核电厂阀门气动执行机构与支架连接螺栓缺失问题分析及优化策略研究

【摘 要】文章从设计、安装、调试及运行管理方面，分析了核电厂阀门气动执行机构与支架连接螺栓缺失问题产生的原因，并给出了相应管理优化策略。

【关键词】设计；安装；支架连接螺栓

1前言

核电厂使用的核级阀门气动执行机构必须确保在设计基准地震事故及安全停堆地震事故时保持结构完整性，并能够执行安全功能。气动执行机构的抗震功能一般通过与支吊架支撑板连接提高自身刚度得以实现，故气动执行机构与支吊架连接功能是否正常直接影响阀门抗震性能。

2问题描述

为排查核级气动阀门抗震功能是否满足设计标准，某核电厂对其运行的1-4号机组抗震I类气动阀执行机构与支架连接情况进行普查，共发现49台阀门气动执行机构及支架支撑板螺栓存在偏差问题，其偏差主要类型如下表1所示。

经对49台不符合项进行设计校核，确认有部分气动头支架在地震工况下已不满足力学要求，现场通过临时加固措施将阀门与支吊架进行临时恢复，确保该阀门抗震功能得以实现。

3原因分析

通过对各项问题产生过程及原因进行深入剖析，分析认为设计环节、建安环节、调试环节以及运行管理环节均存在管理失效，最终导致阀门气动执行机构与支吊架连接螺栓缺失问题的产生。

3.1设计环节

（1）图纸匹配问题：因工程进度原因，部分支架设计图生效时间早于厂家生产的阀门设计图，造成支架设计图与阀门图纸在部分设计要求上存在不匹配，且该类支架设计图未根据生效后的阀门图纸进行适应性升版，造成上游安装图纸存在不匹配，直接影响了后续建安过程设备安装的准确性；

（2）图纸质量问题：部分支架设计图对于阀门连接螺栓数量存在不自恰问题，造成实际安装过程即使照图施工也可能产生偏差；支架设计图缺少对于安装匹配标准的注释，仅少数支架图有针对性的标注说明，造成设计图纸对现场安装的指导性不足。支架设计图为设计源头文件，其质量直接影响后续安装准确性，因当前新建核电厂设计周期的大幅缩短，设计图纸质量下滑问题比例显著攀升。

3.2建安环节

（1）安装标准执行不严：阀门安装期间，部分安装人员未严格执行“阀门与支架安装过程，应以支架设计图为标准”的安装原则，实际现场安装期间仅参照阀门图纸执行，未进一步核对支架图纸相关标准，造成阀门与支架连接螺栓与设计要求不匹配；

（2）不符合项管理失效：安装过程现场发现的部分不符合问题（如阀门螺栓孔与支架螺栓孔不一致、连接板未安装等问题），安装人员未按照不符合项的管理流程向设计院提出澄清或设计变更，且对于不符合项未执行记录、汇报等操作，造成该问题在建安阶段被遗留；

（2）安装质检不全面：通过复核阀门安装质检记录，发现阀门安装质量验收过程未针对阀门与支架连接螺栓进行匹配性检查，质检环节缺少可验证该问题的具体可执行步骤，造成质检环节未识别该问题。

3.3调试移交环节

（1）EESR调试移交：调试EESR移交环节，缺少阀门气动执行机构与支架连接螺栓安装符合性的检查项目，无法在该环节有效识别阀门气动头与支架连接螺栓缺失问题，且EESR移交检查单内缺少阀门气动执行机构抗震性能相关的检查内容。

（2）TOTO移交：运行TOTO 移交环节，检查重点为阀门完整性及可用性，未针对性开展阀门与支架连接部件匹配性的检查工作，且TOTO系统联合检查过程缺少支吊架专业人员参与，在专业技能上无法有效识别该类问题。

3.4运行管理环节

（1）预防性维修：运行期间阀门预防性维修工作未覆盖阀门与支架连接部件完整性或匹配性的内容，阀门解体检修工作期间也未核对阀门与支架连接有效性；

（2）运行巡检：运行巡检过程未关注阀门连接部件完整性问题，缺少对阀门支架连接螺栓数量符合性核查的检查项目。

3.5原因事件图

通过设计环节、建安环节、调试环节以及运行管理环节的管理失效分析，形成了阀门气动执行机构及支架连接螺栓缺失问题的原因事件图。

4优化策略

4.1经验反馈及改进

通过该问题的原因分析，核电厂应在设计环节、建安环节、调试环节以及运行管理环节阶段采取针对性措施改进行动，以避免阀门气动执行机构因支架连接螺栓与设计要求不符而导致抗震性能降低的问题：

（1）设计院及厂家

a）设计阶段设计院与厂家应加强沟通及交流，确保双方在各项技术细节达成一致意见，提高阀门图纸与支吊架图纸的设计匹配性；

b）针对部分支架图纸設计时间早于阀门图纸的，必须在相应支架图上做好标识，以指导后续安装实施；同时在阀门图纸正式发布后，相应支架图应进行适应性升版；

c）设计阶段应加强支架图纸质量管控，确保严格的审查制度得到落实。

（2）安装单位

a）阀门安装过程必须按图施工，并确保“阀门与相关支架安装过程，应以支架图为标准” 的安装原则得到有效落实。支吊架安装应严格按照设计图纸要求，按管道施工的实际顺序逐件逐套进行，防止漏用或颠倒，各支吊架的连接不得错用、换用。

b）阀门及支架安装过程发现的不符合问题必须进入正式管理流程，并在相应工作中做好记录；

c）安装质量验收应涵盖阀门与支架连接螺栓匹配性的检查：针对抗震I类气动阀门及支架的安装过程应单独设置检查点控制。

（3）移交接产部门

a）EESR移交过程，联合检查应涵盖阀门支架连接螺栓的匹配性检查，并做好记录；

b）系统TOTO移交过程，安排支吊架专业人员参与TOTO移交的支吊架检查，确保移交系统涉及的支吊架缺陷能够被发现。

（4）运行管理部门

a）阀门预防性维修项目增加阀门支架连接螺栓匹配性、阀门完整性等检查工作；

b）运行巡检过程，巡检内容增加检查阀门连接部件完整性的检查要求。

4.2支吊架管理提升

核电厂支吊架数量庞大、总类众多、功能各异，在电厂管理上存在设备关注等级低、建安质量控制弱、移交过程覆盖不全、运行管理难度大等问题。针对核级阀门气动执行机构与支架连接螺栓缺失问题反馈，核电厂应在支吊架役前管理和运行管理两方面采取管理优化措施，确保支吊架功能满足设计要求：

（1）支吊架役前管理

a）EESR阶段：在EESR阶段提前收集相关工艺系统管道支吊架信息，包括管道轴测图和管道支吊架设计图收集并建立管道支吊架基础数据清单台账，同时参与支吊架建安移交检查过程，提前识别支吊架设计不当、安装错误、连接符合性等问题，造成管道支吊架失效等问题，保证管道支吊架一阶段和二阶段安装的准确性；

b）TOTO阶段：业主支吊架专业人员应参与到TOTO阶段系统移交，一方面可提前识别因管道振动、水锤或汽锤引起的支吊架问题，另一方面可保障机组移交接产后的安全运行。

（2）支吊架运行管理

a）在役检查预防性检查及维修大纲：核电厂运行阶段应建立支吊架在役检查预防性检查及维修大纲，录入管道支吊架核安全级别、温度、压力等重要参数信息，并根据重要性及功能定期对支吊架进行抽检。

b）支吊架在役检查：支吊架在役检查期间，除开展外观目视检查外，应增加支吊架与其连接设备匹配性的检查工作，确保支吊架的设计功能得到实现。

5结语

核级阀门气动执行机构与支架的连接部件完整性直接影响阀门抗震性能，本文通过对某核电厂阀门气动执行机构与支架连接螺栓缺失问题的原因分析，提出了设计环节、建安环节、调试环节以及运行管理环节针对性的优化策略，并从支吊架管理模式上给出了优化建议。

作者简介：

金凯，男，浙江金华人，本科，工程，研究方向电厂管理

（作者单位：福建福清核电有限公司）