摘 要 安全壳是核电站防止放射性物质外泄的重要屏障，也是最后一道屏障。人员闸门作为反应堆安全壳钢衬的一部分，其密封性和功能正常对安全壳意义重大。本文简介人员闸门在福清核电的应用，并对现场应用出现的问题进行分析和提出解决建议。

　　关键词 人员闸门；应用；问题分析；优化
　　中图分类号 TL4 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）162-0187-02
　　核能的发展与和平利用是20世纪最杰出的科技成就之一。我国核电经过20多年的发展，目前形成了浙江秦山、广东大亚湾和江苏田湾3个核电基地，核电占中国电力总产量的比例逐年攀升，核电站的安全性也越来越重要。安全壳是核电站防止放射性物质外泄的最后一道屏障，发生事故时，它可以把大量放射性物质隔离在安全壳内，避免对环境产生不可接受的影响。人员闸门作为反应堆安全壳钢衬的一部分，其密封性和功能正常对安全壳意义重大。人员闸门主要功能是在反应堆正常运行和停堆换料期间，供人员和小型设备在反应堆运行或热停堆时通过，而不损坏安全壳的密封功能。特殊情况下还具备以下功能：
　　1）事故情况下，作为人员紧急撤离的出口；2）在冷停堆时，闸门解除联锁两个门同时打开，作为人员和小型设备的进出通道；3）在安全壳进行密封和强度试验时，作为增/减压舱[ 1 ]。
　　1 人员闸门应用简介
　　1.1 结构简介
　　人员闸门包括8m正常闸门和0m应急闸门，两套装置是一样的。其由筒体、密封门及其传动、锁紧、液压装置等3部分构成，其中筒体直径约为2 940mm。密封门有内、外两扇，都为内压式，由100mm厚的20HR钢板制作，高2 200mm，宽1 700mm。门上设置窥视窗，孔径为直径φ200mm，采用双道环形圈密封。人员闸门部分筒体埋入安全壳混凝土。人员闸门是安全壳贯穿件，属于核安全2级（MC级设备）、抗震类别为I级的设备[2]。
　　1.2 操作简介
　　在反应堆正常运行工况及异常运行工况期间，任何一扇门都应能确保安全壳压力边界该部位的完整性和密封性，在事故工况时，应能确保安全壳压力边界该部位的密封性。在正常情况下，通过操作，可实现密封门的开启和关闭。为了保证安全壳的密封性和完整性，必须保证有一个密封门是关闭的[ 3 ]。
　　操作方式有手动和电动2种，正常情况为电动操作，紧急情况下可使用手动操作开关人员闸门。电动操作台共有3个，分别在安全壳外、舱内和安全壳内，每个操作台均可操作内部密封门和外部密封门。
　　在电动机构失效情况下，使用手动操作，共有4个操作手轮，外密封门的内外各有1个手轮操作外密封门，内密封门同样如此。
　　密封门开启的操作程序包括如下动作：1）压力平衡机构动作，平衡阀板开启，延时5s使压力平衡；2）解除锁紧，锁紧栓从锁紧支架中退出；3）连锁机构动作，锁闭另一侧门；4）解除锁紧动作完成，顶升机构动作，门被顶起；5）升降门阶在弹簧作用下上升；6）门旋转开启。在自动操作状态下，开门的时间约为34s，其中未包括压力平衡时延迟的5s。
　　2 常见问题分析及处理方法
　　人员闸门承担着安全壳密封和人员进出的作用，人员闸门故障可能会导致安全壳密封性破坏，或者人员无法正常进出安全壳，尤其是人员被困在安全壳或舱内时，有过度辐射和窒息风险。在福清核电调试和运行期间，人员闸门曾多次出现问题，有设计缺陷，有机械故障，也有操作不当，对人员进出造成了不良影响。下面对人员闸门操作时经常遇到的几个问题进行分析并提出解决措施。
　　2.1 电动操作时密封门无法关严
　　电动操作关门时，电机驱动密封门关闭并执行后续的下降和锁紧动作，但由于门体惯性较大，在关闭瞬间会反弹回来，导致后续自动动作无法进行。闸门本身设置的卡紧装置基本无效果。经与厂家确认此为设计问题，同行电厂人员闸门也存在此问题。
　　解决措施：人员闸门关门时，必须先用手把门关严，再按下关门按钮进行锁紧。关门时应尽量轻缓，以免造成密封门反弹。
　　建议优化：优化卡紧装置，密封门和门框安装电磁吸合器，利用强大的电磁吸合力保证密封关闭时不会反弹出去。吸合器的动作时间由继电器进行控制，保证不影响密封门的其他动作。
　　2.2 人员闸门有尖锐异音且手轮跟着转
　　电动操作时人员闸门有尖锐异音且手轮跟着转，这是因为手动离合器没有完全脱开，主要原因是手动离合器间隙偏小。
　　处理方法：出现这种状况对设备损害较大，应立即按下“停止”按钮，并按“手动”“自动”按钮切换几次，让离合器完全脱开后才可以继续操作。后续应提缺陷工单，由维修机械人员来调整手动离合器间隙。
　　这种情况下手轮跟着转的转速非常快，存在伤人风险，所以在操作时人员应远离手轮、传动轴、链条等转动设备，以免受到伤害。
　　2.3 手自动操作失灵
　　自动操作没有反应，手动操作也没反应，这种情况主要原因：操作不当导致超力矩保护动作，安全离合器脱开。
　　处理方法：切到手动，反向或正向摇手轮多摇几圈，听到“咔”的一声即安全离合器已经复位，可以继续正常操作了。若不行的话手自动切换一下，手动多摇几圈。
　　自动操作不了的情况还可能是因为没有运行许可信号，应联系主控。
　　2.4 密封门无法推动
　　故障现象是门体转不动，手动电动均无动作，8m闸门内门出现过这种状况。厂家人员检查后发现是传动法兰卡死，拆开后发现传动法兰已损坏，拿备件加工更换后，闸门恢复正常。
　　处理方法：遇到这种情况，先检查门前后有无障碍物阻挡，没有的话可能就是传动轴卡死，提缺陷工单由维修机械人员处理。
　　2.5 密封门门体未到位动作导致门被卡住
　　当人员闸门联锁未投入，外密封门是开的，此时如果安全壳内是负压，在内密封门门体两侧有较大压差，平衡闸板打开不足以平衡压差，门体受较大压力，在门体提升起来但还未完全提到位时，在压差力的作用下，提前旋转打开，由于没有完全提升起来，门体会被地板卡住，且此时门体插销脱开，门体由提升模式转到旋转模式，门体无法提升，导致密封门卡在那里。8m闸门内门出现过多次这种情况。防止这种情况发生的办法是，在开启内门前，先把外门关严（用手顶住，只关严不锁紧），这样在开内门的时候门体就不会受很大的力，可以正常开启了。内门关闭时会因为压差力的作用无法自动关闭。此为设计问题，未考虑特殊情况下安全壳负压对密封门的作用力。
　　解决办法有2个：
　　一是将门体中间部位的插销顶进去（或是将门关严使插销顶进去），使棘轮棘爪脱开（不然转动就传不到提升装置），然后切到手动，往开的方向摇，使门完全提起来，就恢复正常了；二是用长螺丝刀或钢条，插入门后中间部位的万向节传动轴上，向下扳使传动轴转动，从而带动提示装置转动，使门完全提起。
　　将插销顶进去，棘轮棘爪脱开，传动轴切换到提升装置，使门体提升到位就可以正常开启了。正常提升到位的话，绿框内只有约3圈螺纹。
　　建议优化：设计时考虑负压对密封门的作用力及其对门体动作的影响，进行优化。
　　3 结论
　　人员闸门在机组正常运行和换料停堆期间都有着非常重要的作用，本文对人员闸门在福清的应用和产生的问题进行了分析，发现人员闸门在设计上存在门体反弹等问题，制造和调试也对闸门质量影响很大。通过优化操作方式可解决部分问题，但从设备可靠性和自动化来讲，还需从设计上解决根本问题。
　　参考文献
　　[1]福清核电1、2号机组EEP系统手册.
　　[2]钱浩.核电站安全壳人员闸门应力分析[J].力学季刊，2009（4）：638-644.
　　[3]沈勇坚.核电厂人员闸门传动装置的设计.上海：机械工程师，2015（7）：244-246.