CN104416203A - 原子反应堆容器的堆芯支撑块加工装置及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种原子反应堆容器的堆芯支撑块加工装置及其加工方法，本发明的加工装置是不仅顺利地插入原子反应堆容器内，而且也容易地进行安装设置从而能够精确而稳定地加工所要加工的堆芯支撑块的加工装置，该加工装置包括：各个托座，安装于上述原子能容器的内部底面的彼此相对的位置；基架，以水平状态安装固定于上述托座的上部；以及，加工器，以一边向上、下、左、右以及前、后移动一边加工上述堆芯支撑块的方式安装于上述基架的上部。由此，本发明具有如下效果：能够使加工效率极大化、最小限度的费用以及，不仅不需要另外的设置面积，而且加工结束之后在另一用途上的应用度也高。

Description

原子反应堆容器的堆芯支撑块加工装置及其加工方法

技术领域

本发明涉及加工形成于原子反应堆容器内的堆芯支撑块(core supportpad)的技术，更为详细地讲，涉及一种不仅顺利地插入原子反应堆容器内，而且也容易地进行安装设置从而能够精确而稳定地加工所要加工的堆芯支撑块的原子反应堆容器的堆芯支撑块加工装置及其加工方法。

背景技术

一般来讲，原子反应堆是铀燃料发生核分裂的容器，可谓是原子能发电的核心，通常由25㎝之厚的钢铁制作，其所起的作用是能够调节核分裂的连锁反应速度以获取与所需量相当的能量并安全地使用。

在这种原子反应堆内部具备发生核分裂的燃料和帮助核分裂连锁反应的减速材料(水或石墨)、传递热的冷却材料、调节连锁反应速度的控制棒等。

这里，作为冷却材料的水一边通过原子反应堆容器(Reactor Vessel)一边由核燃料即铀的核分裂所产生的热所加热。所加热的水经过蒸气发生器(SteamGenerator)，一边通过该蒸气发生器的U形管(Tube)的内部一边对U形管外部的二次侧水传递热，已降温的冷却材料通过原子反应堆冷却材料泵(RCP：Reactor Coolant Pump)重新返回至原子反应堆容器入口侧。

在如上所述那样在原子反应堆起重要作用的原子反应堆容器的内部形成有用于设置内部构造物(RVI：Reactor Vessel Internal)的至少一个以上的堆芯支撑块，该内部构造物支撑原子反应堆内部的核燃料(Core)，并形成有用于向蒸气发生器输送因核反应而被加热的冷却水的通道，且通过控制棒(CEA)和反应堆内计测仪器(ICI)起引导作用。此时，上述堆芯支撑块形成于原子反应堆容器的内部较深处即大致9000㎜的地点。

而且，由于上述堆芯支撑块在制作原子反应堆容器时与原子反应堆容器一体形成，因此，在为了设置内部构造物而通过切削和钻削等各种加工来进行了加工的状态下能够设置内部构造物。

这样，加工形成于原子反应堆容器的内部的堆芯支撑块的现有方法通常使用超精密铣削(Super-mill)设备而进行加工，而在为上述超精密铣削设备的情况下，不仅存在需要花费大致两兆元(韩元)费用和两年以上时间的问题，而且具有在工厂内部需要占30m×30m以上的直线长度的空间的缺点。

而且，上述超精密铣削设备，除了用于加工原子反应堆容器的堆芯支撑块的用途之外，具有应用度并不太高的缺点。

为了消除这种问题，过去也有如日本公开专利公报第JP1998-260290号(以下称为“专利文献1”)所公开，提出有从原子反应堆容器的内部拆卸内部构造物之后重新焊接安装内部构造物的技术。

而且，如日本专利公报第JP3679899号(以下称为“专利文献2”)所公开，提出有利用加工装置切削原子反应堆容器的墙体即罩壳周围的技术，该加工装置在原子反应堆容器的内部具备固定架和旋转架，并在上述旋转架具备切削刀具部件和去除切削时所产生的毛刺的毛刺去除装置以及测定切削面的平坦度的平坦度测定装置。

而且，如日本公开专利公报第JP2001-071201号(以下称为“专利文献3”)所公开，提出有具备多个切削部件的技术，该多个切削部件具备固定架和移动架以便切削原子反应堆容器的罩壳周围，且在上述移动架沿着圆周方向旋转驱动。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本公开专利公报第JP1998-260290号

专利文献2：日本专利公报第JP3679899号

专利文献3：日本公开专利公报第JP2001-071201号

发明内容

所要解决的问题

然而，在为专利文献1的情况下，将设置于原子反应堆容器内的内部构造物的各部分通过焊接拆卸之后再焊接，因而其技术并不是用于加工原子反应堆容器的技术。

另一方面，专利文献2和专利文献3所切削的是原子反应堆容器的内部墙体即罩壳，因而存在构造上不适合加工位于原子反应堆容器的深处的堆芯支撑块的缺点。

旨在解决如上所述的现有各种问题的本发明的主要目的在于提供一种不仅顺利地插入原子反应堆容器内，而且也容易地进行安装设置从而能够精确而稳定地加工所要加工的堆芯支撑块的原子反应堆容器的堆芯支撑块加工装置及其加工方法。

本发明的另一目的在于能够精确地调平加工器的水平。

本发明的其他目的在于使通过旋转的原子反应堆容器内的堆芯支撑块的加工能够在短时间内更加迅速而便利地进行。

解决问题的方案

旨在解决如上所述的技术问题的本发明是一种加工形成于原子能容器内的深处的多个堆芯支撑块的加工装置，本发明包括：各个托座，安装于上述原子能容器的内部底面的彼此相对的位置；基架，以水平状态安装固定于上述托座的上部；以及，加工器，以一边向上、下、左、右以及前、后移动一边加工上述堆芯支撑块的方式安装于上述基架的上部。

上述托座上部构成为平面，下部形成为以与上述原子能容器的底面对应的曲面形态所形成的固定面。

在上述托座的上部进一步固定有环形脚踏板。

在上述托座与脚踏板之间进一步介入有用于调整加工器的水平的各个水平校正块。

在上述加工器的下部和基架进一步包括用于使上述加工器旋转的旋转部。

上述旋转部形成为，包括以通过驱动源和动力传递单元能够旋转的方式具备于基架的下部的旋转轴，且上述旋转轴的上部贯通基架并与上述加工器的基座连结固定，从而使加工器旋转。

上述加工器是以插入至原子反应堆容器内部的大小制作的小型移动式计算机数控铣床。

本发明是加工形成于原子反应堆容器内的深处的多个堆芯支撑块的方法，本发明包括：设置步骤，用于将加工器以水平状态设置在上述原子反应堆容器的内部底面；以及，加工步骤，在上述设置步骤之后，安装加工器并使上述加工器的加工部向上、下、左、右移动而加工某一个堆芯支撑块。

本发明的原子反应堆容器的堆芯支撑块加工方法进一步包括在上述加工步骤之后使上述加工器旋转以便能够加工另一堆芯支撑块的步骤。

本发明的原子反应堆容器的堆芯支撑块加工方法进一步包括调平步骤，其使得上述设置步骤之后所安装的加工器能够调平至正确的水平状态。

发明效果

本发明的加工装置不仅顺利地插入至原子反应堆容器内，而且也容易地进行安装设置从而能够精确而稳定地加工所要加工的堆芯支撑块，因而具有如下效果：能够使加工效率极大化、最小限度的费用以及，不仅不需要另外的设置面积，而且加工结束之后在另一用途上的应用度也高。

而且，本发明能够精确地调平加工器的水平，从而使加工时的抖动或振动的产生最小化，因而具有能够更加精确而精密地进行加工的效果。

而且，本发明使通过旋转的原子反应堆容器内的堆芯支撑块的加工能够在短时间内更加迅速而便利地进行，从而最大限度地缩短加工时间，因而具有高加工效率。

附图说明

图1是本发明所设置于原子反应堆容器中的状态的主视图。

图2是用于说明本发明的加工器的整体上的主视图。

图3是用于说明本发明的旋转部的局部俯视图。

图4是图3所示旋转部的主视图。

图5是用于说明本发明的运行方法的框图。

符号说明

1—加工装置，10—托座，12—平面，14—固定面，20—托架，22—托板，24—水平校正块，30—加工器，32—基座，40—旋转部，42—驱动源，44—动力传递单元，45—旋转轴，100—原子反应堆容器，110—堆芯支撑块。

具体实施方式

以下，参考附图进一步详细地说明本发明的优选实施例如下，本发明并不由实施例所限制或限定。

图1是本发明所设置于原子反应堆容器中的状态的主视图，图2是用于说明本发明的加工器的整体上的主视图，图3是用于说明本发明的旋转部的局部俯视图，图4是图3所示旋转部的主视图。

如图所示，本发明提供一种加工多个堆芯支撑块110的加工装置1，该堆芯支撑块110是为了在原子能容器100内的深处设置内部构造物而形成。此时，上述堆芯支撑块以辐射状形成于原子能容器内部。

本发明的加工装置不仅顺利地插入至原子反应堆容器内，而且安装设置也容易，因而能够精确而稳定地加工所要加工的堆芯支撑块。

根据本发明的加工装置1具备：各个托座10，通过焊接安装于上述原子能容器100的内部底面的彼此相对的位置；基架20，其中央形成有下述的旋转部的旋转轴所突出的通孔，并通过通常的螺栓连接等以水平状态安装固定于上述托座10的上部。

而且，加工装置1包括加工器30，其以加工部一边向上、下、左、右以及前、后移动一边加工上述堆芯支撑块110的方式安装于上述基架20的上部。此时，由于加工器是公知的铣床，且加工部向上、下、左、右以及前、后移动的构造具有公知的技术构成，因而省略对其的详细说明。

并且，理想的是，将上述加工器制作成以插入至原子反应堆容器100的内部的大小制作的小型移动式CNC(Computerized Numerical Control，计算机数控)铣床。即、上述小型移动式计算机数控铣床虽然具有与公知的铣床相同的构造，但由于加工对象物即原子反应堆容器的特性上的原因，而以能够插入至该原子反应堆容器的内部的大小制作。

由此，能够消除如现有超精密铣削设备那样不仅花费过多的费用而且需要长时间且须具有较宽的设置面积的问题。

而且，上述托座至少要安装相隔120°的三个托座以便在安装基架时能够稳定地安装，最好是安装相隔90°的四个托座，但根据需要设置四个以上托座也无妨。

托座10上部构成为平面12以便能够顺利地进行上述基架的设置，下部形成为以与上述原子能容器100的底面对应的曲面形态所形成的固定面14，该固定面14至少形成两处以上。此时理想的是，上述固定面至少焊接两处以上而固定，以使上述固定面能够具有较高的固定力和稳定性。

而且，就上述固定面与原子反应堆容器的内侧面的焊接而言，并不是对上述固定面的整体进行焊接而是仅对局部进行焊接，使得加工作业结束之后分离托座的作业、以及对其所焊接的部分进行后处理的作业能够更加简单且便利地进行。

并且，理想的是，在上述固定面形成凹凸部而进行焊接，以便在焊接时能够具有更大的固定力。

因此，本发明对于形成于原子反应堆容器的内部的堆芯支撑块，不仅无需过多的费用也不需要较宽的设置面积，而且利用通过原子反应堆容器内的托座和基架所设置的加工器，能够短时间内便利地加工所要加工的对象而不存在繁琐或不便。

而且，加工器作为插入至原子反应堆容器的内部的小型移动式计算机数控铣床，具备能够更为精确而精密地加工堆芯支撑块的条件。

另一方面，在上述托座10的上部直接设置基架20也无妨，但进一步固定环形脚踏板22，该环形脚踏板22使得作业人员在进行设置作业时能够脚踏并能够简便地确认基架的水平状态。

即、在托座上直接设置板材形态的基架的情况下，难以确认倾斜程度，因而理想的是，在设置上述基架之前设置脚踏板以便作业人员容易地脚踏并且能够检查托座的水平状态。

而且，在上述托座10与脚踏板22之间进一步介入有用于调平加工器30的正确的水平状态的通常的各个水平校正块24。

换句话讲，上述水平校正块是设置通常的机械设备等时为了调节水平而使用的安装座(mount)，只要是调节板随螺杆旋转而在固定板上滑动的构造则适用公知的任何构造也无妨。

而且，只要是通过非为上述机械式的通常的液压方式调节高度而能够调节水平，则采用任何方式也无妨。

由此，在基架上安装固定了加工器的状态下，使用上述水平校正块不仅精确地调平左、右水平，而且也精确地调平前、后水平，从而在利用加工器加工堆芯支撑块时使加工器更加稳定地工作，从而能够进行精确而精密的加工。

另一方面，在上述加工器30的下部和基架20进一步包括用于使上述加工器30旋转的旋转部40。即、为了加工以辐射状形成于上述原子反应堆容器的内部的多个堆芯支撑块，而具备旋转部以便在通过加工器而加工一个堆芯支撑块之后能够立即旋转而直接加工另一堆芯支撑块。

旋转部40形成为，包括以通过如通常的正反转马达等的驱动源42和通常的滑轮和皮带、链轮和链条或多个齿轮啮合方式的动力传递单元44而能够旋转的方式具备于基架20的下部的旋转轴45，且上述旋转轴45的上部贯通基架20并利用通常的螺栓连接方式与上述加工器30的基座32连结固定，从而使加工器30旋转。

由此，在通过加工器的加工部而完成某一个堆芯支撑块的加工之后，通过上述旋转部而使加工器旋转到所要加工的另一堆芯支撑块以便能够立即进行加工，从而具备还能够使加工效率极大化的条件。

由此，本发明将以插入至原子反应堆容器的大小制作的加工器插入于原子反应堆容器并固定之后，精确而精密地加工所要加工的堆芯支撑块，并且通过旋转而能够立即连续进行加工，从而具备能够使加工效率极大化的条件。

并且，就用于加工形成于原子反应堆容器内部的堆芯支撑块的加工装置而言，不仅以比较低廉的费用制作，而且无需另外的设置面积，且在加工作业结束之后进行通常的铣削作业，因而可用于多种用途，因此，具备应用度也高的条件。

图5是用于说明本发明的运行方法的框图。

如图所示，本发明提供一种加工形成于原子反应堆容器内的深处的多个堆芯支撑块的方法。

根据本发明的加工方法执行在上述原子反应堆容器的内部底面设置用于将加工器以水平状态设置的通常的承托单元的设置步骤(S1)。

即、只要是如公知的承托单元即承台或托架或基架等那样能够在上述原子反应堆容器的内部底面以水平状态设置加工器，使得在使用加工器而加工堆芯支撑块时能够稳定地工作而不会产生抖动或振动等，则承托单元可以为任何单元。

接着，包括在上述设置步骤之后在承托单元安装加工器并使该加工器的加工部向上、下、左、右移动而加工某一个堆芯支撑块的加工步骤(S2)。此时，加工器以与公知的铣床相同的构造与公知的铣床相同地工作。

即、在将上述加工器以水平状态设置并固定之后，该加工器的加工部能够一边向所要加工的对象即堆芯支撑块前进、后退并向上、下移动一边精确而精密地进行加工。

进一步包括若多个堆芯支撑块中某一个加工这样结束，则由通常的转台方式使上述加工器旋转，从而使上述加工器以能够加工另一堆芯支撑块的方式旋转的步骤(S3)。

换句话讲，上述加工器并不是仅仅加工位于简单设置的位置的堆芯支撑块，而是使上述加工器按照以辐射状形成于原子反应堆容器内部的堆芯支撑块所设置的位置进行旋转而进行加工之后能够立即进行另一堆芯支撑块的加工，从而使上述加工器能够具有高加工效率。

另一方面，进一步包括如上述承托单元那样被调平的调平步骤(S1a)，以便使上述设置步骤之后所安装的加工器能够调平至正确的水平状态。

即、虽然在设置上述承托单元的设置步骤中尽量将上述承托单元设置成水平状态，但理想的是，使用更能够精确地调节水平状态的通常的安装座或水平校正块等对水平状态进行调平。

这种精确的调平消除安装于承托单元的加工器在进行加工时所产生的如抖动或振动等那样的不稳定的要素，因而具备更能够精密且精确地进行加工的条件。

因此，本发明的加工方法不仅不需要长时间，而且能够在短时间内迅速而精确地、顺利地进行加工作业。

Claims (10)

1.一种原子反应堆容器的堆芯支撑块加工装置，其为加工形成于原子能容器内深处的多个堆芯支撑块的加工装置，其特征在于，包括：

各个托座，其安装于上述原子能容器的内部底面的彼此相对的位置；

基架，其以水平状态安装固定于上述托座的上部；

加工器，以一边向上、下、左、右以及前、后移动一边加工上述堆芯支撑块的方式安装于上述基架的上部。

2.根据权利要求1所述的原子反应堆容器的堆芯支撑块加工装置，其特征在于，

上述托座上部构成为平面，下部形成为以与上述原子能容器的底面对应的曲面的形态所形成的固定面。

3.根据权利要求2所述的原子反应堆容器的堆芯支撑块加工装置，其特征在于，

在上述托座的上部进一步固定有环形脚踏板。

4.根据权利要求3所述的原子反应堆容器的堆芯支撑块加工装置，其特征在于，

在上述托座与脚踏板之间进一步介入有用于调整加工器的水平的各个水平校正块。

5.根据权利要求1所述的原子反应堆容器的堆芯支撑块加工装置，其特征在于，

在上述加工器的下部和基架进一步包括用于使上述加工器旋转的旋转部。

6.根据权利要求5所述的原子反应堆容器的堆芯支撑块加工装置，其特征在于，

上述旋转部形成为，包括以通过驱动源和动力传递单元能够旋转的方式具备于基架的下部的旋转轴，且上述旋转轴的上部贯通基架并与上述加工器的基座连结固定，从而使加工器旋转。

7.根据权利要求6所述的原子反应堆容器的堆芯支撑块加工装置，其特征在于，

上述加工器是以插入至原子反应堆容器内部的大小制作的小型移动式计算机数控铣床。

8.一种原子反应堆容器的堆芯支撑块加工方法，其为加工形成于原子反应堆容器内深处的多个堆芯支撑块的方法，其特征在于，包括：

设置步骤，用于将加工器以水平状态设置在上述原子反应堆容器的内部底面；

加工步骤，在上述设置步骤之后，安装加工器并使上述加工器的加工部向上、下、左、右移动而加工某一个堆芯支撑块。

9.根据权利要求8所述的原子反应堆容器的堆芯支撑块加工方法，其特征在于，

进一步包括在上述加工步骤之后使上述加工器旋转以便能够加工另一堆芯支撑块的步骤。

10.根据权利要求8所述的原子反应堆容器的堆芯支撑块加工方法，其特征在于，

进一步包括调平步骤，其使得上述设置步骤之后所安装的加工器能够调平至正确的水平状态。