CN110176321A - 一种反应堆控制棒导向筒更换方法及装置 - Google Patents

一种反应堆控制棒导向筒更换方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种反应堆控制棒导向筒更换方法，包括以下步骤：拆卸控制棒导向筒法兰上的用以进行紧固的至多三个螺栓；判断拆卸螺栓的过程中是否出现卡涩的情况，如果判断位是，则对相应地螺纹孔进行修复，如果判断为否，为执行下一步；抓取控制棒导向筒；抓取控制棒导向筒法兰上的最后一颗螺栓，并判断该颗螺栓所对应的螺纹孔是否出现卡涩情况；更换新的控制棒导向筒。本发明还公开了一种反应堆控制棒导向筒更换装置。实施本发明的反应堆控制棒导向筒更换方法及装置，能够实现堆内构件控制棒导向筒的快速精准更换；结构精简，设计合理，进一步提升人员操作工具的可操作性和安全性。

Description

一种反应堆控制棒导向筒更换方法及装置
技术领域
本发明涉及核电领域，尤其涉及一种反应堆控制棒导向筒更换方法及装置。
背景技术
压水堆核电站运行中，控制棒导向筒内部长期的相对滑动磨损及高温高压环境下腐蚀，会导致控制棒失去导向而出现落棒时间超差，甚至是卡棒事件；出现此状况，需要在构建水池更换新的控制棒导向筒来保证电站在后续正常运行。现有的反应堆控制棒导向筒更换方法还存在在深水和有辐照环境下抓取螺栓、更换控制棒导向筒的不安全、不可靠等一系列的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种反应堆控制棒导向筒更换方法及装置，能够实现堆内构件控制棒导向筒的快速精准更换；结构精简，设计合理，进一步提升人员操作工具的可操作性和安全性。
为了解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种反应堆控制棒导向筒更换方法，用以在深水和耐辐照环境下更换控制棒导向筒，其特征在于，包括以下步骤：拆卸控制棒导向筒法兰上的用以进行紧固的至多三个螺栓；判断拆卸螺栓的过程中是否出现卡涩的情况，如果判断位是，则对相应地螺纹孔进行修复，如果判断为否，为执行下一步；抓取控制棒导向筒；抓取控制棒导向筒法兰上的最后一颗螺栓，并判断该颗螺栓所对应的螺纹孔是否出现卡涩情况，如果判断为是，则进行螺纹孔修复作业，如果判断为否，则将控制棒导向筒调离；更换新的控制棒导向筒。
其中，更换新的控制棒导向筒之后还包括以下步骤：将新的控制棒导向筒调至上部堆内构件的安装位置；在新的控制棒导向筒上安装紧固对应数量的螺栓；对所紧固螺栓的螺栓锁紧帽进行卷边锁紧；以及取走所有的更换工具。
其中，的螺纹孔修复作业包括以下步骤：在控制棒导向筒法兰上的其它任一螺栓孔的位置安装一个专用螺栓，一边锁紧控制棒导向筒；取出用以抓取控制棒导向筒的专用工具；对螺纹孔进行修复；安装专用工具，取出专用螺栓，将控制棒导向筒调离。
其中，抓取控制棒导向筒的步骤包括以下步骤：将气源连接至一气动伞形长柄抓具，然后将气动伞形抓具与测力计及控制棒导向筒的环吊连接；确保气动伞形长柄抓具处于关闭位置，就位指示装置处于低位；将气动伞形长柄抓具的导向头垂直插入控制棒导向筒内，然后缓慢的进入；在气动伞形长柄抓具的橡胶垫压在控制棒导向筒的上表面时停止其下降；检查确认气动伞形抓具已完全放置于导向筒上；打开气动伞形长柄抓具的钩爪，确认就位指示装置处于高位，钩爪完全打开；以及拆卸并取出控制棒导向筒四周剩余的螺栓。
其中，拆卸控制棒导向筒法兰上的用以进行紧固的至多三个螺栓的步骤之前还包括以下步骤：利用水下监控设备对控制棒导向筒的整个更换过程进行监控，现场操作人员站在换料机廊道上进行操作；将上部堆内构件放置在反应堆构建水池存放架上；拆除驱动杆组，在需要更换的控制棒导向筒的上端安装端塞；反应堆构建水池存放架旁侧的换料机处于可用状态；将新的控制棒导向筒存放在池边挂架上。
其中，判断拆卸螺栓的过程中是否出现卡涩的情况，如果判断位是，则对相应地螺纹孔进行修复的步骤包括以下步骤：标出在旋松螺栓时出现故障的螺栓以便在重装前用丝锥进行攻丝修复并重新安装新的螺栓，攻丝操作需在抓取控制棒导向筒的步骤之前完成；取出要攻丝的螺纹孔相应的控制棒导向筒的端塞和一个附近导向筒的端塞；用专用长杆工具将螺纹修复定位装置放置到控制棒导向筒上方；以及借助丝锥通道接头将螺纹孔丝锥修复工具插入要攻丝的螺纹孔进行修复作业。
为解决上述技术问题，本发明还公开了一种反应堆控制棒导向筒更换装置，至少包括：用以拆卸控制棒导向筒法兰上的用以进行紧固螺栓的螺栓旋松工具；用以抓取旋松状态的旧螺栓，并搬运至螺栓存储筒处，释放旧螺栓到存储筒中；抓取新螺栓，并搬运新螺栓到更换后新的控制棒导向筒的螺栓孔处，释放新螺栓到螺栓孔中的螺栓抓取工具；以及用以抓取控制棒导向筒的气动伞型短柄抓具，其中：气动伞型短柄抓具将新的控制棒导向筒从反应堆构建池边吊装到池边挂架上，气动伞型短柄抓具将控制棒导向筒从池边挂架吊装到池边废旧导向筒挂箱内。
其中，反应堆控制棒导向筒更换装置还包括:用以修复紧固导向筒上螺纹孔的螺纹孔修复工具和用以对已紧固的螺栓进行机械式锁紧的螺栓帽锁紧工具。
本发明所提供的反应堆控制棒导向筒更换方法及装置，具有如下有益效果：能够在深水和耐辐照环境下更换控制棒导向筒，包括拆卸控制棒导向筒法兰上的用以进行紧固的至多三个螺栓；判断拆卸螺栓的过程中是否出现卡涩的情况，如果判断位是，则对相应地螺纹孔进行修复，如果判断为否，为执行下一步；抓取控制棒导向筒；抓取控制棒导向筒法兰上的最后一颗螺栓，并判断该颗螺栓所对应的螺纹孔是否出现卡涩情况，如果判断为是，则进行螺纹孔修复作业，如果判断为否，则将控制棒导向筒调离；更换新的控制棒导向筒，能够实现堆内构件控制棒导向筒的快速精准更换；结构精简，设计合理，进一步提升人员操作工具的可操作性和安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例反应堆控制棒导向筒更换方法的结构框图。
图2是本发明实施例反应堆控制棒导向筒更换装置的螺纹孔修复工具的作业示意图。
图3是本发明实施例反应堆控制棒导向筒更换装置的气动伞型短柄抓具将控制棒导向筒抓起的作业示意图。
图4是本发明实施例反应堆控制棒导向筒更换装置的气动伞型短柄抓具的第一作业状态的示意图。
图5是本发明实施例反应堆控制棒导向筒更换装置的气动伞型短柄抓具的第二作业状态的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1-图5所示，为本发明反应堆控制棒导向筒更换方法的实施例一。
本实施例中的反应堆控制棒导向筒更换方法，用以在深水和耐辐照环境下更换控制棒导向筒，其特征在于，包括以下步骤：
S20:拆卸控制棒导向筒法兰上的用以进行紧固的至多三个螺栓；
S30:判断拆卸螺栓的过程中是否出现卡涩的情况，如果判断位是，则进行步骤S301对相应地螺纹孔进行修复，如果判断为否，为执行下一步；
S40:抓取控制棒导向筒；
S50抓取控制棒导向筒法兰上的最后一颗螺栓，并进行步骤S60判断该颗螺栓所对应的螺纹孔是否出现卡涩情况，如果判断为是，则进行螺纹孔修复作业，如果判断为否，则进行步骤S70将控制棒导向筒调离，更换新的控制棒导向筒。
本发明的反应堆控制棒导向筒更换方法在具体实施时，包括以下步骤：
步骤S10,利用水下监控设备对控制棒导向筒的整个更换过程进行监控，现场操作人员站在换料机廊道上进行操作；将上部堆内构件放置在反应堆构建水池存放架上；拆除驱动杆组，在需要更换的控制棒导向筒的上端安装端塞；反应堆构建水池存放架旁侧的换料机处于可用状态；将新的控制棒导向筒存放在池边挂架上。如此以完成控制棒导向筒更换前的准备工作，该项准备工作能够提升更换的效率并降低操作的难度，使满足堆内构件应急修复的需求。
步骤S20:拆卸控制棒导向筒法兰上的用以进行紧固的至多三个螺栓；该步骤中可以使用用以拆卸控制棒导向筒法兰上的用以进行紧固螺栓的螺栓旋松工具进行操作。
该步骤中还需要使用螺栓抓取工具，螺栓抓取工具的作用是抓取旋松状态的旧螺栓，并搬运至螺栓存储筒处，释放旧螺栓到存储筒中；螺栓抓取工具还有的一项作用是：抓取新螺栓，并搬运新螺栓到更换后新的控制棒导向筒的螺栓孔处，释放新螺栓到螺栓孔中的螺栓抓取工具中。
步骤S30:判断拆卸螺栓的过程中是否出现卡涩的情况，如果判断位是，则进行步骤S301对相应地螺纹孔进行修复，如果判断为否，为执行下一步。
步骤S301中使用能够修复紧固导向筒上螺纹孔的螺纹孔修复工具。具体实施时，标出在旋松螺栓时出现故障的螺栓以便在重装前用丝锥进行攻丝修复并重新安装新的螺栓。取出要攻丝的螺纹孔相应的控制棒导向筒1的端塞和一个附近导向筒的端塞，用专用长杆工具将螺纹修复定位装置2放置到控制棒导向筒上方；借助丝锥通道接头将螺纹孔丝锥修复工具插入要攻丝的螺纹孔进行修复作业，完成后取走修复工具放置于原存储位置，如图2所示。
步骤S40：抓取控制棒导向筒，使用气动伞形长柄抓具3，如图3所示。具体实施时，将气源连接至一气动伞形长柄抓具3，然后将气动伞形抓具3与测力计及控制棒导向筒1的环吊连接；确保气动伞形长柄抓具处于关闭位置，就位指示装置处于低位；将气动伞形长柄抓具3的导向头31垂直插入控制棒导向筒1内，然后缓慢的进入；在气动伞形长柄抓具的橡胶垫压在控制棒导向筒的上表面时停止其下降；检查确认气动伞形抓具已完全放置于导向筒上；打开气动伞形长柄抓具的钩爪32，确认就位指示装置处于高位，钩爪32完全打开，实现气动伞形长柄抓具3锁紧控制棒导向筒；
步骤S50：抓取控制棒导向筒法兰上的最后一颗螺栓。实施时使用螺栓旋松工具和螺栓抓取工具按与上述步骤S20相似的步骤进行操作。
步骤S60：判断该颗螺栓所对应的螺纹孔是否出现卡涩的情况，如果判断为是，则进行螺纹孔修复作业。具体实施时，对螺纹孔修复作业的步骤包括以下步骤：
步骤S601在控制棒导向筒法兰上的其它任一螺栓孔的位置安装一个专用螺栓，锁紧控制棒导向筒；步骤S602:取出用以抓取控制棒导向筒的气动伞形长柄抓具，实施该步骤与上述步骤S40相逆的步骤进行操作即可。此后，步骤S603按照与上述步骤S301相似的步骤用螺纹修复工具对螺纹孔进行攻丝修复，对螺纹孔进行修复；步骤S604再次安装气动伞形长柄抓具3，步骤S605，取出专用螺栓，将控制棒导向筒调离。
上述步骤在具体实施时，标出在旋松螺栓时出现故障的螺栓以便在重装前用丝锥进行攻丝修复并重新安装新的螺栓，攻丝操作需在抓取控制棒导向筒的步骤之前完成；取出要攻丝的螺纹孔相应的控制棒导向筒的端塞和一个附近导向筒的端塞；用专用长杆工具将螺纹修复定位装置放置到控制棒导向筒上方；以及借助丝锥通道接头将螺纹孔丝锥修复工具插入要攻丝的螺纹孔进行修复作业。
进一步的，将控制棒导向筒调离，更换新的控制棒导向筒的步骤包括以下步骤：
步骤S701：将更换下的控制棒导向筒吊至池边的导向筒挂架上。
步骤S702：将新的控制棒导向筒调至上部堆内构件的安装位置，需要借助环吊和气动伞形长柄抓具3。
步骤S703：在新的控制棒导向筒上安装紧固对应数量的螺栓；例如：至少安装1个M22紧固螺栓，取出气动伞形长柄抓具3，安装其他3个M22紧固螺栓。
步骤S704：对所紧固螺栓的螺栓锁紧帽进行卷边锁紧；以及取走所有的更换工具。具体实施时，使用螺栓帽锁紧工具对已紧固的螺栓进行机械式锁紧。
本发明反应堆控制棒导向筒更换方法，解决了大亚湾M310堆型的堆内构件控制棒导向筒更换难题，同时设备亦可满足CPR1000堆型的控制棒导向筒更换，且项目研发成果经过适应性修改后可满足华龙一号的堆内构件应急修复需求。
本发明还公开了一种反应堆控制棒导向筒更换装置，包括：用以拆卸控制棒导向筒法兰上的用以进行紧固螺栓的螺栓旋松工具；用以抓取旋松状态的旧螺栓，并搬运至螺栓存储筒处，释放旧螺栓到存储筒中；抓取新螺栓，并搬运新螺栓到更换后新的控制棒导向筒的螺栓孔处，释放新螺栓到螺栓孔中的螺栓抓取工具；以及用以抓取控制棒导向筒的气动伞型短柄抓具3，还包括:用以修复紧固导向筒上螺纹孔的螺纹孔修复工具和用以对已紧固的螺栓进行机械式锁紧的螺栓帽锁紧工具。
实施时，气动伞型短柄抓具3的作用是新的控制棒导向筒从反应堆构建池边吊装到池边挂架上，气动伞型短柄抓具还可以将控制棒导向筒1从池边挂架吊装到池边废旧导向筒挂箱内。
可以理解的是，本发明的反应堆控制棒导向筒更换装置可以对应上述反应堆控制棒导向筒更换方法的步骤进行使用，具体实施方式不再赘述。上述专用工具解决了大亚湾M310堆型的堆内构件控制棒导向筒更换难题，同时设备亦可满足CPR1000堆型的控制棒导向筒更换，且项目研发成果经过适应性修改后可满足华龙一号的堆内构件应急修复需求。
实施本发明的反应堆控制棒导向筒更换方法及装置，具有如下有益效果：能够在深水和耐辐照环境下更换控制棒导向筒，包括拆卸控制棒导向筒法兰上的用以进行紧固的至多三个螺栓；判断拆卸螺栓的过程中是否出现卡涩的情况，如果判断位是，则对相应地螺纹孔进行修复，如果判断为否，为执行下一步；抓取控制棒导向筒；抓取控制棒导向筒法兰上的最后一颗螺栓，并判断该颗螺栓所对应的螺纹孔是否出现卡涩情况，如果判断为是，则进行螺纹孔修复作业，如果判断为否，则将控制棒导向筒调离；更换新的控制棒导向筒，能够实现堆内构件控制棒导向筒的快速精准更换；结构精简，设计合理，进一步提升人员操作工具的可操作性和安全性。

Claims (8)

1.一种反应堆控制棒导向筒更换方法，用以在深水和耐辐照环境下更换控制棒导向筒，其特征在于，包括以下步骤：
拆卸控制棒导向筒法兰上的用以进行紧固的至多三个螺栓；
判断拆卸螺栓的过程中是否出现卡涩的情况，如果判断位是，则对相应地螺纹孔进行修复，如果判断为否，为执行下一步；
抓取控制棒导向筒；
抓取控制棒导向筒法兰上的最后一颗螺栓，并判断该颗螺栓所对应的螺纹孔是否出现卡涩情况，如果判断为是，则进行螺纹孔修复作业，如果判断为否，则将控制棒导向筒调离；
更换新的控制棒导向筒。
2.如权利要求1所述的反应堆控制棒导向筒更换方法，其特征在于，所述更换新的控制棒导向筒包括以下步骤：
将新的控制棒导向筒调至上部堆内构件的安装位置；
在新的控制棒导向筒上安装紧固对应数量的螺栓；
对所紧固螺栓的螺栓锁紧帽进行卷边锁紧；以及
取走所有的更换工具。
3.如权利要求1或2所述的反应堆控制棒导向筒更换方法，其特征在于，所述的螺纹孔修复作业包括以下步骤：
在控制棒导向筒法兰上的其它任一螺栓孔的位置安装一个专用螺栓，一边锁紧控制棒导向筒；
取出用以抓取控制棒导向筒的专用工具；
对螺纹孔进行修复；
安装专用工具，取出专用螺栓，将控制棒导向筒调离。
4.如权利要求1所述的反应堆控制棒导向筒更换方法，其特征在于，所述抓取控制棒导向筒的步骤包括以下步骤：
将气源连接至一气动伞形长柄抓具，然后将气动伞形抓具与测力计及控制棒导向筒的环吊连接；
确保气动伞形长柄抓具处于关闭位置，就位指示装置处于低位；
将气动伞形长柄抓具的导向头垂直插入控制棒导向筒内，然后缓慢的进入；
在气动伞形长柄抓具的橡胶垫压在控制棒导向筒的上表面时停止其下降；
检查确认气动伞形抓具已完全放置于导向筒上；
打开气动伞形长柄抓具的钩爪，确认就位指示装置处于高位，钩爪完全打开；以及
拆卸并取出控制棒导向筒四周剩余的螺栓。
5.如权利要求1所述的反应堆控制棒导向筒更换方法，其特征在于，所述拆卸控制棒导向筒法兰上的用以进行紧固的至多三个螺栓的步骤之前还包括以下步骤：
利用水下监控设备对控制棒导向筒的整个更换过程进行监控，现场操作人员站在换料机廊道上进行操作；
将上部堆内构件放置在反应堆构建水池存放架上；
拆除驱动杆组，在需要更换的控制棒导向筒的上端安装端塞；
反应堆构建水池存放架旁侧的换料机处于可用状态；
将新的控制棒导向筒存放在池边挂架上。
6.如权利要求1所述的反应堆控制棒导向筒更换方法，其特征在于，所述判断拆卸螺栓的过程中是否出现卡涩的情况，如果判断位是，则对相应地螺纹孔进行修复的步骤包括以下步骤：
标出在旋松螺栓时出现故障的螺栓以便在重装前用丝锥进行攻丝修复并重新安装新的螺栓，攻丝操作需在抓取控制棒导向筒的步骤之前完成；
取出要攻丝的螺纹孔相应的控制棒导向筒的端塞和一个附近导向筒的端塞；
用专用长杆工具将螺纹修复定位装置放置到控制棒导向筒上方；以及
借助丝锥通道接头将螺纹孔丝锥修复工具插入要攻丝的螺纹孔进行修复作业。
7.一种反应堆控制棒导向筒更换装置，用以在深水和耐辐照环境下更换控制棒导向筒，其特征在于，至少包括：
用以拆卸控制棒导向筒法兰上的用以进行紧固螺栓的螺栓旋松工具；
用以抓取旋松状态的旧螺栓，并搬运至螺栓存储筒处，释放旧螺栓到存储筒中；抓取新螺栓，并搬运新螺栓到更换后新的控制棒导向筒的螺栓孔处，释放新螺栓到螺栓孔中的螺栓抓取工具；以及
用以抓取控制棒导向筒的气动伞型短柄抓具，其中：所述气动伞型短柄抓具将新的控制棒导向筒从反应堆构建池边吊装到池边挂架上，所述气动伞型短柄抓具将控制棒导向筒从池边挂架吊装到池边废旧导向筒挂箱内。
8.如权利要求7所述的反应堆控制棒导向筒更换装置，其特征在于，所述反应堆控制棒导向筒更换装置还包括:用以修复紧固导向筒上螺纹孔的螺纹孔修复工具和用以对已紧固的螺栓进行机械式锁紧的螺栓帽锁紧工具。
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