用于缓解人因失误后果的自密封止回阀拆卸防跑水装置研究

潘灿程

摘 要：核电站一回路边界上安装有大量的自密封止回阀，受限于自密封止回阀的结构特点，在发生人因失误拆除阀门自密封结构导致系统内部介质泄漏时，很难通过操作人员进行密封以停止事件恶化，持续的泄漏将酿成一回路大量失水事故。为了让“遇疑则停”的防人因失误能够顺利实施，恢复设备至安全可靠状态，通过自密封止回阀拆卸防跑水专用工具的开发，确保在自密封止回阀拆卸时，防止系统内残余介质大量泄漏，在存在余压的情况下可以恢复阀门密封，确保系统设备处于安全状态。

关键词：核电站;自密封止回阀;维修;防跑水

1 引言

核电站的年度换料大修是整个电站的一项重要生产活动。大修期间，大量的设备退出运行进行检修，安全保障系统完整性与功率运行期间区别较大，万一发生事故，将造成很大的安全影响[1]。

统计和研究结果表明，核电站发生的各类事件中，与人因有关的事件占事件总数的60%—70%。这说明单纯依靠提高设备的可靠性是不能完全保证系统安全的，预防与减少人因失误对于提高核电站运行安全十分重要。随着核电设备技术水平和可靠性的不断提高，核电站由人因失误导致的事故逐渐占主要比例，防人因失误工具的开发及确保其使用是核电站防人因失误管理的重要措施之一。通过防人因失误工具的运用，以及确保防人因失误工具得以顺利的实施，持续改进，从而不断减少核电站的人因失误，提高核电站的安全运行水平。

2 研究背景

2.1自密封止回阀维修中的“遇疑则停”

核电站一回路边界上及安全系统上安装有大量的自密封止回阀，自密封止回阀在维修拆卸过程中，一是会存在系统带有余压、残余介质，拆卸过程中存在内部残余介质外漏等风险，二是可能存在的人因误拆阀门风险，而受限于自密封止回阀的结构特点，在阀门自密封结构拆除后，当发现系统内部介质大量泄漏时，如果想要使用“遇疑则停”工具，停止工作将设备置于安全状态时，由于受限于自密封止回阀的结构特点，无法通过操作人员进行重新密封，将导致介质持续泄漏，与一回路相连的止回阀持续泄漏时，将导致一回路失水。

如何做到安全停止，恢复设备至安全可靠状态是需要研究的问题。通过自密封止回阀专用工具的开发，确保在自密封止回阀拆卸时，防止系统内残余介质大量泄漏，在存在余压的情况下可以恢复阀门密封，确保系统设备处于安全状态。

2.2设计实体屏障

防人因失误屏障通常分为实体屏障和行政屏障两类。实体屏障即通过对系统和设备科学的设计或改造，优化人机交互界面及操作盘台，减少人因失误的概率[3]。完善、可靠和齐全的维修工具是维修操作顺利进行的前提条件[2]。维修部门应充分考虑各种情况，提供各种维修活动所需的维修工具，并从人因工程角度对其进行设计或改善 [2]。

本文所研究的自密封止回阀结构如图1所示，图中1.自密封坨，2.石墨密封环，3.压环，4.挡块（4个），5.压板，6.锁紧螺母，7.紧固螺栓。

自密封止回阀的拆卸过程如下：首先拆下锁紧螺母及压板，使用铜棒等工具将自密封坨向阀腔内部砸入一定距离，待挡块松动后，取下挡块。然后向外拉出自密封坨，完成解密封操作。

在维修过程中，如果发现阀门内部存在余压或者发生误拆阀门的情况， 想要使用“遇疑则停”防人因失误工具，将设备置于安全状态，需要将自密封坨重新回装，安装密封环、压环及挡块，此时由于受限于自密封的结构及阀门内部余压的共同影响，叠加操作人员的心理变化及环境的共同作用，当大量的介质在压力作用下泄漏时，由于已经将挡块取下，自密封坨拉出，再将自密封坨装回已经很难完成，极易造成跑水。

为了不让这种情况出现，因此需要设计一种专用装置，在核电站自密封止回阀误拆卸时防止跑水，顺利使用“遇疑则停”的工具，消除跑水导致的场地污染、人员辐射沾污风险，以及持续跑水对系统安全的影响，通过工具的使用将人因失误的后果降至最低。

3 屏障设计方案

3.1方案设计

将设计的一种专用装置命名为：一种用于核电站自密封止回阀拆卸时防跑水装置，简称防跑水装置。

如图2所示，一种用于核电站自密封止回阀拆卸时防跑水装置， 1.卡环，2. 卡环，3. 限位螺栓支撑臂，4. 限位顶紧螺栓，5. 紧固螺栓，6. 紧固螺栓。

防跑水装置组装时，将卡环1与卡环2按照图1所示组合后安装于自密封止回阀阀体外侧，利用紧固螺栓1和紧固螺栓2将卡环1和卡环2紧固，将限位顶紧螺栓穿过限位螺栓支撑臂的孔内，完成组装。

3.2原理及缓解措施

防跑水装置操作原理为利用自密封止回阀原有结构，使用辅助的顶紧螺栓代替原止回阀的紧固螺栓，顶紧螺栓带有与原紧固螺栓相同规格的螺纹，在拆除自密封坨前，将自密封坨与顶紧螺栓相连接。通过顶紧螺栓操作自密封坨，使维修人员能够在出现阀门跑水时，通过顶紧螺栓的操作进行自密封回装，实现再次密封。

具體的缓解措施为：自密封止回阀拆卸时，首先取下止回阀的锁紧螺母、紧固螺栓及压板，此时由于自密封阀门结构特点，即便在系统存在余压的情况下，介质也不会产生外漏，然后将防跑水工具安装于止回阀外部。

当维修人员拔出止回阀自密封坨，发现阀门内部存在残余压力与介质外漏在需要将自封结构恢复的紧急状况时，立即回装自密封坨，直接通过顶紧螺栓将自密封坨压回阀腔，然后安装上止回阀挡块，恢复阀门和系统。

4 结论

核电站自密封止回阀拆卸时防跑水装置能够消除核电站自密封止回阀拆卸时由于可能会存在阀门内部介质大量流出，维修人员没有应对措施，因而导致跑水、场地污染或者是人员体表沾污风险，缓解人因失误后果。通过自密封止回阀专用工具的开发本（工具已经取得专利授权，专利号：ZL 2018 2 1656165.4），实现防人因实体屏障设计及应用。确保在核电站一回路边界自密封止回阀及其他安全系统自密封止回阀的维修拆卸过程中，存在系统带有余压、残余介质及可能存在的人因误拆阀门风险时，使用“遇疑则停”防人因失误工具，做到安全停止，恢复阀门至安全可靠状态。

参考文献：

[1]龙安明. 核电厂防人因失误的研究[J]. 科技风，2019，No.403（35）：170.

[2]李彬. 核电厂人因失误分析及预防[J]. 广西电业，2017，No.207（07）：54-57.

[3]李兵华. 核电厂大修期间核安全监督管理策略研究[J]. 科技创新与应用，2016，No.155（07）：175-176.