、工艺布置设计者和现场安装人员等三个方面提出了工作中的注意事项，对后续新项目的阀门检修空间保证提出了合理的建议。

    核电站应用的阀门种类繁多，数量庞大，每个机组核岛工艺系统的阀门数量约为数千个，公称直径从几毫米到几百毫米不等。同时核岛厂房内管道布置密集，工艺管道、暖通风管、电缆桥架、设备本体、支架等占据了很多空间。根据现场的经验反馈，核电厂内存在一些由于阀门的检修空间不足，而导致在管道安装完成后需要改造的情况，造成了时间和成本的浪费，延长了项目施工工期。文章试就各种阀门的检修空间要求进行分析，说明核岛厂房现场反馈的检修空间不足案例及其解决方案，并提出在新项目中避免出现此类问题的方法。

    1、核电阀门分类及其检修要求

    核电厂内的阀门按照类型，基本可分为闸阀、蝶阀、球阀、截止阀、止回阀等；按照端部连接形式分，可分为焊接、螺纹和法兰连接。按照操作方式可分为手动、电动、液动、气动、气液联动等各种形式。不同种类的阀门可能出现的故障不同，对应的检修内容也各异，但是通过分析阀门的主要构造，可发现其检修空间要求可以归纳为几类。

    如图1所示，阀门的主要部件可大致分为：阀体、阀盖、阀座、阀瓣、阀杆、填料、填料压盖、执行机构、对应的连接件、密封件等。根据阀门类别不同，所包含的部件可能与上述内容有所区别。文章探讨的是大多数阀门的适用检修空间要求，对于特殊阀门检修方法和需求空间以设备厂家图纸要求为准。

    需要在线检修和拆卸的阀门，其需要的主要空间范围包括：

    1、阀体和阀盖拆分所需空间；

    2、填料压盖打开及更换填料所需空间；

    3、阀杆、阀瓣等内部构件从阀体腔中取出所需空间；

    4、阀门的执行机构拆卸所需空间；

    5、阀座研磨修理所需的空间。

    2、现场阀门检修空间不足问题探讨

    根据上述分类方法，以核电站施工现场反馈的检修空间不足问题作为实例对上述问题进行分析，并列出现场的实际处理方法。

    2.1 阀体与阀盖拆卸所需空间不足

    阀体和阀盖之间如采用螺栓连接，则阀盖周围需要拆卸螺栓空间；如果采用螺纹连接，需预留专用工具操作所需空间。

    2.1.1 螺栓连接的阀盖和阀体。

    在两个相邻的房间内，分别布置了两台完全相同的泵；为防止飞射物影响，泵用隔间进行隔离。为节约空间及考虑阀门的操作，泵出口的管道布置在泵基础与墙壁之间的缝隙里。阀盖与基础和墙壁有足够的间隙，并未发生实体碰撞。现场模拟检修时发现，阀盖底部的螺栓无法用固定扳手拧紧。靠近设备基础处的两三颗螺栓，周围空间不能满足固定扳手伸入的要求。

    为了解决此问题，一种方案是调整阀门的布置位置，将阀门向远离基础的方向移动，另一种方案是对设备基础进行处理，凿除螺栓附近部分基础表面的装修层。经过权衡工作量和对现场工期的影响，在建项目中采用了第二种方案。对于新建项目，因为布置空间紧张，阀门仍然需要布置在基础和墙壁之间，但通过准确的计算，可以将阀门的位置向墙壁方向略移动一些，避免此问题的产生。

    2.1.2  螺纹连接的阀盖和阀体。

    未收到现场关于阀体和阀盖之间螺纹部分拆卸空间不足的反馈，但是有一些螺纹及唇焊密封阀门的唇焊切割空间不足的经验反馈。

    唇焊阀门是阀盖与阀体之间采用螺纹连接，为了增加连接的可靠性和密封性，分别在阀体和阀盖上加工一圈凸缘，完成螺纹连接后，再将阀盖与阀体焊接在一起的工艺。唇焊阀门厂家原设计采用（焊刀）对唇焊进行切割，但现场实践结果发现焊刀切割的精度太低，容易破坏阀门，甚至导致阀门报废。为了提高切割效率并降低对阀门的破坏，阀门厂家研制了专用的切割工具。但其需要的维修空间随之增大，需要在阀盖的一周留出专用工具的施工空间。

    为了解决唇焊阀门的空间要求，核岛厂房的一些房间内需要对阀门周围管道的工艺布置做出较大的修改，有的需要修改阀门的支架形式，将支架修改为可拆卸类型，在阀门需要检修时拆除支架，以保证阀门的检修空间。

    2.2 填料压盖打开所需检修空间不足

    经查询，项目未发生过因填料压盖的螺栓需打开而导致的空间不足问题。

    2.3 阀门内部构件取出空间不足

    大部分的阀门图纸会在阀门图纸的顶端给出检修空间要求，但并未列明是执行机构拆卸所需空间或者内部构件拆卸所需空间。现场的布置条件严苛时，阀门上方可能会有其它的工艺管道、风管、桥架或其它管道的支架等，阻碍了阀门的检修空间。这种类型也是现场反馈检修空间受阻的数量较多的一类。

    对于布置在成排管道中的内侧的管道阀门，当阀芯部件在阀门中取出后，需要跨越其它管道才能被顺利移出。现场存在各种影响阀门内部构件移出的情况，例如旁边的管道与顶部结构间的空隙不能满足要求；阀盖上方有支架等阻碍了阀盖的移出路径；电缆桥架、风管等阻碍了阀门的检修等。

    现场解决此类问题时一般都是综合考虑修改的难易程度，修改阀门或者风管等的位置或走向，在阀门周围让出足够的检修空间。

    2.4 阀门执行机构检修空间不足

    阀门的电动、液动、气动执行机构一般尺寸较大，对于小口径的阀门，其执行机构占据空间相较阀门本体要大。现场存在一些执行机构被周围钢平台护栏遮挡而无法检修的案例，处理方法一般是对钢平台的阻挡处的护栏进行切割。

    2.5 阀座研磨修理所需的空间

    现场有少量关于阀座研磨空间的反馈，如果阀门周围空间和阀门直径较大，提供了便利条件采用高效率的研磨工具进行研磨；而不能满足空间要求的，需要手动方式研磨，效率较低。

    现场对于这种情况的处理方法是，如果可以修改阀门或周围布置情况以满足架设研磨工具要求，则会进行修改；如果空间实在无法满足，也可以在征得业主同意的前提下维持原状。

    2.6 离线检修阀门整体拆卸所需空间

    离线检修阀门指阀门会整体从管道上移走的阀门，通常采用法兰或者螺纹与管道系统连接。因核电站对于密封的较高要求，核电工艺系统中大部分阀门是焊接连接。所以离线检修阀门空间不足的反馈较少。

    3、阀门检修空间不足的解决方法

    根据上述对各类阀门检修空间不足问题的分析，可以了解现场常见的各种检修空间不满足的案例。为了解决现场阀门检修空间不足的问题，阀门厂家、工艺布置设计方和现场安装单位应根据自身的工作特点，进一步完善工作内容及流程，具体方式如下。

    3.1 对于阀门设计生产厂家

    阀门厂家应在阀门图纸上给出必需的最小检修空间，并结合阀门检修工艺和通用工具，对各个需拆解部分的周围所需空间均做出规定。目前大多数阀门图纸上检修空间给的不够完善，只给出了沿阀杆长度方向的一个空间要求。根据文章前方的分析，阀门的检修空间包含并不限于这部分内容。

    部分阀门图纸的检修空间给的过大。阀门厂家没有针对每个阀门的实际情况进行分析，而是按照保守估计，给出了一个较大的空间要求数值。例如某个止回阀图纸上厂家要求的检修空间为>、、毫米，但根据阀门的结构尺寸分析，3、、毫米就足以满足要求。过大的检修空间增加了设计和安装方满足此要求的难度。当布置情况确实无法满足图纸要求，而现场又足以顺利完成检修的情况出现较多后，阀门图纸上的要求检修空间将失去其指导意义，也将导致设计安装时对此不够重视的情况出现。所以，阀门厂家需要在图纸上给出完整而又准确的检修空间要求。

    3.2 对于工艺布置设计者

    工艺布置设计者是解决阀门检修空间不足问题的主要责任方。如果采用二维布置设计，则在绘制管道平面及立面规划图时，应根据阀门厂家提供的尺寸和检修方法对阀门的检修空间重点关注，并在图纸上预留合适范围的虚线框，以提醒其它专业人员在后续布置时注意避让。

    如果采用三维模拟设计工具，则应利用三维建模工具自身的优势。根据阀门图纸将阀门周围所需的检修空间以虚拟体的方式建出。并进行碰撞检查，及时修改。无论是二维布置还是三维布置，都可以综合考虑阀门周围的布置情况和阀门的安装要求，有需要时可将阀杆和执行机构转动放置在一个合适的角度（需在厂家图纸允许的安装方向范围内），并在施工图中将其表达出来，指导现场安装。

    3.3 对于现场施工方

    无论是工艺、暖通、电仪或者钢平台的安装方，都是发现阀门检修空间不足的责任方。尤其是阀门先安装的情况下，现场布置时需避让阀门的检修空间。如果问题无法避免时，应在安装阶段及时提交设计方确认、澄清和修改，从而赢得解决问题的时间，避免后续安装完成后的改造。

    综上所述，核电阀门的检修空间受到其它物项阻碍的情况时有出现。文章按照阀门的结构特点，归纳了常见阀门检修所需空间。分析了一些典型案例和其解决方法，并根据阀门厂家、工艺布置设计方和现场安装部门的工作特点，提出各方的可优化的一些工作内容，为后续项目中阀门检修空间的保证方法提供了指导。