關(guān)于大口徑旋啟式渦街蒸汽流量計(jì)檢修工具的開發(fā)與應(yīng)用

摘要：為了提高壓力密封結(jié)構(gòu)的大口徑旋啟式渦街蒸汽流量計(jì)的維修質(zhì)量，中核核電運(yùn)行管理有限公司閥門維修項(xiàng)目組自主開發(fā)了一套大口徑壓力密封旋啟式渦街蒸汽流量計(jì)檢修專用工具，完成了田灣核電兩次大修中大型核級(jí)渦街蒸汽流量計(jì)的維修，有效提高了維修質(zhì)量，同時(shí)加快了大修進(jìn)度。
1開發(fā)背景
2012年2月5日，中核核電運(yùn)行管理有限公司與江蘇核電有限公司簽訂了田灣核電機(jī)組T105、T205大修核級(jí)渦街蒸汽流量計(jì)解體檢修項(xiàng)目的技術(shù)服務(wù)合同，負(fù)責(zé)與大修主線相關(guān)的低低水位渦街蒸汽流量計(jì)解體檢修工作。此類豎直安裝的大口徑壓力密封旋啟式渦街蒸汽流量計(jì)解體檢修的難度*大：
（1）豎直安裝的渦街蒸汽流量計(jì)的浮動(dòng)式閥蓋難以拆裝。由于閥門為豎直安裝，閥蓋須沿水平方向拆裝，在拆裝過程中因缺乏精確的導(dǎo)向，閥蓋受重力作用影響而下沉，很難與閥體保持較高的同軸度和平行度。
（2）閥蓋以及閥內(nèi)部件的解體和回裝工作*為困難。閥門在豎直的安裝方式下，閥瓣的拆裝方向?yàn)樗椒较?，故不能使用常?guī)的吊裝工具。在以往的維修過程中，這種豎直安裝的大口徑旋啟式渦街蒸汽流量計(jì)經(jīng)常發(fā)生閥門密封面和零部件的損傷，嚴(yán)重影響著維修質(zhì)量。而且，往往由于維修工期過長(zhǎng)，維修人員接受到較高的輻射劑量。
經(jīng)過調(diào)研，國(guó)內(nèi)同行在維修此類閥門時(shí)專用工器具的研發(fā)意識(shí)普遍不足。在國(guó)外，沒有發(fā)現(xiàn)能適用于這種豎直安裝的渦街蒸汽流量計(jì)維修的專用工具。因此，必須針對(duì)此類閥門自行開發(fā)一套渦街蒸汽流量計(jì)檢修專用工器具。
2技術(shù)方案
2.1功能需求分析
（1）運(yùn)用檢修專用工具完成閥蓋的拆裝。豎直安裝的壓力密封閥，閥蓋需水平抽取，由于舊密封墊膨脹變形后回彈力逐漸喪失，使得閥蓋抽取阻力非常大。因此該專用工器具需設(shè)計(jì)合理的拉拔力輸出機(jī)構(gòu)，并具備精準(zhǔn)的導(dǎo)向功能，來實(shí)現(xiàn)閥蓋的解體。
（2）運(yùn)用檢修專用工具避免閥瓣損傷的風(fēng)險(xiǎn)。由于豎直的安裝方式和大口徑閥瓣的巨大重量，使得閥瓣的拆裝難度大，沉重的閥瓣在抽取和安裝過程中*易受到搖臂座和閥體的碰傷，因此該專用工器具需具備固定閥瓣的能力，同時(shí)還要具備平穩(wěn)運(yùn)輸?shù)墓δ堋?br /> （3）運(yùn)用檢修專用工具進(jìn)行閥瓣和閥座密封面的接觸試驗(yàn)。受閥門的安裝方式、閥瓣重量以及閥腔內(nèi)部空間狹窄等因素的影響，閥瓣、閥座的密封面接觸試驗(yàn)難以用手直接操作，因此該專用工器具必須能突破狹小空間的影響，利用長(zhǎng)力臂工具進(jìn)行密封面接觸試驗(yàn)。
2.2模塊化的設(shè)計(jì)
2.2.1閥蓋拆裝一體式模塊
1）閥蓋拆裝一體式模塊的特點(diǎn)閥蓋拆裝一體式模塊主要由固定架、擋板、銅螺母、螺桿、緊固螺栓等零部件組成。

固定架是以金屬板料為主體加工而成的半開環(huán)，環(huán)開口處設(shè)置緊固螺栓，環(huán)內(nèi)外均設(shè)置卡環(huán)。擋板是由一定厚度的金屬板加工而成的U形構(gòu)件，焊接于固定環(huán)兩側(cè)，擋板中間設(shè)置了一個(gè)導(dǎo)向孔，導(dǎo)向孔兩側(cè)各有一個(gè)安裝銅螺母的通孔。螺桿由較高強(qiáng)度的金屬棒料加工而成，其一端螺紋與閥蓋螺孔的螺紋一致，用于連接閥蓋上的螺孔，并設(shè)有背帽防止螺桿脫離閥蓋；中段及另一端的螺紋均為梯形螺紋，與銅螺母的螺紋一致。
2）閥蓋拆裝一體式模塊的工作原理在閥蓋拆除時(shí)，*先將閥蓋拆裝專用工具上的擋板的導(dǎo)向孔穿入閥蓋凸臺(tái)，為閥蓋水平移出閥體提供導(dǎo)向；然后通過專用工具的固定架，將專用工具固定在閥門中法蘭口；再將兩顆拉拔螺桿旋入閥蓋的螺栓孔，并鎖緊背帽。
3）閥蓋拆裝一體式模塊的功能
（1）可以正反向輸出較大拉力和推力，解決了大口徑壓力密封閥閥蓋水平拆裝難以施力的難題；（2）導(dǎo)向孔加上螺桿的輔助導(dǎo)向作用，可以為閥蓋的拆除和安裝提供精確的導(dǎo)向；（3）通過運(yùn)用，在閥蓋安裝時(shí)可以解決因重力作用閥蓋難以與閥體保持較高同軸度的問題。
2.2.2閥瓣拆裝及接觸試驗(yàn)?zāi)K
（1）閥瓣拆裝及接觸試驗(yàn)?zāi)K的特點(diǎn)閥瓣拆裝及接觸試驗(yàn)?zāi)K主要由導(dǎo)軌、導(dǎo)軌固定件、滑動(dòng)底板、操作桿、固定螺栓、閥瓣固定座等零部件組成。

導(dǎo)軌主要由尼龍材料制作，使用時(shí)水平鋪設(shè)在閥腔底部，導(dǎo)軌兩邊的導(dǎo)槽用于安裝滑動(dòng)底板。導(dǎo)軌固定件安裝在閥門的中部法蘭口?；瑒?dòng)底板由一塊平面鋼板構(gòu)成，其作用主要是用于固定閥瓣固定座，并將其水平拉出或送入閥腔?；瑒?dòng)底板前端與閥瓣固定座焊接，工作時(shí)滑動(dòng)底板裝入導(dǎo)軌中，在導(dǎo)軌中水平運(yùn)動(dòng)。
2）閥瓣拆裝及接觸試驗(yàn)?zāi)K的工作原理在閥瓣拆除時(shí)，通過閥瓣搖臂的閥瓣固定座，先將閥瓣開啟并將其保持在一個(gè)半開啟的位置，避免了閥瓣拆出過程中密封面和閥體的損傷，然后通過一個(gè)連接閥瓣固定座的滑動(dòng)底板沿導(dǎo)軌將閥瓣和閥瓣固定座一同從閥腔中水平拉出，導(dǎo)軌既避免了閥體的摩擦損傷，又可防止閥瓣在拉出過程中搖晃而損傷。
3）閥瓣拆裝及接觸試驗(yàn)?zāi)K的功能
（1）提供了一種豎直安裝的大型渦街蒸汽流量計(jì)閥瓣水平拆裝的新方案，解決了在閥腔狹小空間內(nèi)難以拆裝閥瓣的難題；（2）利用專用工具的閥瓣固定座，可以將重量較大的閥瓣穩(wěn)定保持在半開啟位置，避免了閥瓣在移出和裝入閥腔的時(shí)候受損；（3）可使閥瓣平穩(wěn)地移出和裝入閥腔，避免了大型閥瓣在拆裝過程中搖晃受損；（4）可以在閥腔的狹小空間內(nèi)通過長(zhǎng)力臂工具實(shí)現(xiàn)閥瓣密封面接觸試驗(yàn)，不但提高了試驗(yàn)成功率，而且保證了試驗(yàn)過程中閥瓣密封面不受損傷。閥蓋拆裝一體式模塊與閥瓣拆裝及接觸試驗(yàn)?zāi)K的整合，構(gòu)成了這套大型多功能的大口徑壓力密封旋啟式渦街蒸汽流量計(jì)檢修專用工具，這套專用工具同時(shí)具備了閥蓋的拆裝、閥瓣組件的拆裝和閥瓣、閥座密封面接觸試驗(yàn)等功能，可以實(shí)現(xiàn)豎直安裝的大口徑旋啟式渦街蒸汽流量計(jì)解體檢修的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。
3專用工具的應(yīng)用
此套大口徑豎直安裝旋啟式渦街蒸汽流量計(jì)檢修專用工具設(shè)計(jì)加工后，成功運(yùn)用于田灣核電1#、2#機(jī)組T105和T205兩次換料大修中低水位核級(jí)渦街蒸汽流量計(jì)的檢修，改進(jìn)了以往落后的檢修工藝，解決了田灣核電換料大修中豎直安裝的渦街蒸汽流量計(jì)維修的幾大技術(shù)難題：
（1）解決了大口徑壓力密封閥閥蓋水平拆除阻力大、沒有合適工器具的難題。此套專用工具巧妙利用閥蓋的螺栓孔，提供了較大的拉拔力和推力，大大縮短了閥蓋解體的時(shí)間，同時(shí)保證了維修質(zhì)量。
（2）解決了閥蓋拆除和安裝沒有精準(zhǔn)導(dǎo)向的難題。利用此套專用工具，為閥蓋的拆除和安裝提供了精準(zhǔn)的導(dǎo)向，避免了閥蓋在水平拆裝過程中因傾斜導(dǎo)致的卡澀。
（3）解決了大口徑旋啟式渦街蒸汽流量計(jì)閥瓣水平拆裝的難題。通過該專用工具的運(yùn)用，提供了一種大型閥門閥瓣水平拆裝的新方案，使閥瓣能被固定在半開狀態(tài)，并在該狀態(tài)下平穩(wěn)地移出閥體，避免了閥瓣在移出和裝入閥腔的時(shí)候受損。
（4）解決了豎直安裝的渦街蒸汽流量計(jì)閥蓋密封墊安裝時(shí)難以均勻壓縮的技術(shù)難點(diǎn)。此套專用工具上的導(dǎo)向功能，使閥蓋與閥體保持了較高的同軸度，保證了密封墊均勻的壓縮。
（5）解決了豎直安裝的大口徑旋啟式渦街蒸汽流量計(jì)閥瓣密封面接觸試驗(yàn)難以操作的問題。此套專用工具具備長(zhǎng)距離操作閥瓣的功能，降低了密封面接觸試驗(yàn)難度，又減少了人員沾污幾率。通過該專用工器具在田灣核電的運(yùn)用，不僅提高了維修質(zhì)量，縮短了維修工期，而且保證了核電設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。在田灣核電的兩次大修均為其節(jié)約了一天的大修主線工期，節(jié)省約合2000萬元，保證了電廠的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，由于工作效率的提高，大幅降低了人員的輻照劑量，降低了人員放射性沾污的幾率，減少了放射性物質(zhì)對(duì)環(huán)境的污染，具有一定的社會(huì)效益。
4結(jié)束語(yǔ)
此套專用工具的開發(fā)與應(yīng)用，解決了田灣低水位豎直安裝的大口徑壓力密封旋啟式渦街蒸汽流量計(jì)的解體維修技術(shù)難題，保證了大修進(jìn)度，提高了維修質(zhì)量。由于大口徑旋啟式渦街蒸汽流量計(jì)廣泛應(yīng)用于電力行業(yè)和能源、水利等其他各行業(yè)，因此，這套大型渦街蒸汽流量計(jì)檢修專用工具通過局部改進(jìn)后，將在各行業(yè)的機(jī)械維修領(lǐng)域進(jìn)行推廣和使用。
維修專用工器具的研發(fā)和應(yīng)用是改進(jìn)維修工藝、提高維修質(zhì)量的一種創(chuàng)新性手段，專業(yè)化的設(shè)計(jì)往往更能針對(duì)性地解決各類技術(shù)難題。同時(shí)，通過技術(shù)革新和推廣，能促進(jìn)維修領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)水平的進(jìn)步。

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