稳压器人孔盖专用吊具的开发与应用

稳压器人孔盖专用吊具的开发与应用

崔运佳

漳州能源 机械科

摘  要： 某电厂1#机组稳压器检修项目中，人孔开启是非常重要的环节。为了保护人孔盖密封面，需要保证人孔盖垂直平衡吊出。传统吊装方法操作复杂、效率低、隐患大。文章通过文献资料，对比传统方法，在材料选择，数据测量，绘图设计，加工实验等方面进行研发，最终设计了稳压器人孔盖专用吊具，并成功在大修中应用，这对于稳压器检修缩短工期，降低工作人员辐照剂量，保护设备密封面，减少人因失误等方面具有重要意义。

关键词：核电厂   稳压器  人孔盖  防人因  专用工具 

前 言

稳压器是核电厂反应堆冷却剂系统中控制一回路压力（超压保护）的的重要核一级设备，核电厂稳压器检修项目具有辐照剂量高、工作环境差、检修任务重等特点，而稳压器人孔盖开启作为各项检修及维护的前提显得尤为重要。

稳压器的人孔盖开启工作一直采用传统方法：采用手拉葫芦及吊链，该方法需手动调整吊链长度，费时费力，增加了不必要的人员辐照剂量，且无法保证稳压器人孔盖垂直向上平衡吊出，容易在实施过程中造成人孔盖密封面的磕碰或损坏，从而造成巨大的经济损失。针对稳压器人孔盖特点及维修实施现状，本文开发了一种安全、高效、简便的稳压器人孔盖专用吊具，并成功在核电厂大修中应用，取得了良好的使用效果。

1.稳压器人工盖开启工作介绍

某电厂1#机组稳压器高约11m，人孔位于稳压器本体上封头位置，人孔盖重330kg，与水平面夹角45°。稳压器检修的第一步工作就是打开人孔盖，需要拆下人孔盖上的16颗螺栓，并慢慢将人孔盖吊开，吊装过程应注意保护人孔密封面不受损坏。检修工作完成后，更换稳压器人孔垫片，回装人孔盖。

某电厂稳压器位于核电厂核岛01厂房，设备房间剂量大，温度高，稳压器检修工作对项目人员的生理以及心理都是极大的考验。稳压器人孔盖的开启工作是检修项目开展的前提，目前采用的传统方法操作复杂，效率低，隐患大，亟待开发一种简便高效的新型专用工具。

2.传统吊装方案介绍

某电厂1#机组传统方法采用手拉葫芦及导链或钢丝绳，固定两点进行起吊。由于手拉葫芦与导链或钢丝绳使用不便，且稳压器人孔盖位置特殊，该方法具有以下缺点及隐患：

1)导链或钢丝绳装配耗时，需手动调整多根导链或钢丝绳长度确保人孔盖水平吊出，因现场实施时无法微调，费时费力，工作效率低，需求人力多，人员辐照时间长

2)导链或钢丝绳为点连接，会使人孔盖在吊出过程中绕两点轴线摆动，不能保证人孔盖平衡吊出，对人孔密封面可能会产生磕碰，损坏设备本体密封面

3)检修环境为高辐射区域，要求检修人员有较高的心理素质以及熟练的操作技能，手动调整过程中因操作复杂依赖人员熟练度，极容易发生人因失误。

3工具设计

3.1结构设计

基于传统吊装方案的调研，根据稳压器图纸[1]及现场环境特点，结合力学分析等文献资料，开发了新型吊装工具，结构示意图如下：

图2：稳压器人孔专用吊具结构示意图

Fig.2:the schematic of tools

1)支架底部采用四方钢板作为平面支撑，将传统吊装工具的点接触变为面接触，通过螺栓与人孔盖板固定，防止人孔盖板沿K轴方向转动。

2)支架使用40×40，σ=4空心方钢，可以在保证一定工具强度的情况下减轻重量，方便人员操作

3)吊点设置在横向支撑上，使人孔盖起吊时垂直向上吊出

4)支架各部件使用Q235牌号钢材，且采用焊接方式连接，保证支架强度

3.2吊点位置计算

由于支架与人孔盖板整体重心垂线不在支架横梁中心，需要计算Xc确定吊耳中心位置。参考质心坐标公式[3]

如图1以O点为原点建立坐标系，将吊具分为M1、M2、M3三个部分，取钢材通用密度ρ[2]，根据稳压器人孔压盖图纸设计吊具尺寸，可计算出体积V1、V2、V3、V4；由于M1~M4均为质地均匀材质，几何中心即为质心[3]，因而确定出质心横坐标X1、X2、X3、X4；将以上数据带入质心坐标公式即可计算出Xc：

3.2平衡试验

将制作好的吊具进行模拟试验，使用水平尺测量图1M2的水平度，M2端点上下偏差在2mm内，可以满足使用要求，确保在不磕碰密封面的情况下安全吊起人孔盖。

4.应用效果

目前该工具已两次应用在某电厂大修稳压器检修项目中，使用效果良好。传统吊装工具装配时间约30min~40min，需配置人员5~6名，起吊过程中会出现人孔盖与密封面不平行，为了保护密封面需要再次调整各导链或钢丝绳长度，调整时间40min~60min，且此过程极易发生人因失误。

专用吊具装配只需安装两颗M16螺栓，安装时间只需3~5min，起吊过程人孔盖垂直向上平衡吊出，无需调整，不会出现与密封面磕碰情况，减少了人因失误，节省时间70min~90min，稳压器房间为核岛红区，环境剂量高，根据核电厂ALARA原则即“合理可行尽力低”，该专用工具的使用大大减少了人员辐照剂量，同时节省了大修主线工期。

5.结语

稳压器人孔盖专用吊具可以提高工作效率，保护设备本体密封面，减少人员辐照剂量，减少人因失误，是一次成功的工具创新应用案例。虽然结构简单，但却解决了某电厂发电

30年来稳压器检修项目中的隐患，优化了工作效率与维修过程。由于国内机组稳压器人孔盖位置和结构相似，该工具可以推广到国内其他电厂，预期可以带来比较可观的技术和经济效益。

6.参考文献

[1] 某电厂稳压器竣工图纸[Z] 七二八工程研究设计院 1985

[2] 祝夑权 实用五金手册[M] 上海科学技术出版社 2006

[3] 李明宝等 理论力学[M] 清华大学出版社 2014

[4] 杨明霞 机械基础[M] 北京理工大学出版社 2016

作者简介：

1崔运佳，1990年9月，男，河北保定，四川大学本科毕业，助理工程师，现从事漳州能源机械科维修工作