CN114193086A - 一种反应堆压力容器主密封面镍垫圈离线制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于核电站反应堆检修技术领域，具体涉及一种反应堆压力容器主密封面镍垫圈离线制作方法。本发明包括如下步骤：步骤1、确定镍垫圈制作条件；步骤2、测量V型槽周长；步骤3、毛坯制作；步骤4、确定镍垫圈毛坯是否满足要求；步骤5、计算镍垫圈断面间距D；步骤6、完成镍垫圈的制作。本发明简化工序，减少大修关键路径，减少作业产生的固体废物，减少作业人员的辐射剂量，保护压力容器主密封面。
Description
技术领域
本发明属于核电站反应堆检修技术领域，具体涉及一种反应堆压力容器主密封面镍垫圈离线制作方法。
背景技术
反应堆压力容器主密封面是反应堆一回路最大的压力边界，对反应堆密封完整性、保证反应堆稳定运行起到极其重要的作用。
反应堆压力容器主密封面采用双密封结构，通过两道“V”型槽与两道镍垫圈配合的方式实现密封。反应堆压力容器主密封面的密封对镍垫圈的制作条件、制作精度要求很高，镍垫圈的制作方法如下：
1)将镍垫圈毛坯安装到压力容器“V”型槽内，使用橡胶锤矫正镍垫圈毛坯弯曲地方，使其与压力容器“V”型槽紧密贴合，并使用特制铅块压紧毛坯持续时间不少于8小时，消除镍垫圈毛坯应力，确保其与压力容器“V”型槽紧密结合。然后测量镍垫圈毛坯和V型槽侧壁之间的总间隙，测量位置为镍垫圈毛坯的配重铅块之间54个间隙；2)在镍垫圈的首端划基准线，利用钢锯切下多余镍垫圈毛坯，利用平锉修整毛坯端部接头，并保证接头间隙不大于1毫米；3)将镍垫圈毛坯运输到UJA34m，打磨焊接坡口；4)镍垫圈的组装焊接与检查。采用此种制作方法时，需要占用大修关键路径时间约16小时；作业人员受照射集体剂量约3man·mSv；镍垫圈制作场所在UJA24m和UJA34m，需要使用大约30平方米场地布置和人员穿戴产生的放射性废物，对环境造成一定的压力；作业人员需要数次攀爬高达10m的直爬梯，并且穿戴整套的辐射防护用品，作业环境狭小低矮，温度高光线相对差，对作业人员体力消耗大，对镍垫圈制作造成困难；在压力容器主密封面上制作镍垫圈需要使用54个铅块，各类工具，有砸伤、划伤密封面的风险。因此，考虑各方面因素，结合现场实际情况，亟需提供一种反应堆压力容器主密封面镍垫圈离线制作方法。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种反应堆压力容器主密封面镍垫圈离线制作方法，整合制作镍垫圈场地为一处，简化工序，减少大修关键路径，减少作业产生的固体废物，减少作业人员的辐射剂量，保护压力容器主密封面。
本发明采用的技术方案：
一种反应堆压力容器主密封面镍垫圈离线制作方法，包括如下步骤：步骤1、确定镍垫圈制作条件；步骤2、测量V型槽周长；步骤3、毛坯制作；步骤4、确定镍垫圈毛坯是否满足要求；步骤5、计算镍垫圈断面间距D；步骤6、完成镍垫圈的制作。
所述步骤1中，创建一个镍垫圈制作场地；制作一个模拟装置，其上端面开有两个模拟装置V型槽。
所述制作场地的温度、模拟装置温度与反应堆压力容器温度相同。
所述步骤2中，测量压力容器主密封面模拟装置V型槽直径，计算模拟装置V型槽周长：
C＝π·d
其中，C为压力容器主密封面模拟装置V型槽周长值，d为压力容器主密封面模拟装置V型槽直径。
所述步骤3中，将镍垫圈毛坯分别放置到两个模拟装置V型槽内，在镍垫圈毛坯的整个长度上每隔1.0米测量其直径，使用橡胶锤对镍垫圈毛坯进行矫正，使用铅块均匀分布压紧毛坯。
所述步骤4中，测量镍垫圈毛坯和模拟装置V型槽连个侧壁之间的总间隙，测量位置为配重铅块之间的间隙，同一位置内外两侧总间隙≤1.7mm，在模拟装置周长上选取均匀分布的8个点，并在8个点上测量镍垫圈高出主密封面的高度。
所述步骤5中，根据模拟装置V型槽周长值C和反应堆压力容器V型槽周长值C0，计算镍垫圈断面间距D，按照如下公式确定，并根据D值在镍垫圈两端画线做好切割标记：
D＝C-C0
其中，D为镍垫圈断面间距，C为模拟装置V型槽周长值，C0为反应堆压力容器V型槽周长值。
所述步骤6中，以镍垫圈上两端的画线为基准，用钢锯条切断，用平锉修光切割面，焊接坡口并进行液体渗透检查。
试验件坡口准备，按照钝边2-0.5mm，坡口角度27°30'±3°，组对间隙0-1mm，焊接坡口不同心度0-0.1mm焊接坡口。
焊接后使用锉刀打磨焊缝，焊缝外表面环向圆滑无不规则菱角，打磨表面不允许有划痕。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)本发明提供一种反应堆压力容器主密封面镍垫圈离线制作方法，颠覆了原先的制作地点和时间要求，由大修更改为日常时间提前制作镍垫圈，不占用大修关键路径时间，节省大修关键路径时间约16小时，换算成发电量，单个机组单次大修可创造约700万的收入，机组寿命内4个机组可创收共计约8.5亿元；
(2)本发明提供一种反应堆压力容器主密封面镍垫圈离线制作方法，场地在非辐射控制区，作业人员不会受照射，可减少人员受照射集体剂量3man·mSv；
(3)本发明提供一种反应堆压力容器主密封面镍垫圈离线制作方法，创建了一个与反应堆压力容器温度相同的制作场地，消除了因制作场地与反应堆压力容器温度不同造成镍垫圈毛坯与压力容器主密封面模拟装置变形导致制作误差的可能；
(4)本发明提供一种反应堆压力容器主密封面镍垫圈离线制作方法，镍垫圈离线制作不会产生放射性废物，作业人员不需要穿戴辐射防护用品，可减少大约30平方米场地布置和人员穿戴产生的放射性废物，减轻环境压力；
(5)本发明提供一种反应堆压力容器主密封面镍垫圈离线制作方法，将压力容器主密封面模拟装置的高度增加到800mm，保证了作业人员进行镍垫圈下半部分打磨、焊接等操作时有充足的空间与视线角度，节省了作业人员体能；
(6)本发明提供一种反应堆压力容器主密封面镍垫圈离线制作方法，镍垫圈离线制作方法将测量、划线与制作整合到同一场地，减少了作业时间，减轻了作业人员的劳动强度；
(7)本发明提供一种反应堆压力容器主密封面镍垫圈离线制作方法，镍垫圈离线制作不需要在压力容器密封面上作业，根本上消除了损伤密封面的风险。
附图说明
图1为反应堆压力容器主密封面镍垫圈离线制作设备示意图；
图2为图1中A-A截面图；
图3为图1B处放大图；
图中：1-压力容器主密封面模拟装置V型槽、2-压力容器主密封面模拟装置、3-3D激光跟踪直径测量仪。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明提供的一种反应堆压力容器主密封面镍垫圈离线制作方法作进一步详细说明。
本发明提供一种反应堆压力容器主密封面镍垫圈离线制作方法，包括如下步骤：
步骤1、确定镍垫圈制作条件
首先创建一个镍垫圈制作场地，制作场地的温度与反应堆压力容器温度相同，在制作场地增设温度测量感应调节器，实时监测、调节制作场地温度，保证温度的稳定性；制作一个高度为800mm的压力容器主密封面模拟装置2，如图1-3所示，其上端面开有两个压力容器主密封面模拟装置V型槽1；
将压力容器主密封面模拟装置2静置在制作场地约80小时，使得压力容器主密封面模拟装置2与制作场地温度一致，此过程中每24小时测量环境温度和压力容器主密封面模拟装置表面温度，跟踪温度变化趋势以作对比参考；
步骤2、测量V型槽周长
安装3D激光跟踪直径测量仪3，测量压力容器主密封面模拟装置V型槽1直径，计算压力容器主密封面模拟装置V型槽1周长：
C＝π·d
其中，C为压力容器主密封面模拟装置V型槽周长值，d为压力容器主密封面模拟装置V型槽直径；
步骤3、毛坯制作
将镍垫圈毛坯放置到压力容器主密封面模拟装置V型槽1内，在镍垫圈毛坯的整个长度上每隔1.0米测量其直径，使用橡胶锤对镍垫圈毛坯进行矫正，使用铅块压紧，使用54个铅块均匀分布压紧毛坯持续时间不少于8小时之后，取下铅块，用橡胶锤矫正镍垫圈毛坯并重新使用铅块压紧；
测量镍垫圈毛坯和V型槽1侧壁之间的总间隙，测量位置为配重铅块之间的54个间隙，同一位置内外两侧总间隙≤1.7mm，在压力容器主密封面模拟装置周长上选取均匀分布的8个点，并在8个点上测量镍垫圈高出主密封面的高度；
步骤4、根据3D激光跟踪直径测量仪2测量的压力容器主密封面模拟装置V型槽周长值C和反应堆压力容器V型槽周长值C0，计算镍垫圈断面间距D，按照如下公式确定，并根据D值在镍垫圈两端画线做好切割标记：
D＝C-C0
其中，D为镍垫圈断面间距，C为压力容器主密封面模拟装置V型槽周长值，C0为反应堆压力容器V型槽周长值，间距D主要考虑压力容器主密封面模拟装置的制造公差。
步骤5、以镍垫圈上两端的画线为基准，用钢锯条切断，用平锉修光切割面，切割下来的镍垫圈毛坯留作试验件使用；
试验件坡口准备，按照钝边2-0.5mm，坡口角度27°30'±3°，组对间隙0-1mm，焊接坡口不同心度0-0.1mm焊接坡口；使用锉刀打磨焊缝，打磨之后的尺寸满足程序使用要求，焊缝外表面环向圆滑无不规则菱角，打磨表面不允许有划痕，满足要求后进行液体渗透检查，完成镍垫圈的制作；
制作完成后使用镍垫圈运输托架将镍垫圈转移至UJA34m以备大修使用。
反应堆压力容器主密封面镍垫圈离线制作方法的应用，1)节省大修关键路径时间约16小时；2)减少人员受照射集体剂量3man·mSv；3)消除了因制作场地与反应堆压力容器温度不同造成镍垫圈毛坯与压力容器主密封面模拟装置变形导致制作误差的可能；4)减少大约30平方米场地布置和人员穿戴产生的放射性废物，减轻环境压力5)减少了作业时间，减轻了作业人员的劳动强度；6)消除了损伤密封面的风险。
该制作方法的应用取得了良好的经济效益和社会效益：
(1)单个机组单次大修可创造约700万的收入，机组寿命内4个机组可创收共计约8.5亿元；
(2)减少大约30平方米场地布置和人员穿戴产生的放射性废物，减轻环境压力。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种反应堆压力容器主密封面镍垫圈离线制作方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤(1)、确定镍垫圈制作条件；步骤(2)、测量V型槽周长；步骤(3)、毛坯制作；步骤(4)、确定镍垫圈毛坯是否满足要求；步骤(5)、计算镍垫圈断面间距D；步骤(6)、完成镍垫圈的制作。
2.根据权利要求1所述的一种反应堆压力容器主密封面镍垫圈离线制作方法，其特征在于：所述步骤(1)中，创建一个镍垫圈制作场地；制作一个模拟装置(2)，其上端面开有两个模拟装置V型槽(1)。
3.根据权利要求2所述的一种反应堆压力容器主密封面镍垫圈离线制作方法，其特征在于：所述制作场地的温度、模拟装置(2)温度与反应堆压力容器温度相同。
4.根据权利要求3所述的一种反应堆压力容器主密封面镍垫圈离线制作方法，其特征在于：所述步骤(2)中，测量压力容器主密封面模拟装置V型槽(1)直径，计算模拟装置V型槽(1)周长：
C＝π·d
其中，C为压力容器主密封面模拟装置V型槽周长值，d为压力容器主密封面模拟装置V型槽直径。
5.根据权利要求4所述的一种反应堆压力容器主密封面镍垫圈离线制作方法，其特征在于：所述步骤(3)中，将镍垫圈毛坯分别放置到两个模拟装置V型槽(1)内，在镍垫圈毛坯的整个长度上每隔1.0米测量其直径，使用橡胶锤对镍垫圈毛坯进行矫正，使用铅块均匀分布压紧毛坯。
6.根据权利要求5所述的一种反应堆压力容器主密封面镍垫圈离线制作方法，其特征在于：所述步骤(4)中，测量镍垫圈毛坯和模拟装置V型槽(1)连个侧壁之间的总间隙，测量位置为配重铅块之间的间隙，同一位置内外两侧总间隙≤1.7mm，在模拟装置(2)周长上选取均匀分布的8个点，并在8个点上测量镍垫圈高出主密封面的高度。
7.根据权利要求6所述的一种反应堆压力容器主密封面镍垫圈离线制作方法，其特征在于：所述步骤(5)中，根据模拟装置V型槽(1)周长值C和反应堆压力容器V型槽周长值C0，计算镍垫圈断面间距D，按照如下公式确定，并根据D值在镍垫圈两端画线做好切割标记：
D＝C-C0
其中，D为镍垫圈断面间距，C为模拟装置V型槽周长值，C0为反应堆压力容器V型槽周长值。
8.根据权利要求7所述的一种反应堆压力容器主密封面镍垫圈离线制作方法，其特征在于：所述步骤(6)中，以镍垫圈上两端的画线为基准，用钢锯条切断，用平锉修光切割面，焊接坡口并进行液体渗透检查。
9.根据权利要求8所述的一种反应堆压力容器主密封面镍垫圈离线制作方法，其特征在于：试验件坡口准备，按照钝边2-0.5mm，坡口角度27°30'±3°，组对间隙0-1mm，焊接坡口不同心度0-0.1mm焊接坡口。
10.根据权利要求9所述的一种反应堆压力容器主密封面镍垫圈离线制作方法，其特征在于：焊接后使用锉刀打磨焊缝，焊缝外表面环向圆滑无不规则菱角，打磨表面不允许有划痕。
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