1引言

 

核电站一期2号机组（300MW）2号机组设备间门由设备闸门、设备门开关控制系统和门架组成。设备闸门是操作人员进出反应堆车间的通道，是人员和货物进出反应堆车间的唯一通道。以电动执行机构为例，简要介绍了设备闸门的结构和开关过程。电动执行机构是一种由电机驱动齿轮等旋转轴工作的执行机构，其运动形式分为齿轮、齿条、滑块和杆件。电动执行机构用于核电站设备间门的开关，其工作过程分为：机械旋转（齿轮旋转）→电动机运转→驱动齿轮-齿条旋转→滑动轴承旋转→齿轮-齿条旋转。

 

电动执行机构在设备闸门上的工作原理

 

设备闸门的电动执行机构由电机、减速器输出轴、行星齿轮机构等组成。

 

（1）电机是通过电气传动实现开闭门机的动力元件。电机通过传动装置将电转换为机械能，然后驱动行星齿轮。

 

（2）减速器是一种通过电磁离合器传动装置，具有传递齿轮转矩或转速的特点。通常，电机输出轴与减速器输入轴相同，因此在安装和使用中具有许多优点。

 

(3)行星齿轮是使电机在运行过程中旋转的机构部件。

 

本文所述电动执行机构是一种机电一体化的智能电动执行机构，与机械执行机构相结合。在伺服放大器中，稳压器的电流信号II(4-20ma)被用作伺服放大器，将电流信号II与阀门的位置反馈信号IF进行比较。当输入信号与反馈信号之间的差异不是0时，差异通过伺服放大器放大，两相伺服电机按方向旋转，然后通过减速器减速，使输出轴偏移；同时，输出轴的位移通过位置发射机转换为阀门的反馈信号IF；当反馈信号等于输入信号时，伺服放大器不输出，电机不旋转，执行器可以保持与输入信号相对应的位置。在此基础上，电动执行机构的输出轴与输入信号之间存在一定的线性关系。

 

3.核电站设备闸门中电动执行机构的应用过程

 

3.1设备闸门外门开启过程

 

设备闸门外门由电动执行机构控制，电动执行机构设置在设备间门外，前后门由两台电机驱动，实现两个闸门同时开启。

 

打开设备间门前的电源开关，当开关处于中间位置时，从左到右转动机械臂启动。

 

机械臂首先驱动闸门外门内的密封橡胶座旋转约1°，橡胶座转向左偏时，将右转轴带到左偏位旋转约3°，右转轴旋转到右侧。

 

此时，机械臂开始向外运动。

 

机械臂转向右侧时，带动橡胶座和上下密封圈转动约10°，此时密封圈密封效果好；转向左侧时，继续向外运动，带动下轴承座，左右密封圈旋转约30°，此时，机械臂与密封圈同步旋转；此时，转向左继续向外运动，驱动下轴承座和左右密封圈旋转；当机械臂达到右偏位时，向左旋转90°并带动下轴承座、左右密封箱继续旋转。

 

到目前为止，设备闸门的外门已经打开。在此过程中，需要注意的是，在设备闸门的外门关闭过程中，开启时应避免打开门扇，否则会对外门造成严重损坏；打开门扇前，手轮和门扇的位置应保持不变；关闭设备闸门时，不得用手强行拉动门扇。设备闸门的开启时间与操作人员的经验有关。一般经验在20秒左右；经验少的时候，可以适当延长操作时间，保证机械臂和门有足够的开合空间和行程，达到安全可靠关闭的目的。

 

4.2设备闸门外门关闭过程

 

设备闸门外门关闭过程由以下步骤组成：

 

（1）当设备闸门关闭时，通过手动关闭按钮（电动执行机构或气动执行机构）将其推到关闭位置。

 

(2)当设备闸门处于正常工作状态时，在手动关闭按钮的作用下，手动拉动外门手柄，将其移动到指定位置。

 

（3）在手动关闭按钮的作用下，将外门推离门槽；当手柄推到这个位置时，将外门旁边的手轮向上推，使其脱离门槽；外门会自动打开。

 

(4)设备闸门关闭时，使用电动执行机构自动将外门把手推到这个位置；当手柄向下移动时，外门会自动关闭。

 

（5）设备闸门关闭时：使用电动执行机构将外门关闭到规定位置。

 

(6)在设备闸门的外部门安装旋转锁，确保外门在关闭过程中不会被误开或关闭。

 

3.3设备闸门内门开启过程

 

(1)在设备间门关闭过程中，阀门开关可通过手动控制按钮进行控制。

 

(2)正常情况下，阀门处于全开状态，在此状态下按下手动按钮打开阀门，执行机构动作打开设备间门。

 

（3）关闭设备间门时，按下执行机构的复位按钮，停止阀门开关；打开设备间门开关时，按下执行机构的复位按钮，启动设备间门内的机械装置。

 

(4)由于阀门是电动执行器的驱动阀，因此在设备间门关闭时，阀门的运动方向可以通过电机的旋转来改变。如图6所示。

 

（5）操作机构复位后，执行机构开始工作；切换到手动关闭状态时，执行机构不能继续工作或停止工作。

 

(6)如果设备间门上有杂物需要清理，可以用手动开关打开或关闭；由于电动执行器的位置设置在设备间门的正下方，可以通过手动操作在闸门内门关闭状态下打开或关闭。

 

(7)如果设备间门前有杂物或障碍物需要清洗，可以通过电动开关按钮控制阀门开关清除设备间门前的杂物，打开门体。需要注意的是，由于阀门是一开一关的阀门，在关闭/打开过程中有一定的时间隔；这个时间隔大约是1s。

 

（8）设备闸门出现障碍物时，可通过手动按钮清除障碍物：操作机构复位后，将阀门开关转换为手动状态；打开开关后，可从设备间门拆除门体；如需继续打开门体，应通过手动按钮打开或关闭门体。

 

(9)本工艺仅适用于对机械装置操作要求较高的设备间门。

 

3.4设备闸门内门的关闭过程

 

当电动执行机构运行到设备间门关闭位置时，电动执行机构的电机驱动机构驱动内门打开/关闭；在关闭过程中，当手动操作手柄推动下压板时，手动开关手柄被释放。

 

（1）内门关闭状态：设备间门关闭时，需要手动拉下内门盖，然后锁上内门盖；

 

（2）设备间门盖拉起时，手动操作手柄推动下压板释放内门盖；

 

（3）设备间门盖上方设置一对手动限位开关。

 

(4)当内门盖被拉起时，自动开启装置就会打开。

 

(5)当设备间门板完全打开时，执行机构停止转动。

 

(6)通过调整限位开关位置进行限位操作。

 

(7)设备间门在关闭过程中需要有持续的电流驱动(通常为2A)；

 

（8）当设备间门板关闭时，执行机构的行程开关动作向外拉；当设备间门板关闭并打开时，执行机构的行程开关将关闭电机。

 

(9)内门盖释放后，电动执行机构停止旋转。

 

（10）关闭时注意安全距离的设置；注意内门是否可以手动关闭，手动门的限位开关是否可以正常控制。

 

（11）设备间门完全打开后，电动执行机构将停止旋转，并释放执行机构手柄上的限位开关。

 

结束语

 

综上所述，本文详细阐述了核电厂设备闸门上的电动执行机构，并简要阐述了其工作原理。最后，重点分析了电动执行机构在核电站设备间门中的应用，为同类企业今后的工作提供工作经验。