核电厂阀门全生命周期管理模式创新与实践探索

引言：核电厂阀门是核设施系统里必不可少的构成部分，它承担着控制流体介质走向、压力以及流量的重要任务，其运转情况直接关联到整个核电厂的安全与稳固。当前，核电厂系统处在不断更新换代的大环境里，核电结构变得愈加繁杂。传统阀门管理方式在老化、信息管理滞后、维修响应慢等问题面前，逐渐表现出管理效率低、预估风险水平不足等缺陷。在这种形式之下，探究核电厂阀门整个生命周期管理模式更新的途径，通过理论与应用的结合来开展讨论，对于核电厂安全运作、促进核能行业长久发展而言有着急迫的实际价值。

一、核电厂阀门全生命周期管理模式创新

1.1 构建产品经理团队，营造协同生态圈

核电厂阀门全生命时段管理，不同专业、不同参与方共同参与是必不可少的，以稳压器先导式安全阀研制为例，项目刚起步时，集团构建了一个层级结构简化的项目经理团队，由系统设计方、产品设计方、制造方、核电用户方等各个方面的负责人组成，选出正副经理，这种做法打破行政壁垒，使得研发资源横向高效流动。研发期间，产品经理团队充分发挥协调作用，反应堆系统设计方迅速给予设计分析上的支持，制造方从零部件加工制造入手展开技术攻坚，核电用户方快速传达运行需求，各方高效配合，研发进程大大提速，科研成果得以尽快投入市场应用，这就是核电厂阀门全生命时段管理的成功案例。

1.2 数字化技术驱动智能化管理的实现路径

借助先进传感器、数据处理、云计算、人工智能技术使得核电厂阀门做到即时运转状况、故障预警和寿命预估，以某核电厂的改良定位器为例，艾默生费希尔 TM 的数字化运营促进了维修策略从反应式向预测式的转变，借助部署传感器和智能装置，可对阀门压力、温度等关键指标开展即时检测。以前该核电厂大约有两百台定位器发生自动模式超调、主控无指令误动作之类情况，存在危害机组安全的危险。使用 FIELDVUEDVC6200 系列智能阀门定位器以后，凭借耐极高低温、防辐射性能，并融合诊断分析能力，可预估可能的故障，预先发出警告，给出保养建议，从而做到科学化运作，改善阀门控制水平。

1.3 远程操作与创新工具提升安全效率

CPR1000 机组 SEC 联通阀操作难题攻坚里，大亚湾核电运行三部、机械部用新的工具、新技术、新设计，让操作更安全、更方便，高强度柔性轴传动技术新引入，操作点从集水坑延伸到泵坑平台，现场人员站在地面上操作关闭联通阀等，远传机构手轮对接处设置标准化接口，为以后电动化打基础；独创“操作时连接，非操作时分离”的适配器，不改变阀门抗震设计，在不改变阀门抗震设计的情况下，操作时柔性轴远传机构可靠连接在阀门上，操作完成后又能快速脱开。选择高精度可调的扭矩数显电动力矩扳手，最大扭矩输出 250N.m，操作效率相较于人工有着明显的提升，在 L313 大修过程中，阀门在线操作从 3人减少为2 人，阀门操作时间从 30min 缩短为10min，有效保障人员安全。

二、核电厂阀门全生命周期管理模式实践探索

2.1 在阀门研发阶段的实践

国内首台核电厂稳压器先导式安全阀的全生命周期管理模式案例研发，由中核集团统筹支持，由中国核动力研究设计院对产品全生命周期存在的主要问题，组织跨专业、多层次、多维度的联合攻关，联合中原对外工程有限公司、中国核电工程有限公司、上海中核浦原有限公司、中核苏阀科技实业股份有限公司等单位先后开展研制演示样机、工程样机等一系列工作。其中，演示样机实现核心关键技术的突破，工程样机开展鉴定试验及模拟件的工作，并推进民用核安全机械设备的取证工作。已研制出样机，完成鉴定试验，产品技术指标通过鉴定，处于国际先进水平，具有自主知识产权，具备开展工程应用的条件。与鞍山电磁阀有限责任公司、湖南镭目科技有限公司联合，完成工程样机配套隔离电磁阀、强制释放电磁阀、连续式阀位指示器的设计研发及鉴定试验。对核电厂阀门国产化研究有借鉴意义。

2.2 阀门运行维护的实践应用研究

核电厂建立智能寿命管理系统，对阀门运行数据实施实时监控分析，从而达成预防性维护。中核核电运行管理有限公司所申请的“一种核电厂阀门密封寿命预测方法和装置”专利，可以获取到核电厂同一种类阀门的实时状态转移数据，构建起状态转移频率矩阵，计算出状态转移概率矩阵等，进而对核电厂不同初始密封等级阀门的密封寿命进行预测，为核电厂预防性维修改善、预测性维修等工作提供数据基础。在日常的运行维护过程中，维修人员通过这些数据可以及时制定检修计划，准备好需要的零件，避免出现阀门突然故障导致非计划停运。先进智能寿命管理系统能通过数据分析和模型预测，识别即将到使用寿命末期的关键阀门。应用该技术，核电厂可在阀门故障前提前更换，避免因阀门突发故障引发安全事故，减少生产中断风险。

三、结论

核电厂阀门全生命周期管理模式的创新与尝试，在组建产品经理团队、运用数字化技术、采用远程操控、使用新工具等多种创新方式以及对阀门研发过程、运行维护阶段等的实践下，实现核电厂阀门管理效益的最大化，且安全性更高、运营维护成本更低，为核电安全稳定运作提供强大的支持。随着科技不断发展与实践深入，该核电厂阀门全生命周期管理模式会不断改进，注入全新生机，为核能行业长久繁荣发展提供助力。

参考文献：

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