CN112125128A - 一种压力容器顶盖吊具销轴导向安装辅助装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及核电站反应堆压力容器检修技术领域，具体公开了一种压力容器顶盖吊具销轴导向安装辅助装置及方法。装置包括导向拉销机构，所述导向拉销机构包括锥形导向件、定位支撑架、丝杆以及螺母，所述锥形导向件可与顶盖吊具星形支架与顶盖吊杆销孔之间待安装的销轴紧密连接；所述锥形导向件的最大直径处尺寸不大于所述销轴的外直径；所述丝杆一端与锥形导向件的端面紧密连接，所述丝杆的另一端上套有其支撑作用的定位支撑架和螺母，通过旋拧螺母带动丝杆沿轴线运动。该装置能够实现压力容器顶盖吊具在安装过程中的精确对中，从而保证了三个销轴能够顺利安装到顶盖吊具星形支架与顶盖吊杆的销孔中，大大降低了安装难度，缩短了安装时间。
Description
技术领域
本发明属于核电站反应堆压力容器检修技术领域，具体涉及一种压力容器顶盖吊具销轴导向安装辅助装置及方法。
背景技术
压水堆核电站反应堆压力容器是由容器筒体和顶盖两大部分组成，顶盖为半球形上封头，其上安装有控制棒驱动机构、通风罩组件、抗震支撑组件和管座贯穿件等设备，总重量约100T。机组换料大修期间，需要打开压力容器顶盖对反应堆内的燃料组件进行更换，待燃料组件装载完成后再复装顶盖。压力容器顶盖的吊装工作主要通过核岛环吊和顶盖吊具，利用顶盖上封头的三个吊耳及吊杆来完成，顶盖吊具不使用时存放于稳压器平台顶部的存放架，在顶盖吊离前需完成安装。由于顶盖吊具用于承载压力容器顶盖的全部重量，且对中调整和安装操作均在反应堆堆顶进行，因此其安装工作的可靠性与核安全直接相关。
顶盖吊具的吊耳结构设计与环吊主钩通过电子秤过渡段刚性连接，星形支架三个销孔分别通过直径100mm、长度235mm的销轴与顶盖的三根吊杆刚性连接，如图1所示。为了确保压力容器顶盖与吊具连接的可靠性以及吊装的安全性，销轴与对应销孔的设计配合间隙非常小，而环吊主钩单次动作的幅度较大，无法实现顶盖吊具的精确对中。同时，由于吊具环轨四台电动葫芦的停靠位置会影响吊装时的水平度，必须对三个销孔的位置依次进行对中调整，导致销轴的安装非常困难。
目前，针对顶盖吊具的对中操作，核电站通常采用手拉葫芦借助反应堆周边设备的固定点实施斜拉，并使用撬棍辅助调整。不但需要投入更多的人力成本，且工作效率低。更重要的是，顶盖吊具在多次受到外力斜拉后，本体构件会出现变形，将更加影响后续的对中操作。针对销轴的安装，由于无法实现顶盖吊具的精确对中，顶盖吊具星形支架与顶盖吊杆的销孔会出现轻微错孔的情况，核电站通常采用人工手扶销轴，使用大锤和铜棒将其强行砸入销孔中。不仅费时费力，人员也容易受伤，同时大锤、销轴等重物在反应堆堆顶狭小空间敲砸时存在高处坠落、损坏下方设备的风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种压力容器顶盖吊具销轴导向安装辅助装置及方法，解决现有压力容器顶盖吊具安装过程中，因销孔位置无法精确吊装对中，而导致三个销轴安装困难的问题。
本发明的技术方案如下：一种压力容器顶盖吊具销轴导向安装辅助装置，该装置包括导向拉销机构，所述导向拉销机构包括锥形导向件、定位支撑架、丝杆以及螺母，所述锥形导向件可与顶盖吊具星形支架与顶盖吊杆销孔之间待安装的销轴紧密连接；所述锥形导向件的最大直径处尺寸不大于所述销轴的外直径；所述丝杆一端与锥形导向件的端面紧密连接，所述丝杆的另一端上套有其支撑作用的定位支撑架和螺母，通过旋拧螺母带动丝杆沿轴线运动。
所述的锥形导向件为圆锥体结构，其尾部中心设有螺柱段，所述螺柱段与所述销轴上的螺纹孔相匹配；所述锥形导向件前端开有螺纹孔，并与丝杆上的螺纹相匹配。
所述定位支撑架为两端开口的棱柱结构，在一对称面两端板上同一轴线开有两个圆孔，其中一侧圆孔的直径略大于丝杆的外径而小于螺母的直径；另一侧圆孔略大于所述锥形导向件的最大直径尺寸。
所述定位支撑架由四块尺寸相同的方板焊接而成，并在对称开有两个圆孔的另外两个对称面上也开有观察孔；所述定位支撑架上同轴开孔的两侧距离大于所述锥形导向件的整体长度。
该装置还包括过渡保护套，所述过渡保护套包括第一齿形套环和第二齿形套环，所述第一齿形套环和第二齿形套环可相互啮合形成圆柱筒体结构，所述第一齿形套环和第二齿形套环可分别从左右两侧匹配安装在顶盖吊具吊耳中心孔中。
所述第一齿形套环外侧端部设有第一法兰，内侧端部为具有周向均匀分布凸起的第一齿条；所述第二齿形套环外侧端部设有第二法兰，内侧端部为具有与第一齿条相匹配的沿周向均匀分布凸起的第二齿条；所述第一齿条和第二齿条可啮合形成整体。
所述第一齿形套环和第二齿形套环外径与顶盖吊具吊耳中心孔的内径相匹配，且第一齿形套环和第二齿形套环均采用聚四氟乙烯材料制成。
该方法具体包括利用导向拉销机构，将销轴导向装入顶盖吊杆和顶盖吊具星形支架的销孔中的步骤为：
S2.1、利用环吊的副钩起吊顶盖吊具至反应堆堆顶，并将顶盖吊具星形支架与顶盖吊杆的三个销孔初步对中；
S2.2、将锥形导向件尾部的螺柱全部拧入销轴头部的螺纹孔，使两者连接为一个整体；
S2.3、将丝杆同时穿过顶盖吊杆和顶盖吊具行星支架的销孔，并拧入锥形导向件头部的螺纹孔；
S2.4、将锥形导向件插入顶盖吊杆外侧销孔，组装定位支撑架及螺母，并初步拧紧螺母，使定位支撑架压紧在顶盖吊杆内侧端面上；
S2.5、旋拧螺母带动丝杠轴向移动，使锥形导向件导入顶盖吊具星形支架的销孔内，与顶盖吊杆的销孔精确对中；
S2.6、旋拧螺母带动丝杠轴向移动，使销轴完全导向装入顶盖吊杆和顶盖吊具星形支架的销孔中；
S2.7、将导向拉销机构与销轴脱开，并恢复初始状态，锁紧销轴端部的止动板；
S2.8、重复S2.2至S2.7，依次进行剩下销轴的导向安装，完成顶盖吊具的安装。
所述的利用导向拉销机构，将销轴导向装入顶盖吊杆和顶盖吊具星形支架的销孔中步骤前还包括在顶盖吊具的吊耳孔中安装过渡保护套的步骤。
所述的在顶盖吊具的吊耳孔中安装过渡保护套的步骤包括：
S1.1、顶盖吊具在稳压器平台顶部的存放架上时，将过渡保护套两个相互啮合的第一齿形套环和第二齿形套环分布从顶盖吊具的吊耳孔左右侧安装，并使第一齿形套环和第二齿形套环上的齿条完全啮合，并使第一齿形套环和第二齿形套环外侧端面的第一法兰和第二法兰完全贴合在吊耳的端面上；
S1.2、利用吊带从过渡保护套的第一齿形套环和第二齿形套环内穿过，并连接在环吊的副钩上。
本发明的显著效果在于：本发明所述的一种压力容器顶盖吊具销轴导向安装辅助装置及方法，能够实现压力容器顶盖吊具在安装过程中的精确对中，从而保证了三个销轴能够顺利安装到顶盖吊具星形支架与顶盖吊杆的销孔中，大大降低了安装难度，缩短了安装时间；同时，在确保了三个销轴顺利安装的同时，又尽量减少了工器具的使用，尽可能地减小了反应堆堆顶作业的风险；本发明的过渡保护套采用聚四氟乙烯材料的组合套环圆滑过渡形式，既方便安装于顶盖吊具的吊耳内孔，使用环吊副钩和吊带吊装顶盖吊具，实现灵活、准确地对中调整，又能保护吊装时吊带不受损坏，保证吊装作业的安全性；本发明结构简单，加工方便，实用性较强。
附图说明
图1为现有的压力容器顶盖吊具结构示意图；
图2为本发明所述的一种压力容器顶盖吊具销轴导向安装辅助装置中导向拉销机构使用状态示意图；
图3为本发明所述的一种压力容器顶盖吊具销轴导向安装辅助装置中导向拉销机构结构示意图；
图4为本发明所述的一种压力容器顶盖吊具销轴导向安装辅助装置中过渡保护套使用状态示意图；
图5为本发明所述的一种压力容器顶盖吊具销轴导向安装辅助装置中过渡保护套的立体示意图；
图中：1、顶盖吊具星形支架；2、顶盖吊杆；3、销轴；4、导向拉销机构；5、锥形导向件；6、定位支撑架；7、丝杠；8、螺母；9、顶盖吊具的吊耳；10、过渡保护套；11、第一齿形套环；12、第二齿形套环；13、第一法兰；14、第二法兰；15、第一齿条；16、第二齿条。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图2～5所示，一种压力容器顶盖吊具销轴导向安装辅助装置包括导向拉销机构4和过渡保护套10，其中，导向拉销机构4位于顶盖吊具主体下方，并固定在需要安装销轴的顶盖吊杆2上；过渡保护套10位于顶盖吊具主体的上方，并安装在顶盖吊具吊耳9的中心孔中，过渡保护套10与导向拉销机构4配合完成顶盖吊具的安装；
导向拉销机构4包括锥形导向件5、定位支撑架6、丝杠7以及螺母8，其中，锥形导向件5整体为圆锥体结构，其锥体尾部中心设有螺柱段，且螺柱的螺纹与销轴3上的螺纹孔相匹配；锥形导向件5前端开有螺纹孔，螺纹孔与丝杆7上的螺纹相匹配，锥形导向件5中部具有圆柱体过渡段，且过渡段的直径与锥形导向件5尾部连接的销轴3的直径相同；定位支撑架6为两端开口的正方体棱柱，且四个面的尺寸相同，例如可由四块尺寸相同的方板焊接而成，定位支撑架6上下两端面均开有两个圆孔，左右两侧同轴开有两个圆孔，且左侧的圆孔直径略大于丝杆7的外径且小于螺母8的直径，右侧圆孔直径略大于锥形导向件5中部过渡段的直径，定位支撑架6左右两侧空腔的距离需要大于锥形导向件5的整体长度；丝杆7整体为带有外螺纹的长杆状结构，且丝杆7的长度需大于螺母8、定位支撑架6内部空腔和锥形导向件5前端螺纹孔的长度之和，并在丝杠左侧头部开有一个通孔；导向拉销机构4可采用强度较高的碳钢板材料制成；
过渡保护套10包括第一齿形套环11和第二齿形套环12，其中，第一齿形套环11和第二齿形套环12可相互啮合形成圆柱筒体结构，其中，第一齿形套环11外侧端部为第一法兰13，内侧端部为第一齿条15，第一齿条15具有周向均匀分布的齿条凸起，例如沿周向均匀布置的4个齿条；第二齿形套环外侧端部设有第二法兰14，内侧端部为第二齿条16，其中，第二齿条16周向均有分布的齿条凸起与第一齿条15上齿条凸起之间的凹槽相匹配，使第一齿条15与第二齿条16相互啮合形成完成的圆柱筒体结构；第一齿形套环11和第二齿形套环12外径与顶盖吊具吊耳9中心孔的内径相匹配，且第一齿形套环11和第二齿形套环12均采用聚四氟乙烯材料制成；
本发明所述的导向拉销机构4可以将销轴3导向装入顶盖吊具星形支架1与顶盖吊杆2销孔之间，具体操作过程为：通过锥形导向件5尾部的螺柱连接销轴3，头部的螺纹孔连接丝杠7，为销轴3安装提供导向；定位支撑架6为其它零件提供支撑和安装基础，上端方板和下端方板的圆孔用于观察丝杠7与锥形导向件5的动作状态，左侧方板的圆孔用于穿过丝杠7，右侧方板的圆孔用于穿过锥形导向件5；定位支撑架6左侧方板与右侧方板之间空腔的距离满足锥形导向件5的动作行程；通过丝杠7的运动驱动锥形导向件5轴向移动，实现销轴3的导向安装；过渡保护套10采用组合套环圆滑过渡的形式，通过第一齿形套环11和第二齿形套环12相互啮合固定安装在顶盖吊具吊耳孔，用于环吊副钩和吊带吊装顶盖吊具，与导向拉销机构4一同实现顶盖吊具的导向对中安装；导向拉销机构4采用强度较高的碳钢板材和棒料制成；第一齿形套环11和第二齿形套环12均采用聚四氟乙烯材料制成。
一种压力容器顶盖吊具销轴导向安装辅助方法，该方法具体包括如下：
S1、在顶盖吊具的吊耳孔中安装过渡保护套；
S1.1、顶盖吊具在稳压器平台顶部的存放架上时，将过渡保护套两个相互啮合的第一齿形套环和第二齿形套环分布从顶盖吊具的吊耳孔左右侧安装，并使第一齿形套环和第二齿形套环上的齿条完全啮合，并使第一齿形套环和第二齿形套环外侧端面的第一法兰和第二法兰完全贴合在吊耳的端面上；
S1.2、利用吊带从过渡保护套的第一齿形套环和第二齿形套环内穿过，并连接在环吊的副钩上；
S2、利用导向拉销机构，将销轴导向装入顶盖吊杆和顶盖吊具星形支架的销孔中；
S2.1、利用环吊的副钩起吊顶盖吊具至反应堆对顶，并将顶盖吊具星形支架与顶盖吊杆的三个销孔初步对中；
S2.2、将锥形导向件尾部的螺柱全部拧入销轴头部的螺纹孔，使两者连接为一个整体；
S2.3、将丝杆同时穿过顶盖吊杆和顶盖吊具行星支架的销孔，并拧入锥形导向件头部的螺纹孔；
S2.4、将锥形导向件插入顶盖吊杆外侧销孔，组装定位支撑架及螺母，并初步拧紧螺母，使定位支撑架压紧在顶盖吊杆内侧端面上；
S2.5、旋拧螺母带动丝杠轴向移动，使锥形导向件导入顶盖吊具星形支架的销孔内，与顶盖吊杆的销孔精确对中；
S2.6、旋拧螺母带动丝杠轴向移动，使销轴完全导向装入顶盖吊杆和顶盖吊具星形支架的销孔中；
S2.7、将导向拉销机构与销轴脱开，并恢复初始状态，锁紧销轴端部的止动板；
S2.8、重复S2.2至S2.7，依次进行剩下销轴的导向安装，完成顶盖吊具的安装。
Claims (10)
1.一种压力容器顶盖吊具销轴导向安装辅助装置，其特征在于，该装置包括导向拉销机构(4)，所述导向拉销机构(4)包括锥形导向件(5)、定位支撑架(6)、丝杆(7)以及螺母(8)，所述锥形导向件(5)可与顶盖吊具星形支架与顶盖吊杆销孔之间待安装的销轴(3)紧密连接；所述锥形导向件(5)的最大直径处尺寸不大于所述销轴(3)的外直径；所述丝杆(7)一端与锥形导向件(5)的端面紧密连接，所述丝杆(7)的另一端上套有其支撑作用的定位支撑架(6)和螺母(8)，通过旋拧螺母(8)带动丝杆(7)沿轴线运动。
2.根据权利要求1所述的一种压力容器顶盖吊具销轴导向安装辅助装置，其特征在于，所述的锥形导向件(5)为圆锥体结构，其尾部中心设有螺柱段，所述螺柱段与所述销轴(3)上的螺纹孔相匹配；所述锥形导向件(5)前端开有螺纹孔，并与丝杆(7)上的螺纹相匹配。
3.根据权利要求1所述的一种压力容器顶盖吊具销轴导向安装辅助装置，其特征在于，所述定位支撑架(6)为两端开口的棱柱结构，在一对称面两端板上同一轴线开有两个圆孔，其中一侧圆孔的直径略大于丝杆(7)的外径而小于螺母(8)的直径；另一侧圆孔略大于所述锥形导向件(5)的最大直径尺寸。
4.根据权利要求3所述的一种压力容器顶盖吊具销轴导向安装辅助装置，其特征在于，所述定位支撑架(6)由四块尺寸相同的方板焊接而成，并在对称开有两个圆孔的另外两个对称面上也开有观察孔；所述定位支撑架(6)上同轴开孔的两侧距离大于所述锥形导向件的整体长度。
5.根据权利要求1～4任意一项权利要求所述的一种压力容器顶盖吊具销轴导向安装辅助装置，其特征在于，该装置还包括过渡保护套(10)，所述过渡保护套(10)包括第一齿形套环(11)和第二齿形套环(12)，所述第一齿形套环(11)和第二齿形套环(12)可相互啮合形成圆柱筒体结构，所述第一齿形套环(11)和第二齿形套环(12)可分别从左右两侧匹配安装在顶盖吊具吊耳中心孔中。
6.根据权利要求5所述的一种压力容器顶盖吊具销轴导向安装辅助装置，其特征在于，所述第一齿形套环(11)外侧端部设有第一法兰(13)，内侧端部为具有周向均匀分布凸起的第一齿条(15)；所述第二齿形套环(12)外侧端部设有第二法兰(14)，内侧端部为具有与第一齿条(15)相匹配的沿周向均匀分布凸起的第二齿条(16)；所述第一齿条(15)和第二齿条(16)可啮合形成整体。
7.根据权利要求5所述的一种压力容器顶盖吊具销轴导向安装辅助装置，其特征在于，所述第一齿形套环(11)和第二齿形套环(12)外径与顶盖吊具吊耳(9)中心孔的内径相匹配，且第一齿形套环(11)和第二齿形套环(12)均采用聚四氟乙烯材料制成。
8.一种压力容器顶盖吊具销轴导向安装辅助方法，其特征在于，该方法具体包括利用导向拉销机构，将销轴导向装入顶盖吊杆和顶盖吊具星形支架的销孔中的步骤为：
S2.1、利用环吊的副钩起吊顶盖吊具至反应堆堆顶，并将顶盖吊具星形支架与顶盖吊杆的三个销孔初步对中；
S2.2、将锥形导向件尾部的螺柱全部拧入销轴头部的螺纹孔，使两者连接为一个整体；
S2.3、将丝杆同时穿过顶盖吊杆和顶盖吊具行星支架的销孔，并拧入锥形导向件头部的螺纹孔；
S2.4、将锥形导向件插入顶盖吊杆外侧销孔，组装定位支撑架及螺母，并初步拧紧螺母，使定位支撑架压紧在顶盖吊杆内侧端面上；
S2.5、旋拧螺母带动丝杠轴向移动，使锥形导向件导入顶盖吊具星形支架的销孔内，与顶盖吊杆的销孔精确对中；
S2.6、旋拧螺母带动丝杠轴向移动，使销轴完全导向装入顶盖吊杆和顶盖吊具星形支架的销孔中；
S2.7、将导向拉销机构与销轴脱开，并恢复初始状态，锁紧销轴端部的止动板；
S2.8、重复S2.2至S2.7，依次进行剩下销轴的导向安装，完成顶盖吊具的安装。
9.根据权利要求8所述的一种压力容器顶盖吊具销轴导向安装辅助方法，其特征在于，所述的利用导向拉销机构，将销轴导向装入顶盖吊杆和顶盖吊具星形支架的销孔中步骤前还包括在顶盖吊具的吊耳孔中安装过渡保护套的步骤。
10.根据权利要求9所述的一种压力容器顶盖吊具销轴导向安装辅助方法，其特征在于，所述的在顶盖吊具的吊耳孔中安装过渡保护套的步骤包括：
S1.1、顶盖吊具在稳压器平台顶部的存放架上时，将过渡保护套两个相互啮合的第一齿形套环和第二齿形套环分布从顶盖吊具的吊耳孔左右侧安装，并使第一齿形套环和第二齿形套环上的齿条完全啮合，并使第一齿形套环和第二齿形套环外侧端面的第一法兰和第二法兰完全贴合在吊耳的端面上；
S1.2、利用吊带从过渡保护套的第一齿形套环和第二齿形套环内穿过，并连接在环吊的副钩上。
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