核电站阀门的应用

       在核电站及核工程设计中,阀门经常需要布置于放射性区域或不便操作的高处,造成操作人员不宜或不便接近阀门直接操作,此时需采用远距离操作阀门。工程设计中掌握远距离操作阀门的技术要求,向厂家提出准确的阀门要求,可有效避免订货和安装过程中可能出现的问题,保证工程进度。本文在核电站和多个工程的设计和阀门审查实践基础上,总结了远距离操作阀门的设计注意事项和技术规格书的要点,以减少阀门订货和安装过程中可能出现的问题,降低工程风险。

       阀门用于管路的开通、关断、流量控制、安全防护,是系统流程中必不可少的一部分。核电站及核工程设计中,阀门经常需要布置于放射性区域或不便操作的高处,引起操作人员不宜或不便接近阀门直接操作,此时需采用远距离操作阀门。远距离操作阀门又称远传阀门,是在阀门与驱动机构之间增加了万向联轴节、加长杆等连接件。远距离操作阀门主要用于放射性场所的工艺管道上,阀体位于红区,阀门驱动机构(如手轮、电动头等)置于房间外的操作间,以减少和避免操作人员对阀门进行操作时受到放射性物质的伤害,同时便于操作人员的现场检修。

       1根据阀门安装方式可分为穿墙传动杆操纵阀门(简称“穿墙阀门”,穿过混凝土墙卧式安装)和快速检修穿地阀门(简称“穿地阀门”,穿过混凝土楼板立式安装)2根据驱动方式可分为手动、气动和电动阀门;根据阀门作用原理及结构可分为截止阀、球阀、调节阀等各种阀门类型。

       远距离操作阀门一般由驱动机构、传动座、传动杆、万向联轴节、阀体部分组成,某些阀门远传结构的组成中还包括转向结构。此类阀门为特殊订货的阀门,需要工程设计人员向厂家提出远距离操作阀门的技术参数,并向土建专业提出阀门的安装预留孔洞要求。

在工程设计中的应用要求

工程设计过程中应用远距离操作阀门除了一般的阀门布置要求外,还应重点考虑以下几个方面：

       一、确定阀门的布置位置,进而确定阀门距墙或楼板的距离及墙或楼板的厚度等参数。根据系统流程图和厂房建筑图布置工艺管道,确定采用穿墙或穿地阀门,并确定阀体的布置位置,进而确定阀门远传机构和驱动机构的位置。穿地阀门的传动杆与阀体位于一条直线,故驱动机构在阀体的正上方;穿墙阀门采用万向联轴节连接,允许操纵杆与阀体的空间角度不大于20°安装。另外,穿墙阀门也可以通过转向结构做成L 型或之字形结构。

应注意阀体距墙或楼板不能太近,尤其穿墙阀门本体有不能活动的部分,需要占用一定的距离,且阀门口径越大此距离越长,建议一般阀门进出口管中心距墙或楼板应不低于500mm。

       二、确定阀门的外形尺寸。向厂家咨询阀门的外形尺寸,主要关注阀体结构长度和驱动机构的尺寸。一般阀门口径越大,阀体结构和驱动机构的尺寸也越大。在布置过程中,应保证阀门的驱动机构布置互不干涉,并预留操作和检修空间。

阀体结构长度可参照GB/ T12221《金属阀门结构长度》;阀门驱动机构的外形尺寸根据驱动形式的不同而不同,如阀门驱动机构为手动,手轮的中心间距一般不小于300mm 即满足要求;若驱动机构为电动形式,则间距一般以不小于500mm 为宜;气动装置需要的空间更大。若布置不能满足上述要求,则需根据厂家的图纸合理布置。

       三、向土建专业提出预留孔洞要求。根据远距离操作阀门的外形尺寸向结构专业提供预留孔洞的位置和大小。对于穿墙阀门,根据阀门埋于墙体的支撑座尺寸确定孔洞大小,一般略大于支撑座外径;对于穿地阀门,还应注意孔洞大小是否大于阀体结构长度。这是因为穿地阀门的传动杆与阀体为一个整体,现场安装时将阀门整体从上部操作间穿过预留洞到达阀体布置位置。若由于预留孔洞较小,阀门无法穿过孔洞,则阀门无法安装。而穿墙阀门的操纵杆与阀体采用万向联轴节连接,现场安装时可拆除万向联轴节,仅将支撑座和操纵杆穿过墙体再浇注混凝土,故可不考虑阀体结构长度。

       现场施工时,也可以在远距离操作阀门安装完毕后再浇注楼板混凝土。这种情况下,需提前做好施工计划,避免影响后续物项的安装。

       在某工程的设计过程中,结构孔洞为Φ300mm,阀门支撑件的尺寸为Φ270mm,而阀体结构长度为320mm,阀体无法穿洞进入房间,导致阀门无法安装,只能通过现场扩洞解决此问题,而楼板的厚度为1,000mm,现场扩洞的代价较大。故在向土建专业提预留孔洞时,应注意阀体结构长度,选择阀体和支撑件中尺寸较大者作为预留洞尺寸的依据。

        四、审查阀门图纸。订货后,应由厂家提供阀门的总装图。应审查阀门类别、阀门口径、驱动形式、阀体距墙或楼板的距离、墙或楼板的厚度、连接形式、安全等级、抗震类别、质保等级等技术参数是否与技术规格书一致。尤其应重点核实阀体距墙或楼板的距离、墙或楼板的厚度是否与技术规格书的要求一致,若不一致,应反馈厂家重新设计,否则现场将无法安装,可能导致阀门作废。

另外,复核阀门的外形尺寸是否满足现场土建的安装要求,布置能否满足操作和检修要求,如不满足,应与厂家沟通;若土建未施工,也可以修改土建预留洞尺寸、工艺布置等,尽量避免现场出现安装问题。

技术规格书中需要明确和注意的问题

技术规格书是远距离操作阀门的订货依据,厂家根据技术规格书的要求制造阀门,采购方根据技术规格书对阀门进行验收。在技术规格书的编制过程中,应主要明确以下内容。

1、阀门的规格型号

技术规格书中应明确阀门的规格型号、阀门类别、驱动形式、距墙或楼板的距离、墙或楼板的厚度、工作介质、阀门口径、连接形式、安全等级、质保等级等要求,并列出阀门清单。

2、 远传机构的要求

技术规格书中应明确规定驱动方式的要求;远传机构强度和力矩等的要求;穿墙或穿楼板部分辐射屏蔽和密封的要求;阀门调节余量的要求,能够补偿土建施工误差、安装误差和管道膨胀误差的位移量;注明土建预留孔洞的尺寸,阀门应满足现有预留洞施工安装的要求;如阀门安装位置有钢敷面需与支撑件连接,应注明;设计结构应便于拆装和维修的要求等。

若对电动或气动执行机构有特殊要求,需明确。如某工程中采用电动执行结构,要求电动头采用一体化产品,并对输出力、工作电源、防护等级、人机交互界面、异常情况报警和保护、控制信号、质量等进行了要求。

阀体要求

明确对主体材质的要求;明确阀门的连接形式的要求;其他特殊要求。

试验和验收要求

应明确阀门需要进行的试验和验收标准,试验主要包括密封试验、耐压试验等,抗震阀门还应要求抗震分析或抗震试验。

其他要求

技术规格书中还应提出远距离操作阀门的供货和服务范围;需提供的文件,包括阀门制造文件、总装图、安装文件、调试和运行维修手册、不符合项及其他质保文件、装箱清单等;需提供的备品备件等;还可以提出质保、包装运输、涂漆等要求。

实际工程操作中的注意事项

工程设计过程中,阀体距墙或楼板的距离及墙或楼板的厚度是远距离操作阀门最重要的技术参数,如出现错误,可能导致阀门报废,增加采购成本和影响工程进度,应尤其重视。

技术规格书中重点应列出阀门清单,清单中应包括阀门口径、阀门数量、远传机构的长度、楼板的厚度等主要技术参数,使订货清晰明确,保证采购质量。

远距离操作阀门作为特殊的阀门,掌握其技术要求,提出准确的阀门需求,可有效避免订货和安装过程中可能出现的问题而影响供货或安装进度,进而避免应用损失,降低工程风险,保证工程进度。

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