CN110189842B - 一种核反应堆中子通量管堵管工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种核反应堆中子通量管堵管工艺，包括以下步骤：步骤一、进行中子通量管堵管前的准备；步骤二、调试中子通量管在线加工装置；步骤三、中子通量管切断及焊前坡口处理；步骤四、中子通量管与堵塞连接头进行密封焊焊接；步骤五、中子通量管与堵塞公头进行组焊；步骤六、堵塞公头安装端塞手柄。通过本工艺可以完成中子通量管的切割及坡口加工操作，并确保坡口尺寸精度与位置精度；通过本工艺可以确保需堵管操作的中子通量管长度尺寸满足要求；通过本工艺可以确保中子通量管焊接后焊缝尺寸及表面光洁度符合要求；通过本工艺可以确保中子通量管堵管密封性符合要求；通过本工艺可以确保中子通量管焊接完成符合堆内的使用要求。

Description

一种核反应堆中子通量管堵管工艺

技术领域

本发明属于核电站维修技术领域，具体涉及一种核反应堆中子通量管堵管工艺。

背景技术

压水堆核电厂反应堆中子通量管，是压水堆核电厂的关键设备之一，反应堆的大小不同中子通量管的长度、规格数量不等，常规堆型单台机组中子通量管的数量根据堆型不同而有所差异，一般在20～50根之间。作为堆芯核测系统中子通量的测量通道，中子通量管均匀分布在堆芯燃料组件通道中，贯穿燃料组件，并裸露在堆芯内。中子通量管是反应堆系统一回z路压力边界之一，因为辐照脆化和流致振动导致的机械磨损会使其管壁减薄甚至破损，进而引起一回路冷却剂的泄漏局部区域污染。

以1000MWe核电厂为例，单台机组有50根中子通量管，长度为13～18米不等。从国内外经验反馈来看，因1000MWe核电厂一回路冷却剂装量大及热工水力特性复杂，经历数次周期运行，对中子通量管的检查中，切割移位的操作频率最高。积累多次现场实践与理论实验对堵管操作形成整套的标准工艺。

核电厂换料期间，对中子通量管进行抽拔役检，合格的中子通量管回推至导向管。存在缺陷的中子通量管，根据缺陷分析对中子通量管进行移位、堵管、更换等操作，堵管操作是在符合机组安全运行的情况下，对存在泄露风险的中子通量管隔离使用一种处理策略。本工艺给现场操作以技术指导，并对突发问题提出解决方法。

在中子通量管出现管壁减薄甚至破损故障时，根据缺陷分析，对中子通量管进行堵管操作解决现场缺陷。中子通量管(如图1所示)在堵管过程中，因工序较多、衔接紧凑、多工种之间的配合质量要求高，容易造成中子通量管的损坏，继而影响机组的安全运行。为减少堵管时操作失误，提高检修质量，本发明总结了一套适用于压水堆核电站反应堆中子通量测量管堵管工艺。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种用于压水堆核电站中子通量管检查中，对存在缺陷的中子通量管进行堵管操作，通过工艺可以将存在泄露风险中子通量管进行封堵，防止有害物质外泄，对设备建立新的保护边界，为后续检修提供条件。保证机组的安全运行。

本发明的技术方案如下：一种核反应堆中子通量管堵管工艺，包括以下步骤：

步骤一、进行中子通量管堵管前的准备；

步骤二、调试中子通量管在线加工装置；

步骤三、中子通量管切断及焊前坡口处理；

步骤四、中子通量管与堵塞连接头进行密封焊焊接；

步骤五、中子通量管与堵塞公头进行组焊；

步骤六、堵塞公头安装端塞手柄。

进一步的，步骤一包括以下步骤：

1.1布置工作现场，将抽拔出的中子通量管放入中子通量管细长杆的测量、保护装置中；

1.2使用高精度1E级尺子对中子通量管进行测量；

1.3用划针在所需要长度+2mm的切割点位置划线。

进一步的，步骤1.1中所述的中子通量管细长杆的测量、保护装置，包括：刻度标识、方形凹槽、V型凹槽、固定卡件，所述的固定卡件为整体为长方体，截面为工字型，上表面沿长度方向开有V型凹槽，两侧开有方形凹槽，凹槽底部开有螺孔；所述的V型凹槽夹角为90度，深度为6mm，宽度为12mm；所述的V型凹槽上搁置有中子通量管；所述的固定卡件上有刻度标识，精度为1mm/m；所述的固定卡件长度为6m。

进一步的，步骤二包括以下步骤：

2.1组装中子通量管在线加工装置，将同型号、同材料、同管径的中子通量管模拟件，进行与现场工序要求相同的坡口处理；

2.2坡口切割后用坡口量规对坡口进行尺寸检查，不合格则需调整加工装置；

2.3模拟件经检测符合加工标准，现场中子通量管切割及坡口处理。

进一步的，步骤二中所述的在线加工装置，包括主机部分、主机调转位部分、主机调整部件、高度调整部件，所述的主机部分包括：动力马达、拨刀块、刀具架；所述的主机调转位部分包括：可调座、抱紧夹；所述的主机调整部件包括：X轴微调板、下部连接座、上部连接座、Y轴微调板；主机部分通过螺栓安装在主机调转位部分上，主机调转位部分通过上部连接座和主机调整部件螺栓固定连接，高度调整部件通过下部连接座和主机调整部件螺栓固定连接；所述的主机部分整体为臂状结构，动力马达安装在臂内，拨刀块安装在刀具架上，刀具架包括分瓣式夹持头和刀架，中子通量管夹持在刀具架中；所述的X轴微调板和Y轴微调板包括旋转手柄和内杆，其中内杆上带有螺纹；通过旋转手柄，转动内杆，实现XY轴的调节；所述的可调座通过接头连接在X轴微调板和Y轴微调板的下方，旋转范围为360度；所述的动力马达可为气动马达或电动马达，动力马达通过转换头和主机部分相连；所述的高度调整部件包括支腿、插杆，支腿和插杆通过法兰固定连接；所述的支腿一共有4节，呈90度间隔分布，每节支腿由嵌套式结构和支脚组成；其中，自外而内，所述的嵌套式结构包括一端开有螺孔，侧边开凹槽的长方体，以及侧边带螺栓的中空长方体结构，所述的支脚带有螺纹，底端带有防滑垫圈；所述的插杆为中空圆柱体，自上而下分为三节，第一节插杆底部有小于插杆内径的中空柱状凸起，柱状凸起的外径等于第二节插杆的内径，第三节插杆的外径等于第二节插杆的内径；第二节插杆上开有一个螺孔，螺栓从螺孔中穿过，第三节插杆中间位置固定焊接法兰，底端带有防滑垫圈；所述的抱紧夹上带有螺纹，通过旋转抱紧夹实现抱紧功能。

进一步的，步骤三包括以下步骤：

3.1装夹中子通量管，调整刀具至划线位置；启动设备，将中子通量管切断；

3.2更换刀具，调整刀位点，对断口进行坡口处理；记录进给切削量，参照尺寸标准，到位后停止进刀；

3.3使用坡口量规对坡口尺寸检验，不合格则调整加工装置，重新装夹进行坡口处理；

3.4坡口检验合格，调整加工装置，对另一断面端进行坡口处理。

进一步的，步骤四包括以下步骤：

4.1中子通量管坡口尺寸检验合格后，对中子通量管与堵塞连接头进行密封焊焊接；

4.2加工装置对焊缝焊后余高去除，去除后的表面粗糙度应符合Ra0.8μm；

4.3焊缝做PT表面无损检测；检测不合格，则选择短长度备用方案调整切割位置，重新装夹进行切割；

4.4检验焊后管段的直线度误差是否符合要求；用通规对焊缝余高进行检验；检验不合格，重新装夹进行余高去除。

进一步的，步骤4.1所述的密封焊焊接，采用手工焊、自动焊或者激光焊，采用不同的焊接方式需编制不同的焊接工艺。

进一步的，步骤五包括以下步骤：

5.1对中子通量管末端长度截取；

5.2对截取后的断面进行坡口处理，记录进给切削量，参照尺寸要求，到位后停止进刀；

5.3坡口尺寸检验合格后，中子通量管与堵塞公头进行组焊；

5.4使用加工装置对焊缝余高去除，去除后的表面光洁度应符合要求，检验焊后管段的直线度误差是否符合要求；

5.5用通规对焊缝余高进行检验；检验不合格，重新装夹进行余高去除；

5.6对焊缝做PT表面无损检测；检测不合格，则调整长度切割留作备用方案，调整加工装置，重新装夹进行切割。

进一步的，步骤六包括以下步骤：

6.1堵塞公头安装端塞手柄，检验手柄与中子通量管的同心度与垂直度；

6.2把检验合格的端塞手柄连同中子通量管回推至导向管内，回推过程检查是否有卡涩、翘曲变形。

本发明的显著效果在于：本工艺结合相关工具及加工设备主要有以下几个特点：通过本工艺可以完成中子通量管的切割及坡口加工操作，并确保坡口尺寸精度与位置精度；通过本工艺可以确保需堵管操作的中子通量管长度尺寸满足要求；通过本工艺可以确保中子通量管焊接后焊缝尺寸及表面光洁度符合要求；通过本工艺可以确保中子通量管堵管密封性符合要求；通过本工艺可以确保中子通量管焊接完成符合堆内的使用要求。

附图说明

图1为本发明所述的一种核反应堆中子通量管堵管工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明所述的一种核反应堆中子通量管堵管工艺作进一步详细说明。

如图1所示，一种核反应堆中子通量管堵管工艺，包括以下步骤：

步骤一、进行中子通量管堵管前的准备；

步骤二、调试中子通量管在线加工装置；

步骤三、中子通量管切断及焊前坡口处理；

步骤四、中子通量管与堵塞连接头进行密封焊焊接；

步骤五、中子通量管与堵塞公头进行组焊；

步骤六、堵塞公头安装端塞手柄。

进一步的，步骤一包括以下步骤：

1.1布置工作现场，将抽拔出的中子通量管放入中子通量管细长杆的测量、保护装置中；

1.2使用高精度1E级尺子对中子通量管进行测量；

1.2用划针在所需要长度+2mm的切割点位置划线。

进一步的，步骤1.1中所述的中子通量管细长杆的测量、保护装置，包括：刻度标识、方形凹槽、V型凹槽、固定卡件，所述的固定卡件为整体为长方体，截面为工字型，上表面沿长度方向开有V型凹槽，两侧开有方形凹槽，凹槽底部开有螺孔；所述的V型凹槽夹角为90度，深度为6mm，宽度为12mm；所述的V型凹槽上搁置有中子通量管；所述的固定卡件上有刻度标识，精度为1mm/m；所述的固定卡件长度为6m。

进一步的，步骤二包括以下步骤：

2.1组装中子通量管在线加工装置，将同型号、同材料、同管径的中子通量管模拟件，进行与现场工序要求相同的坡口处理；

2.2坡口切割后用坡口量规对坡口进行尺寸检查，不合格则需调整加工装置；

2.3模拟件经检测符合加工标准，现场中子通量管切割及坡口处理。

进一步的，步骤二中所述的在线加工装置，包括主机部分、主机调转位部分、主机调整部件、高度调整部件，所述的主机部分包括：动力马达、拨刀块、刀具架；所述的主机调转位部分包括：可调座、抱紧夹；所述的主机调整部件包括：X轴微调板、下部连接座、上部连接座、Y轴微调板；主机部分通过螺栓安装在主机调转位部分上，主机调转位部分通过上部连接座和主机调整部件螺栓固定连接，高度调整部件通过下部连接座和主机调整部件螺栓固定连接；所述的主机部分整体为臂状结构，动力马达安装在臂内，拨刀块安装在刀具架上，刀具架包括分瓣式夹持头和刀架，中子通量管夹持在刀具架中；所述的X轴微调板和Y轴微调板包括旋转手柄和内杆，其中内杆上带有螺纹；通过旋转手柄，转动内杆，实现XY轴的调节；所述的可调座通过接头连接在X轴微调板和Y轴微调板的下方，旋转范围为360度；所述的动力马达可为气动马达或电动马达，动力马达通过转换头和主机部分相连；所述的高度调整部件包括支腿、插杆，支腿和插杆通过法兰固定连接；所述的支腿一共有4节，呈90度间隔分布，每节支腿由嵌套式结构和支脚组成；其中，自外而内，所述的嵌套式结构包括一端开有螺孔，侧边开凹槽的长方体，以及侧边带螺栓的中空长方体结构，所述的支脚带有螺纹，底端带有防滑垫圈；所述的插杆为中空圆柱体，自上而下分为三节，第一节插杆底部有小于插杆内径的中空柱状凸起，柱状凸起的外径等于第二节插杆的内径，第三节插杆的外径等于第二节插杆的内径；第二节插杆上开有一个螺孔，螺栓从螺孔中穿过，第三节插杆中间位置固定焊接法兰，底端带有防滑垫圈；所述的抱紧夹上带有螺纹，通过旋转抱紧夹实现抱紧功能。

进一步的，步骤三包括以下步骤：

3.1装夹中子通量管，调整刀具至划线位置；启动设备，将中子通量管切断；

3.2更换刀具，调整刀位点，对断口进行坡口处理；记录进给切削量，参照尺寸标准，到位后停止进刀；

3.3使用坡口量规对坡口尺寸检验，不合格则调整加工装置，重新装夹进行坡口处理；

3.4坡口检验合格，调整加工装置，对另一断面端进行坡口处理。

进一步的，步骤四包括以下步骤：

4.1中子通量管坡口尺寸检验合格后，对中子通量管与堵塞连接头进行密封焊焊接；

4.2加工装置对焊缝焊后余高去除，去除后的表面粗糙度应符合Ra0.8μm；

4.3焊缝做PT表面无损检测；检测不合格，则选择短长度备用方案调整切割位置，重新装夹进行切割；

4.4检验焊后管段的直线度误差是否符合要求；用通规对焊缝余高进行检验；检验不合格，重新装夹进行余高去除。

进一步的，步骤4.1所述的密封焊焊接，采用手工焊、自动焊或者激光焊，采用不同的焊接方式需编制不同的焊接工艺。

进一步的，步骤五包括以下步骤：

5.1对中子通量管末端长度截取；

5.2对截取后的断面进行坡口处理，记录进给切削量，参照尺寸要求，到位后停止进刀；

5.3坡口尺寸检验合格后，中子通量管与堵塞公头进行组焊；

5.4使用加工装置对焊缝余高去除，去除后的表面光洁度应符合要求，检验焊后管段的直线度误差是否符合要求；

5.5用通规对焊缝余高进行检验；检验不合格，重新装夹进行余高去除；

5.6对焊缝做PT表面无损检测；检测不合格，则调整长度切割留作备用方案，调整加工装置，重新装夹进行切割。

进一步的，步骤六包括以下步骤：

6.1堵塞公头安装端塞手柄，检验手柄与中子通量管的同心度与垂直度；

6.2把检验合格的端塞手柄连同中子通量管回推至导向管内，回推过程检查是否有卡涩、翘曲变形。

Claims (7)

1.一种核反应堆中子通量管堵管工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、进行中子通量管堵管前的准备；

步骤二、调试中子通量管在线加工装置；

步骤三、中子通量管切断及焊前坡口处理；

步骤四、中子通量管与堵塞连接头进行密封焊接；

步骤五、中子通量管与堵塞公头进行组焊；

步骤六、堵塞公头安装端塞手柄；

步骤三包括以下步骤：

3.1装夹中子通量管，调整刀具至划线位置；启动设备，将中子通量管切断；

3.2更换刀具，调整刀位点，对断口进行坡口处理；记录进给切削量，参照尺寸标准，到位后停止进刀；

3.3使用坡口量规对坡口尺寸检验，不合格则调整加工装置，重新装夹进行坡口处理；

3.4坡口检验合格，调整加工装置，对另一断面端进行坡口处理；

步骤四包括以下步骤：

4.1中子通量管坡口尺寸检验合格后，对中子通量管与堵塞连接头进行密封焊焊接；

4.2加工装置对焊缝焊后余高去除，去除后的表面粗糙度应符合Ra0.8μm；

4.3焊缝做PT表面无损检测；检测不合格，则选择短长度备用方案调整切割位置，重新装夹进行切割；

4.4检验焊后管段的直线度误差是否符合要求；用通规对焊缝余高进行检验；检验不合格，重新装夹进行余高去除；

步骤五包括以下步骤：

5.1对中子通量管末端长度截取；

5.2对截取后的断面进行坡口处理，记录进给切削量，参照尺寸要求，到位后停止进刀；

5.3坡口尺寸检验合格后，中子通量管与堵塞公头进行组焊；

5.4使用加工装置对焊缝余高去除，去除后的表面光洁度应符合要求，检验焊后管段的直线度误差是否符合要求；

5.5用通规对焊缝余高进行检验；检验不合格，重新装夹进行余高去除；

5.6对焊缝做PT表面无损检测；检测不合格，则调整长度切割留作备用方案，调整加工装置，重新装夹进行切割。

2.如权利要求1所述的一种核反应堆中子通量管堵管工艺，其特征在于：步骤一包括以下步骤：

1.1布置工作现场，将抽拔出的中子通量管放入中子通量管细长杆的测量、保护装置中；

1.2使用高精度1E级尺子对中子通量管进行测量；

1.3用划针在所需要长度+2mm的切割点位置划线。

3.如权利要求2所述的一种核反应堆中子通量管堵管工艺，其特征在于：步骤1.1中所述的中子通量管细长杆的测量、保护装置，包括：刻度标识、方形凹槽、V型凹槽、固定卡件，所述的固定卡件为整体为长方体，截面为工字型，上表面沿长度方向开有V型凹槽，两侧开有方形凹槽，凹槽底部开有螺孔；所述的V型凹槽夹角为90度，深度为6mm，宽度为12mm；所述的V型凹槽上搁置有中子通量管；所述的固定卡件上有刻度标识，精度为1mm/m；所述的固定卡件长度为6m。

4.如权利要求1所述的一种核反应堆中子通量管堵管工艺，其特征在于：步骤二包括以下步骤：

2.1组装中子通量管在线加工装置，将同型号、同材料、同管径的中子通量管模拟件，进行与现场工序要求相同的坡口处理；

2.2坡口切割后用坡口量规对坡口进行尺寸检查，不合格则需调整加工装置；

2.3模拟件经检测符合加工标准，现场中子通量管切割及坡口处理。

5.如权利要求4所述的一种核反应堆中子通量管堵管工艺，其特征在于：步骤二中所述的在线加工装置，包括主机部分、主机调转位部分、主机调整部件、高度调整部件，所述的主机部分包括：动力马达、拨刀块、刀具架；所述的主机调转位部分包括：可调座、抱紧夹；所述的主机调整部件包括：X轴微调板、下部连接座、上部连接座、Y轴微调板；主机部分通过螺栓安装在主机调转位部分上，主机调转位部分通过上部连接座和主机调整部件螺栓固定连接，高度调整部件通过下部连接座和主机调整部件螺栓固定连接；所述的主机部分整体为臂状结构，动力马达安装在臂内，拨刀块安装在刀具架上，刀具架包括分瓣式夹持头和刀架，中子通量管夹持在刀具架中；所述的X轴微调板和Y轴微调板包括旋转手柄和内杆，其中内杆上带有螺纹；通过旋转手柄，转动内杆，实现XY轴的调节；所述的可调座通过接头连接在X轴微调板和Y轴微调板的下方，旋转范围为360度；所述的动力马达为气动马达或电动马达，动力马达通过转换头和主机部分相连；所述的高度调整部件包括支腿、插杆，支腿和插杆通过法兰固定连接；所述的支腿一共有4节，呈90度间隔分布，每节支腿由嵌套式结构和支脚组成；其中，自外而内，所述的嵌套式结构包括一端开有螺孔，侧边开凹槽的长方体，以及侧边带螺栓的中空长方体结构，所述的支脚带有螺纹，底端带有防滑垫圈；所述的插杆为中空圆柱体，自上而下分为三节，第一节插杆底部有小于插杆内径的中空柱状凸起，柱状凸起的外径等于第二节插杆的内径，第三节插杆的外径等于第二节插杆的内径；第二节插杆上开有一个螺孔，螺栓从螺孔中穿过，第三节插杆中间位置固定焊接法兰，底端带有防滑垫圈；所述的抱紧夹上带有螺纹，通过旋转抱紧夹实现抱紧功能。

6.如权利要求1所述的一种核反应堆中子通量管堵管工艺，其特征在于：步骤4.1所述的密封焊焊接，采用手工焊、自动焊或者激光焊，采用不同的焊接方式需编制不同的焊接工艺。

7.如权利要求1所述的一种核反应堆中子通量管堵管工艺，其特征在于：步骤六包括以下步骤：

6.1堵塞公头安装端塞手柄，检验手柄与中子通量管的同心度与垂直度；

6.2把检验合格的端塞手柄连同中子通量管回推至导向管内，回推过程检查是否有卡涩、翘曲变形。

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