核电厂设备闸门启闭故障及改造方案分析

张迪 张阳 丁源 高蕴青

摘要：现如今，全自动双门式设备闸门相比其他机型的设备闸门有很大的优势，但是由于闸门自动化控制水平高，对制造加工装配过程中的精度要求较高，对偏差的容错能力差，导致经常无法实现自动化启闭。本文对该设备闸门的启闭方式进行说明，对闸门启闭过程卡阻的问题进行了分析，针对性提出改造方案，对未来新型设备闸门的研制提供指导作用。

关键词：设备闸门;启闭故障;技术改造

引言

闸门的选型设计在满足工程布置合理的前提下，尽量使设计的闸门达到技术先进、经济合理和运行安全的要求，为优化门叶结构，目前基本上仍然采用平面假定体系和容许应力法进行结构设计。闸门门叶结构的制造，除应选择有相关资质的企业按图施工外，还需要做好相关的检测、调试和验收工作。

1对设备闸门启闭分析

1.1闸门机械结构介绍

设备闸门机械结构，主要包括外密封门组件，筒体组件和内密封门组件，内外密封门在筒体两侧对称分布。每个密封门主要组件包括密封门板、固定支架、移动框架、推拉电动头、锁紧电动头和导轨电机等部件。筒体组件包括筒节和门框等部件。

1.2闸门启闭过程

在使用设备闸门进行物项运输时，内密封门与外密封门开关方式相同。以密封门的关闭为例，说明关闭过程的三个阶段。

阶段一：导轨电机运转，通过链传动带动移动框架和密封门在上下导轨之间移动，将密封门板平移至设备运输通道处，触发限位装置，导轨电机停止运行。

阶段二：通过3个推拉电动头，将密封门移动至密封锁紧螺栓与锁紧螺母啮合位置处。

阶段三：通过3个推拉电动头和6个锁紧电动头同时动作，推动密封门移动至与门框上密封圈接触，触发限位装置后推拉电动头停止运行。

2存在的问题

2.1内外门关闭后无法打开

在人员闸门尚未投入联锁时，操作人员将内外门关闭后，在舱内操作闸门自动开关按钮，闸门无响应，导致闸门舱关人20min。根据人员闸门设计逻辑，在联锁解除的情况下，考虑到核安全，只允许在外门外的101PP操作台上操作人员闸门，在舱内的操作台102PP、壳内的操作台103PP上均无法操作。

2.2电磁离合器紧固件松动

人员闸门操作人员在自动操作外门时，电磁离合器部分发出巨大的咬齿声，立即紧急停止操作。故障处理：拆除离合器连接轴的顶丝后，用铜棒将轴整体向接近离合器的方向敲进1mm左右。将顶丝锁紧后，切换至自动操作，自动打开外门，外门可以正常开关。

2.3顶升限位挡块不能触碰限位

每道人员闸门上有2个顶升限位，1个位于顶升机构上，1个位于门框上部，当限位开关触发时，传动机构停止顶升，闸门提升过程结束。鉴于顶升行程的重要性，2个限位互为备用。而在1号机组人员闸门投联锁期间，位于顶升机构上的限位在门停止提升后尚未被触发，限位挡块离限位尚有段距离，门之所以停止提升，是门框上的顶升限位起了作用。该故障具有很大的损坏人员闸门的风险，一旦门框的顶升限位失效，人员闸门提升动作将不会停止，可能造成门体损坏，锁紧机构、门轴断裂等风险。

3技术改造的实施

3.1限制密封门板倾斜

一是从操作逻辑上取消3个推拉电动头与6个锁紧电动头的同步运行，将推进过程和锁紧过程分开，推拉过程仅使用推拉电动头实施。3个推拉动电动头协调一致保持推拉，可避免两套传动装置难以保持同一推进效果的问题，促使密封门板平移。二是增加门板与门框的测距设备，严格控制门板垂直度。通过由推拉电动头同步推拉，使門板的运行稳定性提高，从而为提高控制精度提供了可行性，精度从10mm提高到3mm（初步试验值），可以根据现场调试运行情况，适当修改报警精度。

3.2替换密封锁紧装置

一是重新设计密封锁紧螺栓组，把门板套筒内齿轮传动的锁紧螺母更换为自适应弹簧调心锁紧螺母，保持螺栓不变。螺母与密封门板中间增加球形垫圈和锥形垫圈，提高螺栓组对偏心适应性，提高对中操作过程中的容错能力，轻便地实现对中和初步啮合。二是重新设计锁紧电动头，将6个锁紧电动头内的固定式传动套筒更换为自适应弹簧调心套筒，当锁紧螺母偏心后，套筒能够适应并准确与螺母啮合。锁紧电机更换为便携式电动力矩扳手，采用手动拧紧，即拆除原俄供锁紧电动头，在3个推拉电动头将门推到密封位置时，用电动扳手驱动密封锁紧装置进行锁紧密封，拧紧力矩不变，将密封门紧固在门框上。

3.3加强设备运行维护

运行管理单位应坚持积极保养，定期检查和不定期检查相结合的原则，及时发现闸门及启闭设备在运行中的问题并予以解决，确保设备运行良好。管理单位应完善运行管理制度，遵循岗位责任制度，逐级落实管理维护工作。在闸门及启闭设备运行过程中，对于闸门止水橡皮，尤其是顶止水橡皮，止水螺栓等易损、易坏件应进行及时的更换。闸门锈蚀部位应予以及时的除锈和油漆防腐，沿海挡潮工作闸门更容易受到海水腐蚀，表面防腐前应对闸门表面锈蚀部位进行重新打磨和清洁，在选择防腐涂料时，应根据原设计方案选择合适的表面涂料。针对闸门支承结构破坏或启闭设备原因导致无法正常启闭时应及时上报上级管理单位，及时采取有效措施予以解决，并做好相关记录。

结语

设备闸门是核电站反应堆厂房安全壳一个重要组成部件。在反应堆运行时，它处于关闭状态，是安全壳整体密封的一部分，能承受各种设计基准事故的载荷（温度、压力以及混凝土的强迫位移等），保持安全壳的完整性和密封性，确保将放射性产物控制在反应堆厂房内，防止电离辐射扩散到反应堆厂房之外，确保安全壳内部免受外界物体的影响。停堆换料和检修时，设备闸门是安全壳内重要设备和材料进出的通道，如新燃料吊篮、乏燃料吊篮、工艺运输设备和大型检修设备等，设备闸门出现故障将会影响大修的关键路径。

参考文献

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[3]三代核电厂设备闸门的关键制造工艺分析[J].刘辉，张跃，刘家欣.中国核电.2019（02）

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