CN103769723B - 一种核岛一回路主管道安装方法 - Google Patents

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Abstract

一种核岛一回路主管道安装方法，采用稳定可控的窄间隙自动氩弧焊方法，通过精密测量仪器的测量及建模拟合配合，利用刚性物体上任意点的移动轨迹相同的基本原理，预先加工好主管道两侧的坡口，通过控制主管道反应堆压力容器侧焊接收缩量和收缩方向，使蒸汽发生器侧焊口无应力合格组对并焊接。本发明的有益效果是：采用稳定可控的窄间隙自动氩弧焊方法，通过精密测量仪器的测量及建模拟合配合，利用刚性物体上任意点的移动轨迹相同的基本原理，预先加工好主管道两侧的坡口，控制主管道反应堆压力容器侧焊接收缩量和收缩方向，使蒸汽发生器侧焊口无应力合格组对并焊接，与目前三代百万级压水堆核岛主管道施工方案相比可以节约工期1～1.5月。

Description

一种核岛一回路主管道安装方法
技术领域
本发明涉及一种核岛一回路主管道安装方法。
背景技术
第三代压水堆核电技术一回路系统由反应堆压力容器、蒸汽发生器（含主泵）和主管道（单个回路由两根冷段，一根热段组成，共两个回路）组成。主管道安装时，反应堆压力容器已就位并固定不动，蒸汽发生器未正式就位，可以有少量的位移，但正式就位位置已确定，且蒸汽发生器上三个接管嘴位置相对固定。当反应堆压力容器侧焊口焊接至50%厚度时，移动蒸汽发生器与主管道三个管口同时实现无应力组对焊接。
发明内容
为了解决目前的核岛主管道安装时反应堆压力容器侧焊口焊接至50%厚度时，移动蒸汽发生器与主管道三个管口同时实现无应力组对焊接的问题，本发明提出了一种能够有效控制管道整体变形移动的控制方法，解决主管道安装时反应堆压力容器侧焊口焊接至50%厚度时，移动蒸汽发生器与主管道三个管口同时实现无应力组对焊接的核岛一回路主管道安装方法。
一种核岛一回路主管道安装方法，包括以下步骤：
1)通过对主管道同规格、同材质的焊口进行焊接试验，获得在规定组对条件下焊缝的50%厚度时的收缩量C；其中，所述的主管道包括一条主管道热段和两条主管道冷段；所述的组对条件指的是组对间隙0～2mm，组对错边量0～0.8mm；
2)预设采用窄间隙自动氩弧焊技术焊接所需的焊接参数；其中所述的焊接参数指的是脉冲频率：2.0Hz；脉冲宽度：50%；摆动宽度：0.35～0.65in、内停留时间：0.2～0.4s;外停留时间：0.2～0.4s；行走延时：2～3s；送丝延时2～3s；氩气流量：25～55L/min、行走速度：3.0-5.0in/min；送丝速度15～70in/min；脉冲电流：基值50～200A、峰值150～300A、电压6～15U;
3)采用激光跟踪仪测量反应堆压力容器接管嘴、蒸汽发生器接管嘴以及主管道的空间坐标，通过激光跟踪仪配套的Spatial Analyzer建立设备和管道的模型，将各模型在同一空间下按设备就位位置进行计算比对，确定主管道坡口加工位置，，并按建模比对结果加工主管道两侧坡口，在RV侧加工时，在切割位置前预留相应的焊口焊接至50%厚度时的焊缝收缩量；在主管道与压力容器组对时，按步骤1）得出的组对条件进行；
4)将反应堆压力容器的三个接管嘴分别与主管道热段、主管道冷段采用窄间隙自动氩弧焊技术焊接，保证主管道的整体自由度，让主管道随焊缝收缩自由移动；并且主管道与反应堆压力容器接管嘴焊接过程中，每层焊缝焊接完成后，通过激光跟踪仪测量分别与蒸汽发生器接管嘴连接的主管道的蒸汽发生器侧管口位置；
5)对步骤4)采集的主管道的蒸汽发生器侧管口位置数据进行分析，然后通过改变焊接起弧位置、调整局部位置焊接工艺参数或者通过焊缝挖补方法控制与反应堆压力容器接管嘴连接的主管道的反应堆压力容器侧焊缝在圆周方向各处的横向收缩量一致，使主管道的蒸汽发生器侧管口位置移动到与理论预设位置；
6)主管道反应堆压力容器侧焊接完成50%厚度时，测量主管道蒸汽发生器侧管口位置并建模，根据公式（1）和公式（2）以及局部微调蒸汽发生器位置设置三个焊口的组对间隙、组对错边，与蒸汽发生器接管嘴模型进行最佳拟合：
S=cosαC    (1)
A=sinαC     (2)
其中，α为主管道的弯曲角度；C为焊缝收缩量；S为组对见习方向移动量；A为错变量方向移动量；当反应堆压力容器侧焊缝收缩量为C时，蒸汽发生器侧主管道移动量也为C。
本发明的有益效果是：采用稳定可控的窄间隙自动氩弧焊方法，通过精密测量仪器的测量及建模拟合配合，利用刚性物体上任意点的移动轨迹相同的基本原理，预先加工好主管道两侧的坡口，控制主管道反应堆压力容器侧焊接收缩量和收缩方向，使蒸汽发生器侧焊口无应力合格组对并焊接，与目前三代百万级压水堆核岛主管道施工方案相比可以节约工期1～1.5月。
附图说明
图1是本发明的示意图（以CAP1000型核岛一回路为例,5代表主泵）。
图2是本发明的主管道冷段变形分析示意图（以CAP1000型核岛为例）。
图3是CAP1000型核岛主管道热段变形分析示意图（以CAP1000型核岛为例）。
图4是本发明的模拟图(其中H代表重叠量即需切割量)。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明
参照附图：
实施例1一种核岛一回路主管道安装方法，包括以下步骤：
1)通过对主管道同规格、同材质的焊口进行焊接试验，获得在规定组对条件下焊缝的50%厚度时的收缩量分别为6.5mm，4.5mm；其中，所述的主管道包括一条主管道热段1和两条主管道冷段2；其中，组对条件指的是：组对间隙0.2mm，错边0mm；
2)预设采用窄间隙自动氩弧焊技术焊接所需的焊接参数；其中所述的焊接参数指的是脉冲频率：2.0Hz；脉冲宽度：50%；摆动宽度：0.35～0.65in、内停留时间：0.2～0.4s;外停留时间：0.2～0.4s；行走延时：2～3s；送丝延时2～3s；氩气流量：25～55L/min、行走速度：3.0-5.0in/min；送丝速度15～70in/min；脉冲电流：基值50～200A、峰值150～300A、电压6～15U;
3)采用激光跟踪仪测量反应堆压力容器3接管嘴、蒸汽发生器4接管嘴以及主管道的空间坐标，通过激光跟踪仪配套的Spatial Analyzer建立设备和管道的模型，将各模型在同一空间下按设备就位位置进行计算比对，确定主管道坡口加工位置，并按建模比对结果加工主管道两侧坡口，在RV侧加工时，在切割位置前预留相应的焊口焊接至50%厚度时的焊缝收缩量；在主管道与压力容器组对时，按组对间隙0.2mm，错边0mm的组对要求进行；
4)将反应堆压力容器3的三个接管嘴分别与主管道热段1、主管道冷段2采用窄间隙自动氩弧焊技术焊接，保证主管道的整体自由度，让主管道随焊缝收缩自由移动；并且主管道与反应堆压力容器3接管嘴焊接过程中，每层焊缝焊接完成后，通过激光跟踪仪测量分别与蒸汽发生器接管嘴连接的主管道的蒸汽发生器侧管口位置；
5)对步骤4)采集的主管道的蒸汽发生器侧管口位置数据进行分析，然后通过改变焊接起弧位置、调整局部位置焊接工艺参数或者通过焊缝挖补方法控制与反应堆压力容器接管嘴连接的主管道的反应堆压力容器侧焊缝在圆周方向各处的横向收缩量一致，使主管道的蒸汽发生器侧管口位置移动到与理论预设位置；
6)主管道反应堆压力容器侧焊接完成50%厚度时，测量主管道蒸汽发生器侧管口位置并建模，根据公式（1）和公式（2）以及局部微调蒸汽发生器位置设置三个焊口的组对间隙、组对错边，与蒸汽发生器4接管嘴模型进行最佳拟合：
S=cosαC     (1)
A=sinαC     (2)
其中，α为主管道的弯曲角度；C为焊缝收缩量；S为组对见习方向移动量；A为错变量方向移动量；当反应堆压力容器侧焊缝收缩量为C时，蒸汽发生器侧焊缝收缩量也为C。
RV侧的三只焊口的焊缝收缩与预留值相符，经过测量后SG侧三只焊口的组对均符合主管道安装技术文件的要求。组对数据如下：
左右错边 间隙 上下错边
冷段1 0.3240 0.1139 -0.0202
冷段2 0.1526 0.1331 0.2780
热段 -0.4364 0.1229 0.2810
标准值 0～0.8mm 0～2mm 0～0.8mm
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (1)

1.一种核岛一回路主管道安装方法，包括以下步骤：
1)通过对主管道同规格、同材质的焊口进行焊接试验，获得在规定组对条件下焊缝的50％厚度时的焊缝收缩量C；其中，所述的主管道包括一条主管道热段和两条主管道冷段；所述的组对条件指的是组对间隙0～2mm，组对错边量0～0.8mm；
2)预设采用窄间隙自动氩弧焊技术焊接所需的焊接参数；其中所述的焊接参数指的是脉冲频率：2.0Hz；脉冲宽度：50％；摆动宽度：0.35～0.65in、内停留时间：0.2～0.4s；外停留时间：0.2～0.4s；行走延时：2～3s；送丝延时2～3s；氩气流量：25～55L/min、行走速度：3.0-5.0in/min；送丝速度15～70in/min；脉冲电流：基值50～200A、峰值150～300A、电压6～15U；
3)采用激光跟踪仪测量反应堆压力容器接管嘴、蒸汽发生器接管嘴以及主管道的空间坐标，通过激光跟踪仪配套的Spatial Analyzer建立设备和管道的模型，将各模型在同一空间下按设备就位位置进行计算比对，确定主管道坡口加工位置，并按建模比对结果加工主管道两侧坡口，在反应堆压力容器RV侧加工时，在切割位置前预留相应的焊口焊接至50％厚度时的焊缝收缩量C；在主管道与反应堆压力容器RV组对时，按步骤1)得出的组对条件进行；
4)将反应堆压力容器的三个接管嘴分别与主管道热段、主管道冷段采用窄间隙自动氩弧焊技术焊接，保证主管道的整体自由度，让主管道随焊缝收缩自由移动；并且主管道与反应堆压力容器RV接管嘴焊接过程中，每层焊缝焊接完成后，通过激光跟踪仪测量分别与蒸 汽发生器接管嘴连接的主管道的蒸汽发生器侧管口位置；
5)对步骤4)采集的主管道的蒸汽发生器侧管口位置数据进行分析，然后通过改变焊接起弧位置、调整局部位置焊接工艺参数或者通过焊缝挖补方法控制与反应堆压力容器RV接管嘴连接的主管道的反应堆压力容器RV侧焊缝在圆周方向各处的横向焊缝收缩量一致，使主管道的蒸汽发生器侧管口位置移动到与理论预设位置；
6)主管道反应堆压力容器侧焊接完成50％厚度时，测量主管道蒸汽发生器侧管口位置并建模，根据公式(1)和公式(2)以及局部微调蒸汽发生器位置设置三个焊口的组对间隙、组对错边，与蒸汽发生器接管嘴模型进行最佳拟合：
S＝cosαC      (1) 
A＝sinαC      (2) 
其中，α为主管道的弯曲角度；C为焊缝收缩量；S为组对间隙方向移动量；A为错边量方向移动量；当反应堆压力容器RV侧焊缝收缩量为C时，蒸汽发生器侧焊缝主管道移动量也为C。
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