CN110216482B - 一种核反应堆中子通量管在线移位工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种核反应堆中子通量管在线移位工艺，使用中子通量管在线加工装置，包括以下步骤：步骤一、进行中子通量管移位前的准备；步骤二、中子通量管手柄的对中切割；步骤三、手柄挡块与中子通量管切割分离；步骤四、对中子通量管进行焊接。本发明具有以下优点：(1)通过本工艺可以完成中子通量管手柄挡块与延伸段的切割及坡口加工操作，并确保坡口尺寸精度与位置精度；(2)通过本工艺可以确保需移位操作的中子通量管位移尺寸满足要求；(3)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；(4)通过本工艺可以确保中子通量管密封性符合要求；(5)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在线移位工艺

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在线移位工艺。

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切割、移位操作形成整套的标准工艺。

核电厂堆换料期间，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。针对中子通量管移位操作过程中的问题，开发出系列的工艺创新。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种压水堆核电站中子通量管检修过程中，对缺陷中子通量管进行在线移位操作的工艺。通过该工艺可以确保中子通量管经过测量、切割、焊接等一系列操作后，对中子通量管进行精确移位。使新管段取代缺陷管段的磨损位置，缺陷管段移至产生损伤较小的环境，继而延长整管使用寿命。在保证安全的前提下提高经济效益。

本发明的技术方案如下：一种核反应堆中子通量管在线移位工艺，使用中子通量管在线加工装置，包括以下步骤：

步骤一、进行中子通量管移位前的准备；

步骤二、中子通量管手柄的对中切割；

步骤三、手柄挡块与中子通量管切割分离；

步骤四、对中子通量管进行焊接。

进一步的，所述的中子通量管在线加工装置，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，步骤一包括以下步骤：

1.1确认需要移位的中子通量管是否为首次，若非首次切割可直接切割手柄进行更换；若是首次切割，组装中子通量管在线加工装置；

1.2使用同材质、尺寸、型号的模拟件，对加工装置进行切割前的调试，检验模拟件的加工后尺寸是否满足使用要求；不满足则进行重新组装调试，满足要求后进行中子通量管切割。

进一步的，步骤二包括以下步骤：

2.1装夹中子通量管手柄，进行中子通量管手柄挡块与延伸段的余高去除；对刀时为防止切削非加工面，对刀点与手柄处加垫塞尺；

2.2去除多余焊高完成，用专用划针对焊缝位置划线；更换刀具通过增减垫刀块，调整刀位点进行切割；

2.3进行中子通量管手柄挡块与延伸段切割、坡口处理；记录切削时进给量，参照切割深度3mm，到位后停止进刀，提高转速使表面粗糙度达到要求；

2.4用坡口检验规，对坡口进行检验；检验不合格重新装夹调整，重新坡口加工；坡口合格，使手柄延伸段与挡块分离。

进一步的，步骤三包括以下步骤：

3.1调整设备，更换夹具；装夹手柄挡块，去除手柄挡块与中子通量管的焊高；刀具切削时进给量，对比标准参数1.2mm；达到切割尺寸，使两部分分离；

3.2更换刀具，对手柄挡块Φ8.6孔位精修坡口；用坡口规检验，对坡口进行检验；如果检验不合格，重新装夹调整，装夹切割；

3.3调整设备并更换刀具，根据中子通量管需移位距离，确定切割长度和装夹位置，装夹中子通量管；

3.4对中子通量管断口精修坡口；用坡口规检验，不合格重新装夹调整，在长度尺寸允许范围内，切除不合格坡口面，重新进行坡口处理。

进一步的，步骤四包括以下步骤：

4.1中子通量管与手柄挡块焊接；

4.2焊接完成，对焊缝做PT渗透检查；焊缝检查不合格，重新切割、坡口加工，然后再焊接，直至检查合格；

4.3修锉焊接后的外圆端面，用通规检验焊后余高；不合格重新修磨；

4.4手柄挡块与手柄延伸段焊接；组焊时调整以减少挡块与延伸段的同轴度误差；

4.5焊接完成，对焊缝位置做PT检查，焊缝检查不合格，重新切割、坡口加工；

4.6焊后检验合格，检查管内是否有异物，回推中子通量管，回推过程检查是否有卡涩、翘曲变形。

进一步的，步骤4.1中所述的中子通量管与手柄挡块焊接，可采用手工焊、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4.4中所述的手柄挡块与手柄延伸段焊接，采用手工氩弧焊。

本发明的显著效果在于：

(1)通过本工艺可以完成中子通量管手柄挡块与延伸段的切割及坡口加工操作，并确保坡口尺寸精度与位置精度；

(2)通过本工艺可以确保需移位操作的中子通量管位移尺寸满足要求；

(3)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；

(4)通过本工艺可以确保中子通量管密封性符合要求；

(5)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在线移位工艺的流程图。

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在线移位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在线移位工艺，使用中子通量管在线加工装置，包括以下步骤：

步骤一、进行中子通量管移位前的准备；

步骤二、中子通量管手柄的对中切割；

步骤三、手柄挡块与中子通量管切割分离；

步骤四、对中子通量管进行焊接。

进一步的，所述的中子通量管在线加工装置，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，步骤一包括以下步骤：

1.1确认需要移位的中子通量管是否为首次，若非首次切割可直接切割手柄进行更换；若是首次切割，组装中子通量管在线加工装置；

1.2使用同材质、尺寸、型号的模拟件，对加工装置进行切割前的调试，检验模拟件的加工后尺寸是否满足使用要求；不满足则进行重新组装调试，满足要求后进行中子通量管切割。

进一步的，步骤二包括以下步骤：

2.1装夹中子通量管手柄，进行中子通量管手柄挡块与延伸段的余高去除；对刀时为防止切削非加工面，对刀点与手柄处加垫塞尺；

2.2去除多余焊高完成，用专用划针对焊缝位置划线；更换刀具通过增减垫刀块，调整刀位点进行切割；

2.3进行中子通量管手柄挡块与延伸段切割、坡口处理；记录切削时进给量，参照切割深度3mm，到位后停止进刀，提高转速使表面粗糙度达到要求；

2.4用坡口检验规，对坡口进行检验；检验不合格重新装夹调整，重新坡口加工；坡口合格，使手柄延伸段与挡块分离。

进一步的，步骤三包括以下步骤：

3.1调整设备，更换夹具；装夹手柄挡块，去除手柄挡块与中子通量管的焊高；刀具切削时进给量，对比标准参数1.2mm；达到切割尺寸，使两部分分离；

3.2更换刀具，对手柄挡块Φ8.6孔位精修坡口；用坡口规检验，对坡口进行检验；如果检验不合格，重新装夹调整，装夹切割；

3.3调整设备并更换刀具，根据中子通量管需移位距离，确定切割长度和装夹位置，装夹中子通量管；

3.4对中子通量管断口精修坡口；用坡口规检验，不合格重新装夹调整，在长度尺寸允许范围内，切除不合格坡口面，重新进行坡口处理。

进一步的，步骤四包括以下步骤：

4.1中子通量管与手柄挡块焊接；

4.2焊接完成，对焊缝做PT渗透检查；焊缝检查不合格，重新切割、坡口加工，然后再焊接，直至检查合格；

4.3修锉焊接后的外圆端面，用通规检验焊后余高；不合格重新修磨；

4.4手柄挡块与手柄延伸段焊接；组焊时调整以减少挡块与延伸段的同轴度误差；

4.5焊接完成，对焊缝位置做PT检查，焊缝检查不合格，重新切割、坡口加工；

4.6焊后检验合格，检查管内是否有异物，回推中子通量管，回推过程检查是否有卡涩、翘曲变形。

进一步的，步骤4.1中所述的中子通量管与手柄挡块焊接，可采用手工焊、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4.4中所述的手柄挡块与手柄延伸段焊接，采用手工氩弧焊。

Claims (7)

1.一种核反应堆中子通量管在线移位工艺，其特征在于，使用中子通量管在线加工装置，包括以下步骤：

步骤一、进行中子通量管移位前的准备；

步骤二、中子通量管手柄的对中切割；

步骤三、手柄挡块与中子通量管切割分离；

步骤四、对中子通量管进行焊接；

所述的中子通量管在线加工装置，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轴微调板的上方，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。

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

1.1确认需要移位的中子通量管是否为首次，若非首次切割则直接切割手柄进行更换；若是首次切割，组装中子通量管在线加工装置；

1.2使用同材质、尺寸、型号的模拟件，对加工装置进行切割前的调试，检验模拟件的加工后尺寸是否满足使用要求；不满足则进行重新组装调试，满足要求后进行中子通量管切割。

3.如权利要求1所述的一种核反应堆中子通量管在线移位工艺，其特征在于，步骤二包括以下步骤：

2.1装夹中子通量管手柄，进行中子通量管手柄挡块与延伸段的余高去除；对刀时为防止切削非加工面，对刀点与手柄处加垫塞尺；

2.2去除多余焊高完成，用专用划针对焊缝位置划线；更换刀具通过增减垫刀块，调整刀位点进行切割；

2.3进行中子通量管手柄挡块与延伸段切割、坡口处理；记录切削时进给量，参照切割深度3mm，到位后停止进刀，提高转速使表面粗糙度达到要求；

2.4用坡口检验规，对坡口进行检验；检验不合格重新装夹调整，重新坡口加工；坡口合格，使手柄延伸段与挡块分离。

4.如权利要求1所述的一种核反应堆中子通量管在线移位工艺，其特征在于，步骤三包括以下步骤：

3.1调整设备，更换夹具；装夹手柄挡块，去除手柄挡块与中子通量管的焊高；刀具切削时进给量，对比标准参数1.2mm；达到切割尺寸，使两部分分离；

3.2更换刀具，对手柄挡块Φ8.6孔位精修坡口；用坡口规检验，对坡口进行检验；如果检验不合格，重新装夹调整，装夹切割；

3.3调整设备并更换刀具，根据中子通量管需移位距离，确定切割长度和装夹位置，装夹中子通量管；

3.4对中子通量管断口精修坡口；用坡口规检验，不合格重新装夹调整，在长度尺寸允许范围内，切除不合格坡口面，重新进行坡口处理。

5.如权利要求1所述的一种核反应堆中子通量管在线移位工艺，其特征在于，步骤四包括以下步骤：

4.1中子通量管与手柄挡块焊接；

4.2焊接完成，对焊缝做PT渗透检查；焊缝检查不合格，重新切割、坡口加工，然后再焊接，直至检查合格；

4.3修锉焊接后的外圆端面，用通规检验焊后余高；不合格重新修磨；

4.4手柄挡块与手柄延伸段焊接；组焊时调整以减少挡块与延伸段的同轴度误差；

4.5焊接完成，对焊缝位置做PT检查，焊缝检查不合格，重新切割、坡口加工；

4.6焊后检验合格，检查管内是否有异物，回推中子通量管，回推过程检查是否有卡涩、翘曲变形。

6.如权利要求5所述的一种核反应堆中子通量管在线移位工艺，其特征在于：步骤4.1中所述的中子通量管与手柄挡块焊接，焊接采用手工焊或自动焊，采用不同的焊接方式编制不同的焊接工艺。

7.如权利要求5所述的一种核反应堆中子通量管在线移位工艺，其特征在于：步骤4.4中所述的手柄挡块与手柄延伸段焊接，采用手工氩弧焊。

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