台山核电合营有限公司工程部广东省江门市
摘要：本文简单介绍了台山一期CEPR堆型中核岛阀门的安装概况，讲述了核岛阀门的分类和驱动装置形式。重点对核岛主蒸汽隔离阀、主蒸汽安全阀、主蒸汽排放隔离阀、稳压器喷淋阀等重要阀门的结构特点、工作原理以及安装过程遇到的问题及解决方案进行介绍。针对台山项目阀门编码管理中采用的不同于CPR项目的阀门VSN编码，从VSN编码定义以及阀门VSN编码在阀门设计、采购、现场安装过程中的应用进行阐述。结合核岛各类阀门的结构特点和安装技术要求，重点阐述了阀门安装管理思路，包括阀门施工管理逻辑中涉及的主要安装活动、不同结构阀门对于安装时机的选择、现场安装时阀门安装方位的选取原则、阀门安装流向的通用要求、阀门安装过程中对阀门启闭件状态的控制以及阀门焊接过程的技术要求和注意事项。并对后续项目核岛阀门安装管理，从阀门安装通用技术在供货阶段形成反馈、严格把控管道内部清洁度对阀门安装质量的影响、督促施工班组树立质量意识和阀门成品保护意识等方面提出建议。
关键词：核岛阀门；编码管理；管理思路；建议
一、台山一期核岛阀门安装概况
台山CEPR项目1、2号机组的各类阀门总计约30000台，分属于44个采购子包，来自20家供应商（国内3家）。阀门类型主要有截止阀、闸阀、球阀、蝶阀、隔膜阀、调节阀、减压阀、止回阀、安全阀、疏水阀等10种结构类型，阀门驱动装置主要有手动、电动、气动和电磁驱动4种类型。主要分布在安全厂房（HLX）、反应堆厂房（HRX），辅助厂房（HNX），和燃料厂房（HK-）等厂房内。
二、台山一期重要核岛阀门简介
除常见的阀门类型外，核岛阀门中不乏一些加工精度高、生产工艺先进、防漏性能好的阀门，其正常运转对系统安全起到关键作用，因此在安装阶段的要求较高。下面就这几种重要阀门的结构和安装过程出现的问题分别作简单介绍：
1、主蒸汽隔离阀
主蒸汽隔离阀为楔形双板闸阀，供应商为美国Flowserve。主蒸汽隔离阀可以保证在正常停运或者事故工况下切断主蒸汽管线向常规岛的供汽，因此其除具备正常速度关闭、打开的功能外，还可以在事故状态下迅速关闭（5s之内）。主蒸汽隔离阀上部充有氮气，下部充有高压油，通过独特的电动/液打开、气压关闭来实现阀门功能。阀门开启时，由电动油泵向主蒸汽隔离阀下部注入高压油，克服氮气压力，将主阀打开。阀门关闭时，通过2列冗余的泄油管线排出高压油，阀门在高压氮气的作用下快速关闭。主蒸汽隔离阀阀体与管线以对接焊方式连接，焊接工艺和VVP管道焊接工艺相同。焊口需进行预热和焊后热处理。台山项目主蒸汽隔离阀在启动时，出现电动油泵运转后无法正常抽取液压油的问题。经分析，原因为在运输过程中，阀门水平放置，导致部分空气挤压在油泵内部，影响油泵工作，后经真空泵在油泵出口处抽取空气后解决。主蒸汽隔离阀结构见图2.1。
图2.1主蒸汽隔离阀
2、主蒸汽安全阀
图2.2主蒸汽安全阀
主蒸汽安全阀为非能动弹簧加压安全阀，供应商为德国Bopp&Reuther厂家。其被安装在安全壳和主蒸汽隔离阀之间的主蒸汽管线上，每条主蒸汽管线上2台，用以实现二回路超压保护。当系统内部的工作压力超过安全阀整定压力（104±1.5bar）的3%，蒸汽压力克服弹簧力将阀芯顶开，进一步增加压力，大量的气流将从安全阀的出口排出，降低系统内部的压力。当系统内部的压力小于整定压力的6%时，安全阀将自动关闭。主蒸汽安全阀在存储期间时，阀腔内部及阀杆表面多处锈蚀，后经供应商到场对阀门进行解体除锈，后续项目可注意加强对该阀门的成品保护。主蒸汽安全阀在焊接前，需对阀门进行解体。在水压试验前，回装阀门上部组件，并将阀门调整至锁紧状态。主蒸汽安全阀结构见图2.2。
3、主蒸汽排放隔离阀
主蒸汽排放隔离阀由1个主阀、1个隔离阀和2个平行冗余的先导回路组成。每个先导回路由2个电磁阀和一个闸阀组成，供应商为德国SEMPELLAG厂家。正常运行时主蒸汽排放隔离阀上下汽腔都从VVP引入蒸汽，先导回路上闸阀开启，电磁阀失磁关闭，先导回路不通，主蒸汽排放隔离阀在弹簧的作用力下保持关闭。当需要接到开启信号时，电磁阀励磁开启，先导回路打通，上汽腔的蒸汽通过消音器排入大气，下汽腔的蒸汽克服弹簧力开启主蒸汽排放隔离阀。主蒸汽排放隔离阀的开启需要1.8s，关闭时间约为5s，对参与SG超压保护，事故工况下的热量导出起到重要作用。主蒸汽排放隔离阀结构见图2.3。
图2.3主蒸汽排放隔离阀
4、稳压器喷淋阀
稳压器喷淋阀由一个电磁控制单元和主阀组成。供应商为瑞士CCIAG厂家。其被安装在稳压器上部的两条喷淋管线上，通过调节阀门开度来控制喷淋流量，每个阀门最大流量30kg/s。稳压器喷淋阀通过电磁驱动控制其位于内部阀腔中的先导阀动作，调整主阀芯上下通道压力差来引起主阀芯动作。
图2.4稳压器喷淋阀及内部结构
三、台山一期核岛阀门编码管理
1、台山一期核岛阀门标识编码
图3.1VSN码编码构成
除阀门RIN码外，台山一期采用阀门VSN码（ValveSpecNumber）实现阀门特性的定义和选用。阀门VSN码用以确定阀门及其详细设计信息，相同VSN码的阀门在安装时，可以进行互换混用。因此在管理当大宗材料类阀门时，阀门VSN码可以用来标记、选用阀门。阀门VSN码定义包括阀门种类、公称直径和进出口内壁/外壁厚、安全等级、质量等级、旁通信息、驱动类型、限制开关、驱动机构变量和不可预计情况下的特殊变量等信息。图3.1解释了阀门VSN码的编码结构：
2、阀门编码管理中阀门VSN码的应用
阀门VSN码是贯穿阀门设计、采购到现场安装过程的识别码，阀门编码管理的整体流程如图3.2。
图3.2阀门编码管理的整体流程
四、台山一期核岛阀门安装管理思路
1、阀门施工管理逻辑
台山一期核岛阀门的施工管理逻辑如图4.1所示：
图4.1阀门的施工管理逻辑
2、阀门安装时机
一般来说大部分阀门可以直接根据安装图纸、供应商安装技术要求和行业安装技术要求安装，但部分阀门还有其它的先决条件满足后才能安装。
调节阀：
大部分调节阀阀芯的结构复杂、精密，阀笼中的通道曲折狭窄，极易被杂质堵塞，为了确保不在系统冲洗、吹扫时遭到堵塞、划伤等，因此大部分调节阀安装后在系统冲洗或吹扫工作之前，需拆除阀芯，等到清洁工作完成后才回装。
安全阀：
大部分安全阀都应作为系统压力试验的保留项。
止回阀：
如止回阀流向与系统试压或冲洗的介质流向相反，或者虽然流向一致，系统试压或冲洗后止回阀一侧的水却无法排出，该阀门应作为系统试压或冲洗的保留项：要么暂不安装，要么先抽芯安装。
对于一些比较精密、易为外力损坏的阀门，其安装时机应该尽量放在其所在区域其它物项被尽量多安装完成以后。
3、阀门安装方位
台山一期核岛阀门安装中，由于采用三维模型布置出图，在法国设计方ANP出版的安装图纸上均给出了阀门的安装位置、阀杆朝向、阀门驱动机构朝向等详图信息，在中方设计院C23出版的安装图纸上也给出阀杆朝向角度的信息，因此大部分阀门可以直接按图施工。但由于设计布置未充分考虑阀门本身结构特点，安装时需结合阀门厂家对于阀门安装方位的要求，确保图纸安装方位在厂家要求的安装方位范围内。当发现按照现有信息安装并不便于后续的电仪接线、检修或手动操作，甚至与周围物项位置上冲突等。在授权范围内，现场应该按如下原则处理阀门的安装方向问题：
为电仪接线、手动操作和维修留下足够的空间。其中维修空间包括：驱动装置的拆卸/回装空间、阀杆和阀瓣的起吊空间、法兰连接螺栓的拆装空间，重量较大的阀门必须考虑到起吊装置会占用一定的空间。
目视阀位指示器，应该在人容易看到的角度。
一般闸阀、截止阀应尽量布置在水平流向的管道上，止回阀则根据其结构特征区别处理。旋启式止回阀安装在水平管线上时，阀瓣旋转轴应该水平；安装在垂直管线上时，阀瓣旋转轴与管线轴线的夹角偏差不能超过5°。升降式止回阀应安装在水平管线上阀盖竖直向上，避免安装在垂直管线上。
4、阀门安装流向
阀门安装时应确保其介质流向指示与安装图纸的要求一致。工程惯例和行业标准都要求，对于介质流向为单向流动的阀门，如安装图纸上没有阀门流向要求，应该把阀门安装成使介质从阀座下面向上流动，或者是阀瓣开启的方向与介质主要流向一致（即所谓“低进高出”）：如此既能使阀门上腔在关闭时不承受压力从而降低上密封泄漏的可能，又能在开启时借助介质压力使手动操作方便。逆止阀如果安装在垂直管段上，应该确保介质流向与阀门出口都朝上。
5、阀门安装时启闭件状态
为了保证阀门的安全，通常制造厂家的运行维修手册中，对安装时阀门启闭件的启闭状态应有说明；没有说明的，应该遵守如下原则：焊接阀门，半开启；法兰和螺纹连接的阀门，全关闭；焊接阀门有非金属阀瓣的，先卸下阀瓣再焊接。
6、阀门焊接技术要求
大部分阀门是焊接式的。除了常规焊接规定外，阀门与管线的焊接过程还有如下特殊要求：
焊接前必须检查、核对阀门的启闭状态。
为了避免焊接时产生的电弧对密封面产生不可修复的电击损伤，必须保证电流不通过阀门：接地线既不能跨越阀门接到另一侧的物体上，也不能连接在阀体、手轮、电机等阀门任何部件上面，确保焊接电流不通过阀门形成回路。否则，焊接时产生的电弧会击伤阀门的密封面。
除对焊接坡口、焊接点固块点固处进行必需的处理外，禁止对阀体的任何部位进行非授权打磨；返修相关焊口的打磨活动，也应保证不对阀门任何部件造成损伤。
为保护阀内构件在焊接或热处理时不受到热冲击导致破坏，对有些阀门需要控制施工温度。有两种方式可以解决焊接时温度对阀门的不利影响：一种方式为控制焊接速度来保证温度不超过限制值，如球阀，另一种方式就是在焊接之前进行抽芯处理，如隔膜阀。
五、后续项目核岛阀门安装管理建议
核岛阀门数量众多、阀门类型复杂多样、不同类型阀门的安装技术要求各有特点，且在核电站运行中，真正管道出的问题并不多，90%的原因都是由于阀门问题而引起泄漏。因此各个系统在安装过程中，阀门安装质量至关重要。对后续项目核岛阀门安装管理，根据现场安装经验，个人提出几点建议。
1、阀门通用技术要求应在供货阶段形成反馈
台山项目隔膜阀采用的整体发货形式，由于隔膜阀隔膜头属于橡胶材料，易受焊接温度影响损坏进而影响密封性，因此在安装前需对隔膜阀进行解体，待阀体焊接完成后，回装阀门上部组件。如能采用分体发货的形式，就可减少现场的工作量，同时也避免易损部件（锁片）的更换。
安全阀在发货时，阀门顶部未用堵头顶死，导致阀门在运输途中，阀芯频繁动作，造成阀芯密封面损伤。在安全阀压力整定过程中，大量阀门出现密封性试验不合格，需对阀芯进行研磨，耗费大量物力、人力。
上述问题，根据阀门通用技术要求，可以提前在供货阶段对阀门发运状态进行规范，从而有效保证设备质量，同时减少现场的工作量。
2、严格把控管道清洁度对阀门安装质量的影响
在系统调试期间，多次出现因管道清洁度问题而引起阀门内漏，举例如下：
蝶阀1RRI8110VN在1号机组调试过程中出现阀门内漏，经解体处理发现阀门阀瓣处被一块防火布堵塞，导致阀瓣无法闭合。
仪表阀1RCP1214MPA在1号机组调试过程中出现阀门内漏，经解体处理发现阀座处存有铁屑和水溶纸残渣。
管道内部清洁度不合格，致使管道内残留异物对阀门密封面造成破坏，导致阀门密封面需进行研磨或阀门整体更换，管道异物若进入其他在线设备内部，影响其正常功能，其后果将更加严重。因此管道清洁度是保证电厂设备正常运行的关键因素之一，个人建议采取如下措施以避免此类事件发生：
严把清洁度关，对系统冲洗后管道再次出现返口的作业进行重点控制；
与生产维修部门关于防异物的措施进行交流，采取预防为主的方针；
此类事件在各个项目间进行交流，防止类似事件再次发生。
3、督促施工班组树立质量意识和成品保护意识
在回装1ARE3440VL阀门阀芯时，发现阀座密封面多处出现划痕，密封周围多处有打磨痕迹，经调查发现，班组在作焊口准备时，发现阀腔内部有锈蚀，私自对阀腔内部进行打磨，误伤了阀座密封面。
在完成1RIS03-01压力回路试压后，计划操作1RIS3274VP阀门排水时，发现阀门手轮卡涩，阀门无法正常开启。经对阀门解体后发现阀门内部连接件咬死。经调查发现为现场班组对阀门关闭过度，致使阀门内部连接件螺纹咬死。在试压过程同样发现因闸阀关闭过度导致密封面错位，引起阀门内漏。
施工现场因班组对阀门结构不了解，对阀门成品保护不重视，野蛮施工，造成阀门损坏的事情时有发生，从阀门安装完成到系统调试，是一个漫长的过程，阀门成品保护质量，直接关系到阀门的安装质量。个人建议采取如下措施加强阀门成品保护质量：
组织阀门专用班组定期向其他专业施工班组培训阀门知识，宣贯成品保护意识；
建立重要阀门清单，进行专项跟踪，对发现的问题及时形成经验反馈
六、结束语
核岛阀门安装技术与管理涉及核电站建设的方方面面，无法在本文中全面详述，还有许多值得进一步深入研究的领域，同时本文仅仅是本人在台山项目工作过程的一些观点，难免有疏漏和不足之处，敬请专家领导指正。
参考文献：
[1]马谊，VPRM在台山核电CEPR项目中的应用，北京：电力行业信息报，2010
[2]盛青，国外核电站阀门，北京，科技传播，2000