CN110509042B - 一种气动屏蔽主泵主螺栓拆装工具及拆装方法 - Google Patents

Abstract

一种气动屏蔽主泵主螺栓拆装工具及拆装方法，属于核电站屏蔽主泵维修技术领域。本发明的工具包括主螺栓吊装组件、主螺栓托举组件，主螺栓吊装组件包括吊耳、设于吊耳下端的滑轮、万向吊环螺栓、绞盘、通过滑轮连接万向吊环螺栓和绞盘的钢丝绳，吊耳上端设有配合泵壳螺纹孔的外螺纹；主螺栓托举组件包括安装于主法兰上的支撑架、设于主法兰下方且连接支撑架的两根导向杆、设于两根导向杆下端的气缸固定板、滑动连接于两根导向杆上的滑动连接板、设于滑动连接板上的主螺栓旋转接头、设于气缸固定板下方的气缸，气缸的输出端穿过气缸固定板，并连接于滑动连接板。本发明能够简化主螺栓的拆装工作，缩短屏蔽主泵的检修时间，降低维修人员辐射总剂量。

Description

一种气动屏蔽主泵主螺栓拆装工具及拆装方法

技术领域

本发明涉及核电站屏蔽主泵维修技术领域，尤其涉及一种气动屏蔽主泵主螺栓拆装工具及拆装方法。

背景技术

核电站经过较长时间运行后，屏蔽式反应堆冷却剂泵（以下简称：屏蔽主泵）推力轴承及屏蔽套等部件出现问题的可能性逐步增大，提前规划开发放射性环境下屏蔽主泵更换检修的专用工具及就很有必要。屏蔽主泵泵壳焊接在蒸汽发生器底封头，屏蔽主泵通过24颗主螺栓倒置安装在泵壳上，屏蔽主泵更换检修涉及主螺栓的反复拆装。通过对蒸发器隔间现场条件、屏蔽主泵与泵壳的连接方式及屏蔽主泵主螺栓拆装工艺的综合分析，制约屏蔽主泵主螺栓拆装的因素主要如下：1、西屋设计屏蔽主泵主螺栓拆除工艺是基于主泵安装小车就位这一先决条件，但主泵安装小车需在蒸发器隔间大宗材料拆除后才能吊运至蒸汽发生器腔室，如此以来，主螺栓的拆装工作将制约主泵检修关键路径，大大增加关键路径时间，提高维修人员辐射总剂量；2、寿期内多次执行屏蔽主泵主螺栓伸长量检查及调整将将涉及主螺栓拆装工作，但借助屏蔽主泵安装小车拆装主螺栓，且需拆除蒸发器隔间内的大宗材料；3、主螺栓拆装工作需检修人员手动借助套筒扳手与主螺栓拆装工具配合使用，因主螺栓倒置设置，在主螺栓下落瞬间，存在主螺栓倾翻的风险。由于主螺栓外形尺寸较大，质量重，人工搬运困难。检修人员不宜操作，都给主螺栓拆装工作带来较大的困难。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，提供一种气动屏蔽主泵主螺栓拆装工具及拆装方法，其能够简化主螺栓的拆装工作，缩短屏蔽主泵的检修时间，降低维修人员辐射总剂量。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种气动屏蔽主泵主螺栓拆装工具，包括主螺栓吊装组件、主螺栓托举组件，所述主螺栓吊装组件包括吊耳、设于吊耳下端的滑轮、万向吊环螺栓、绞盘、通过滑轮连接万向吊环螺栓和绞盘的钢丝绳，所述吊耳上端设有配合泵壳螺纹孔的外螺纹；

所述主螺栓托举组件包括安装于主法兰上的支撑架、设于主法兰下方且连接所述支撑架的两根导向杆、设于两根导向杆下端的气缸固定板、滑动连接于两根所述导向杆上的滑动连接板、设于所述滑动连接板上的主螺栓旋转接头、设于所述气缸固定板下方的气缸，所述气缸的输出端穿过所述气缸固定板，并连接于所述滑动连接板。

作为本发明优选，所述支撑架为C型支撑架。所述C型结构使得支撑架能够稳定夹紧在主法兰上。

作为本发明优选，所述支撑架上部设有定位板，所述定位板一侧中部设有配合主法兰孔的定位圆弧。所述定位板及定位圆弧确保了支撑架安装时，与主法兰孔相对位置的准确性。

作为本发明优选，所述支撑架下端设有连接销，两根所述导向杆上端设有配合所述连接销的连接件。所述结构更便于导向杆及其下部的组件与支撑架之间的拆装，同时提高了导向杆安装位置的准确性。所述连接件具体为一弧形片，以避免对主法兰孔的干涉。

作为本发明优选，所述支撑架下端设有支撑架顶紧组件。所述支撑架顶紧组件主要包括多根顶紧螺栓，用于确保支撑架与主法兰的连接稳定性。

作为本发明优选，所述滑动连接板与主螺栓旋转接头之间设有万向滚珠。要说明的是，主螺栓旋转接头与滑动连接板是滑动连接的，并具有一定的滑动范围，在万向滚珠的作用下，主螺栓旋转接头相对于滑动连接板的滑动更为顺畅灵活，从而使得支撑架的安装无需完全精确，主螺栓旋转接头能够在一定范围内，自动适应泵壳螺纹孔的位置，实现自对中，以提高主螺栓的拆装效率。

作为本发明优选，所述气缸连接有气缸控制系统，包括两个调速阀、气动保位阀、急停按钮、急停按钮消音器、两个接头、梭阀、气控箱；所述气缸的无杆腔和有杆腔分别连接一个调速阀，两个调速阀均连接至气动保位阀，气动保位阀连接至急停按钮，急停按钮连接至梭阀，梭阀的两端分别通过一个接头连接至气控箱，所述气动保位阀还连接至两个所述接头。

作为本发明优选，所述气控箱包括依次连接的气源入口管、水滴分离器、残压释放阀、空气过滤器、减压阀、气罐、精密减压阀、压力开关、手动阀，所述水滴分离器、空气过滤器和气罐连接有集水槽。

本发明还提供一种气动屏蔽主泵主螺栓安装方法，采用如上所述的气动屏蔽主泵主螺栓拆装工具，包括如下步骤：

步骤1，将吊耳旋入泵壳的螺纹孔，万向吊环螺栓旋入主螺栓的螺纹孔，然后通过绞盘拉动钢丝绳，以将主螺栓穿过主法兰孔向上吊起，至靠近吊耳；

步骤2，将主螺栓托举组件安装于主法兰上，通过气缸缓慢抬升滑动连接板及主螺栓旋转接头，直至主螺栓套入主螺栓旋转接头中；

步骤3，拆除万向吊环螺栓、吊耳及绞盘；

步骤4，手动轻微抬动滑动连接板，使得主螺栓缓慢上升，直至主螺栓与泵壳的螺纹孔接触；

步骤5，通过气缸缓慢抬动滑动连接板及主螺栓旋转接头，同时旋动主螺栓旋转接头，直至主螺栓完全旋入泵壳的螺纹孔；

步骤6，通过气缸缓慢下落滑动连接板及主螺栓旋转接头，测量并确认主螺栓安装至合适位置；

步骤7，通过气缸使滑动连接板及主螺栓旋转接头回落至初始位置，然后关闭气源，拆除主螺栓托举组件。

本发明还提供一种气动屏蔽主泵主螺栓拆卸方法，采用如上所述的气动屏蔽主泵主螺栓拆装工具，包括如下步骤：

步骤1，将主螺栓托举组件安装于主法兰上，通过气缸抬升滑动连接板及主螺栓旋转接头，直至主螺栓套入主螺栓旋转接头中；

步骤2，旋转主螺栓旋转接头，同时通过气缸缓慢下落滑动连接板及主螺栓旋转接头，直至主螺栓完全旋出泵壳的螺纹孔，并使主螺栓与泵壳的螺纹孔之间留出足够的安装空间；

步骤3，将吊耳旋入泵壳的螺纹孔，万向吊环螺栓旋入主螺栓的螺纹孔，并通过绞盘拉紧钢丝绳以悬吊主螺栓；

步骤4，通过气缸使滑动连接板及主螺栓旋转接头回落至初始位置，然后关闭气源，拆除主螺栓托举组件；

步骤5，通过绞盘缓慢释放钢丝绳，使主螺栓缓慢下落，直至主螺栓下落至地面或其他目标位置；

步骤6，拆除万向吊环螺栓、吊耳及绞盘。

本发明的优点是：能够在屏蔽主泵安装小车到达指定位置前，实现屏蔽主泵主螺栓拆装的功能，节约了大宗材料拆除、屏蔽主泵安装小车组装的工艺时间，缩短主泵检修关键路径时间，降低维修人员辐射总剂量。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为支撑架的结构示意图；

图3为支撑架下方的主螺栓托举组件的结构示意图；

图4为气控箱的结构原理图；

图5为气缸控制系统的结构原理图。

11-吊耳；12-滑轮；13-万向吊环螺栓；14-绞盘；21-支撑架；22-导向杆；23-气缸固定板；24-滑动连接板；25-主螺栓旋转接头；26-气缸；27-定位板；28-定位圆弧；29-连接销；210-连接件；211-支撑架顶紧组件；3-主法兰；4-泵壳；51-调速阀；52-气动保位阀；53-急停按钮；54-急停按钮消音器；55-接头；56-梭阀；57-气控箱；571-气源入口管；572-水滴分离器；573-残压释放阀；574-空气过滤器；575-减压阀；576-压力表；577-气罐；578-精密减压阀；579-压力开关；5710-手动阀；5711-集水槽。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。

一种气动屏蔽主泵主螺栓拆装工具，包括主螺栓吊装组件、主螺栓托举组件，所述主螺栓吊装组件包括吊耳11、设于吊耳11下端的滑轮12、万向吊环螺栓13、绞盘14、通过滑轮12连接万向吊环螺栓13和绞盘14的钢丝绳，所述吊耳11上端设有配合泵壳4螺纹孔的外螺纹；所述主螺栓托举组件包括安装于主法兰3上的支撑架21、设于主法兰3下方且连接所述支撑架21的两根导向杆22、设于两根导向杆22下端的气缸固定板23、滑动连接于两根所述导向杆22上的滑动连接板24、设于所述滑动连接板24上的主螺栓旋转接头25、设于所述气缸固定板23下方的气缸26，所述气缸26的输出端穿过所述气缸固定板23，并连接于所述滑动连接板24，主螺栓旋转接头15设有配合主螺栓的内六角套筒。

具体的，所述支撑架21为C型支撑架。所述C型结构使得支撑架能够稳定夹紧在主法兰上。

另外，所述支撑架21上部设有定位板27，所述定位板27一侧中部设有配合主法兰孔的定位圆弧28。所述定位板及定位圆弧确保了支撑架安装时，与主法兰孔相对位置的准确性。所述支撑架21下端设有连接销29，两根所述导向杆22上端设有配合所述连接销29的连接件210。所述结构更便于导向杆及其下部的组件与支撑架之间的拆装，同时提高了导向杆安装位置的准确性。所述连接件210具体为一弧形片，以避免对主法兰孔的干涉。所述支撑架21下端还设有支撑架顶紧组件211。所述支撑架顶紧组件主要包括多根顶紧螺栓，用于确保支撑架与主法兰的连接稳定性。

进一步的，所述滑动连接板24与主螺栓旋转接头25之间设有万向滚珠。要说明的是，主螺栓旋转接头与滑动连接板是滑动连接的，并具有一定的滑动范围，在万向滚珠的作用下，主螺栓旋转接头相对于滑动连接板的滑动更为顺畅灵活，从而使得支撑架的安装无需完全精确，主螺栓旋转接头能够在一定范围内，自动适应泵壳螺纹孔的位置，实现自对中，以提高主螺栓的拆装效率。

所述气缸26连接有气缸控制系统，包括两个调速阀51、气动保位阀52、急停按钮53、急停按钮消音器54、两个接头55、梭阀56、气控箱57；所述气缸的无杆腔和有杆腔分别连接一个调速阀51，两个调速阀51均连接至气动保位阀52，气动保位阀52连接至急停按钮53，急停按钮53连接至梭阀56，梭阀56的两端分别通过一个接头55连接至气控箱57，所述气动保位阀52还连接至两个所述接头55。控制系统中连接管采用软管连接，接头为快接方式。气缸与气控箱之间的连接管较长，最易出现连接管脱落风险。根据设计考虑，设置有保位阀，一旦出现连接管脱落现象，保位阀仍能提供保压功能，将主螺栓维持在原来位置。此时机械自锁装置可固定带有主螺栓的滑动连接板。并经过拔掉连接管试验，验证了气动控制系统功能可靠性。

上述气缸控制系统中优选的主要部件选型及功能如下：

梭阀，型号为VR1210-01，梭阀阀体与执行器合二为一，阀体相当于两个单向阀组合在一起，其作用相当于“或门”，有两个进气口和一个出气口。两个进气口中的任一有信号输入，出气口都有输出。若两个进气口都有信号输入，则先加入侧或信号压力高侧的气信号通过出口输出，另一侧则不通。

急停按钮，型号为VM430-01-30R-X219，用于操作过程中出现非预期情况时紧急停止气缸升降，提高安全性，急停按钮装置上设置有消音器。

气动保位阀，型号为IL211-02，是阀位保护装置。开启压力设定为0.10MPa。当管路气源压力中断，或气源供给系统发生故障时，气动保位阀能够自动切断调节器与调节阀气室之间的通道，使调节阀的阀位保持原来的控制位置，起到保持阀位的作用，以保证调节回路中工艺参数不变。故障消除后，气动保位阀立刻恢复正常位置。

提升主螺栓时，从气控箱出来的厂用压缩空气依次经过梭阀左侧、急停按钮、气动保位阀、调速阀后进入气缸无杆腔，气缸提升主螺栓；下落主螺栓时，从气控箱出来的厂用压缩空气依次经过梭阀右侧、急停按钮、气动保位阀、调速阀后进入气缸有杆腔，气缸下落主螺栓。

其中，上述气缸控制系统中的气控箱57包括依次连接的气源入口管571、水滴分离器572、残压释放阀573、空气过滤器574、减压阀575、压力表576、气罐577、精密减压阀578、压力开关579、手动阀5710，所述水滴分离器572、空气过滤器574和气罐连577接有集水槽5711。优选的主要部件选型及功能如下：

残压释放阀，型号为VHS30-03AH-BS，用于释放系统的残压；

减压阀，型号为AR30-03H-B，用于将厂用压缩空气压力降至0.5MPa；

气罐，型号为VBAT05A1-U-X104，容积为5L，用于储存0.5MPa的压缩空气，并为系统起到稳压作用；

精密减压阀，型号为IR3020-03H-A，用于精准调压，将输出压力降至0.28 MPa；可有效平衡主螺栓及提升装置重量，主螺栓拆装过程中可轻松手动旋动主螺栓，并且旋转主螺栓过程中可判断主螺栓的配合情况，不仅降低了操作者力量大小带来的影响，还避免主螺栓的卡涩等风险。

手动阀，型号VH330-03，用于控制气控箱气体的流向。

厂用压缩空气依次经过水滴分离器、残压释放阀、空气过滤器、减压阀，将压力降至0.50 MPa，储存在储气罐中，后经精密减压阀将压力降至0.28 MPa，最后经手动控制阀控制气体输出流道。

本装置的使用方法如下：

一种气动屏蔽主泵主螺栓安装方法，包括如下步骤：

步骤1，将吊耳11旋入泵壳4的螺纹孔，万向吊环螺栓13旋入主螺栓6的螺纹孔，然后通过绞盘14拉动钢丝绳，以将主螺栓6穿过主法兰孔向上吊起，至靠近吊耳11；

步骤2，将主螺栓托举组件安装于主法兰3上，通过气缸26缓慢抬升滑动连接板24及主螺栓旋转接头25，直至主螺栓6套入主螺栓旋转接头25的内六角套筒中；

步骤3，拆除万向吊环螺栓13、吊耳11及绞盘14；

步骤4，手动轻微抬动滑动连接板24，使得主螺栓6缓慢上升，直至主螺栓6与泵壳4的螺纹孔接触；

步骤5，通过气缸26缓慢抬动滑动连接板24及主螺栓旋转接头25，同时旋动主螺栓旋转接头25，直至主螺栓6完全旋入泵壳4的螺纹孔；

步骤6，通过气缸26缓慢下落滑动连接板24及主螺栓旋转接头25，测量并确认主螺栓安装至合适位置；

步骤7，通过气缸26使滑动连接板24及主螺栓旋转接头25回落至初始位置，然后关闭气源，拆除主螺栓托举组件。

一种气动屏蔽主泵主螺栓拆卸方法，包括如下步骤：

步骤1，将主螺栓托举组件安装于主法兰3上，通过气缸26抬升滑动连接板24及主螺栓旋转接头25，直至主螺栓6套入主螺栓旋转接头25的内六角套筒中；

步骤2，旋转主螺栓旋转接头25，同时通过气缸26缓慢下落滑动连接板24及主螺栓旋转接头25，直至主螺栓6完全旋出泵壳4的螺纹孔，并使主螺栓6与泵壳4的螺纹孔之间留出足够的安装空间；

步骤3，将吊耳11旋入泵壳4的螺纹孔，万向吊环螺栓13旋入主螺栓6的螺纹孔，并通过绞盘14拉紧钢丝绳以悬吊主螺栓6；

步骤4，通过气缸26使滑动连接板24及主螺栓旋转接头25回落至初始位置，然后关闭气源，拆除主螺栓托举组件；

步骤5，通过绞盘14缓慢释放钢丝绳，使主螺栓6缓慢下落，直至主螺栓6下落至地面或其他目标位置；

步骤6，拆除万向吊环螺栓13、吊耳11及绞盘14。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，该具体实施方式是基于本发明整体构思下的一种实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种气动屏蔽主泵主螺栓拆装工具，包括主螺栓吊装组件、主螺栓托举组件，其特征在于，所述主螺栓吊装组件包括吊耳、设于吊耳下端的滑轮、万向吊环螺栓、绞盘、通过滑轮连接万向吊环螺栓和绞盘的钢丝绳，所述吊耳上端设有配合泵壳螺纹孔的外螺纹；

所述主螺栓托举组件包括安装于主法兰上的支撑架、设于主法兰下方且连接所述支撑架的两根导向杆、设于两根导向杆下端的气缸固定板、滑动连接于两根所述导向杆上的滑动连接板、设于所述滑动连接板上的主螺栓旋转接头、设于所述气缸固定板下方的气缸，所述气缸的输出端穿过所述气缸固定板，并连接于所述滑动连接板；所述滑动连接板与主螺栓旋转接头之间设有万向滚珠，且滑动连接板与主螺栓旋转接头之间具有一定的滑动范围。

2.根据权利要求1所述的气动屏蔽主泵主螺栓拆装工具，其特征在于，所述支撑架为C型支撑架。

3.根据权利要求1所述的气动屏蔽主泵主螺栓拆装工具，其特征在于，所述支撑架上部设有定位板，所述定位板一侧中部设有配合主法兰孔的定位圆弧。

4.根据权利要求1所述的气动屏蔽主泵主螺栓拆装工具，其特征在于，所述支撑架下端设有连接销，两根所述导向杆上端设有配合所述连接销的连接件。

5.根据权利要求1所述的气动屏蔽主泵主螺栓拆装工具，其特征在于，所述支撑架下端设有支撑架顶紧组件。

6.根据权利要求1所述的气动屏蔽主泵主螺栓拆装工具，其特征在于，所述气缸连接有气缸控制系统，包括两个调速阀、气动保位阀、急停按钮、急停按钮消音器、两个接头、梭阀、气控箱；所述气缸的无杆腔和有杆腔分别连接一个调速阀，两个调速阀均连接至气动保位阀，气动保位阀连接至急停按钮，急停按钮连接至梭阀，梭阀的两端分别通过一个接头连接至气控箱，所述气动保位阀还连接至两个所述接头。

7.根据权利要求6所述的气动屏蔽主泵主螺栓拆装工具，其特征在于，所述气控箱包括依次连接的气源入口管、水滴分离器、残压释放阀、空气过滤器、减压阀、气罐、精密减压阀、压力开关、手动阀，所述水滴分离器、空气过滤器和气罐连接有集水槽。

8.一种气动屏蔽主泵主螺栓安装方法，采用如权利要求1所述的气动屏蔽主泵主螺栓拆装工具，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，将吊耳旋入泵壳的螺纹孔，万向吊环螺栓旋入主螺栓的螺纹孔，然后通过绞盘拉动钢丝绳，以将主螺栓穿过主法兰孔向上吊起，至靠近吊耳；

步骤2，将主螺栓托举组件安装于主法兰上，通过气缸缓慢抬升滑动连接板及主螺栓旋转接头，直至主螺栓套入主螺栓旋转接头中；

步骤3，拆除万向吊环螺栓、吊耳及绞盘；

步骤4，手动轻微抬动滑动连接板，使得主螺栓缓慢上升，直至主螺栓与泵壳的螺纹孔接触；

步骤5，通过气缸缓慢抬动滑动连接板及主螺栓旋转接头，同时旋动主螺栓旋转接头，直至主螺栓完全旋入泵壳的螺纹孔；

步骤6，通过气缸缓慢下落滑动连接板及主螺栓旋转接头，测量并确认主螺栓安装至合适位置；

步骤7，通过气缸使滑动连接板及主螺栓旋转接头回落至初始位置，然后关闭气源，拆除主螺栓托举组件。

9.一种气动屏蔽主泵主螺栓拆卸方法，采用如权利要求1所述的气动屏蔽主泵主螺栓拆装工具，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，将主螺栓托举组件安装于主法兰上，通过气缸抬升滑动连接板及主螺栓旋转接头，直至主螺栓套入主螺栓旋转接头中；

步骤2，旋转主螺栓旋转接头，同时通过气缸缓慢下落滑动连接板及主螺栓旋转接头，直至主螺栓完全旋出泵壳的螺纹孔，并使主螺栓与泵壳的螺纹孔之间留出足够的安装空间；

步骤3，将吊耳旋入泵壳的螺纹孔，万向吊环螺栓旋入主螺栓的螺纹孔，并通过绞盘拉紧钢丝绳以悬吊主螺栓；

步骤4，通过气缸使滑动连接板及主螺栓旋转接头回落至初始位置，然后关闭气源，拆除主螺栓托举组件；

步骤5，通过绞盘缓慢释放钢丝绳，使主螺栓缓慢下落，直至主螺栓下落至地面或其他目标位置；

步骤6，拆除万向吊环螺栓、吊耳及绞盘。

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