壓力容器導(dǎo)向柱就位存放架上保護(hù)技術(shù)研究

王蕾

摘要：本文基于導(dǎo)向柱的使用工況，分析導(dǎo)向柱底部易發(fā)生損傷的原因，對(duì)導(dǎo)向柱底部損傷后帶來(lái)的影響進(jìn)行深一步分析，闡明了導(dǎo)向柱底部損傷對(duì)核電站經(jīng)濟(jì)效益、輻射控制的不利影響。為解決導(dǎo)向柱底部在使用中容易損傷的問(wèn)題，以導(dǎo)向柱及導(dǎo)向柱存放架的尺寸為分析依據(jù)，對(duì)導(dǎo)向柱底部提出保護(hù)技術(shù)的研究，設(shè)計(jì)導(dǎo)向柱底部保護(hù)工裝即保護(hù)套。該保護(hù)套具有質(zhì)量輕、穩(wěn)定性好、制造成本低的特點(diǎn)，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證本保護(hù)技術(shù)的可行性，可在同類型機(jī)組推廣使用，其推廣價(jià)值不言而喻。

關(guān)鍵詞：導(dǎo)向柱;導(dǎo)向柱存放架;保護(hù)套

1? 緒論

1.1? 前言

反應(yīng)堆壓力容器是一個(gè)能維持控制核裂變的反應(yīng)裝置，反應(yīng)堆壓力容器分為壓力容器本體及壓力容器頂蓋（簡(jiǎn)稱頂蓋）兩大部分，主要用于實(shí)現(xiàn)燃料安裝與拆卸的功能。壓力容器導(dǎo)向柱（簡(jiǎn)稱導(dǎo)向柱）用于頂蓋吊出、吊入壓力容器本體時(shí)，控制頂蓋運(yùn)動(dòng)方向以及角度的裝置，以保證頂蓋能夠準(zhǔn)確落位或移出壓力容器本體，是頂蓋安全吊入與吊出壓力容器本體工作的重要設(shè)備之一。

1.2? 本文主要研究?jī)?nèi)容

導(dǎo)向柱使用后需就位至導(dǎo)向柱存放架上（簡(jiǎn)稱存放架）。環(huán)吊吊裝導(dǎo)向柱落位至存放架時(shí)，需要時(shí)刻保持定位精確，一旦定位精確度不足，容易使導(dǎo)向柱底部與存放架發(fā)生碰撞，致使導(dǎo)向柱底部損傷、損壞。故本文主要從導(dǎo)向柱保護(hù)技術(shù)研究的角度出發(fā)，研制導(dǎo)向柱保護(hù)工裝，使導(dǎo)向柱在吊入或吊出存放架時(shí)，導(dǎo)向柱保護(hù)工裝起到保護(hù)導(dǎo)向柱底部的作用，避免與存放架磕碰，產(chǎn)生損傷、損壞現(xiàn)象。

2? 導(dǎo)向柱底部易發(fā)生損傷原因分析及影響

2.1? 導(dǎo)向柱底部易發(fā)生損傷原因分析

存放架下部支撐（簡(jiǎn)稱下部支撐）安裝在反應(yīng)堆水池的不銹鋼平面上，存放架上部支撐（簡(jiǎn)稱上部支撐）安裝在反應(yīng)堆水池不銹鋼池壁上，上部支撐與下部支撐的距離約為4米，導(dǎo)向柱與上部支撐間可調(diào)整圓周間隙為2.3mm，使用環(huán)吊將導(dǎo)向柱吊入存放架時(shí)需要保證導(dǎo)向柱最底部高出上部支撐表面才能就位至存放架上。起重指揮站在反應(yīng)堆水池下部支撐位置，通過(guò)仰視觀察導(dǎo)向柱與上部支撐的對(duì)中情況，肉眼判斷對(duì)中情況的好壞并進(jìn)行調(diào)整，主觀因素影響較大，容易發(fā)生人因失誤，當(dāng)肉眼判斷不夠準(zhǔn)確時(shí)，容易使導(dǎo)向柱與存放架產(chǎn)生碰撞致使導(dǎo)向柱底部產(chǎn)生損傷。

2.2導(dǎo)向柱底部發(fā)生損傷后的影響

壓力容器本體主螺栓孔內(nèi)安裝導(dǎo)向套后，導(dǎo)向柱安裝至導(dǎo)向套內(nèi)，起到對(duì)壓力容器頂蓋落位及移出壓力容器本體時(shí)導(dǎo)向的作用。故可知導(dǎo)向柱是壓力容器頂蓋落位及移出的關(guān)鍵設(shè)備之一。頂蓋的順利落位和移出是核電站換料周期的關(guān)鍵路徑，導(dǎo)向柱的好壞直接影響關(guān)鍵路徑工作的工期。

導(dǎo)向柱底部與導(dǎo)向套的配合間隙圓周方面上為0.025mm，其配合間隙極小。一旦導(dǎo)向柱底部發(fā)生碰撞產(chǎn)生損傷，很大程度上將導(dǎo)致導(dǎo)向柱無(wú)法安裝至導(dǎo)向套內(nèi)，影響其使用功能。常規(guī)措施是調(diào)用其他同類型核電站機(jī)組的導(dǎo)向柱至事發(fā)核電站現(xiàn)場(chǎng)，代替損壞的導(dǎo)向柱完成主線工作，將影響關(guān)鍵路徑的損失降低至最小。但其影響仍然存在：

第一，調(diào)用其他核電站導(dǎo)向柱，其運(yùn)輸、到場(chǎng)檢查、引入等一系列工作均占用關(guān)鍵路徑工期，帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失較大。

第二，導(dǎo)向柱的制造精度極高，制造周期較長(zhǎng)，一旦發(fā)生導(dǎo)向柱損壞并無(wú)法修復(fù)的工況，需重新制造導(dǎo)向柱，亦耗費(fèi)資源、資金，不利于經(jīng)濟(jì)效益。

第三，導(dǎo)向柱相關(guān)施工所處的施工環(huán)境為反應(yīng)堆水池底部，施工環(huán)境劑量高，不論導(dǎo)向柱損傷的情況是否嚴(yán)重，勢(shì)必會(huì)影響導(dǎo)向柱相關(guān)施工所需的常規(guī)工期，增大了集體輻射劑量的吸收，不利于輻射防護(hù)控制。

為了降低導(dǎo)向柱發(fā)生質(zhì)量事件的概率，對(duì)導(dǎo)向柱保護(hù)技術(shù)的研究是非常有必要的。

3? 導(dǎo)向柱底部保護(hù)技術(shù)研究

3.1導(dǎo)向柱保護(hù)技術(shù)原理分析

導(dǎo)向柱與存放架配合方式為導(dǎo)向柱底部與下部支撐配合，導(dǎo)向柱本體與上部支撐配合。當(dāng)導(dǎo)向柱底部進(jìn)入下部支撐時(shí)，導(dǎo)向柱本體與上部支撐配合可調(diào)整圓周間隙小于導(dǎo)向柱底部與下部支撐配合可調(diào)整的圓周間隙，故可以得出導(dǎo)向柱本體安全進(jìn)入上部支撐后，在導(dǎo)向柱下降就位過(guò)程中，將不會(huì)發(fā)生導(dǎo)向柱底部與下部支撐碰撞的工況。

為解決導(dǎo)向柱底部可能發(fā)生碰撞問(wèn)題，可設(shè)計(jì)一套導(dǎo)向柱底部保護(hù)工裝，在導(dǎo)向柱底部就位進(jìn)入或移出上部支撐時(shí)起到保護(hù)及導(dǎo)向作用，保證導(dǎo)向柱底部時(shí)刻處于防護(hù)狀態(tài)，降低導(dǎo)向柱底部損傷、損壞概率的發(fā)生。

3.2導(dǎo)向柱底部保護(hù)工裝設(shè)計(jì)方案

根據(jù)導(dǎo)向柱的設(shè)計(jì)圖，可設(shè)計(jì)一個(gè)聯(lián)結(jié)件和一個(gè)保護(hù)套安裝至導(dǎo)向柱底部，參見(jiàn)右圖。

聯(lián)結(jié)件功能主要用于將保護(hù)套安裝至導(dǎo)向柱底部，導(dǎo)向柱底部設(shè)計(jì)有M20的螺紋孔，故聯(lián)結(jié)件一端需設(shè)計(jì)成M20的螺桿用于與導(dǎo)向柱底部螺紋孔配合，而聯(lián)結(jié)件的另一端需設(shè)計(jì)成外螺紋用于連接保護(hù)套，以便可以將保護(hù)套安裝至導(dǎo)向柱底部。

保護(hù)套的設(shè)計(jì)需要考慮導(dǎo)向柱底部落位至存放架時(shí)的導(dǎo)向、定位及保護(hù)作用，故保護(hù)套需設(shè)計(jì)成倒錐形起到導(dǎo)向作用。同時(shí)保護(hù)套的最大直徑應(yīng)保持與導(dǎo)向柱最大直徑尺寸一致，用以控制導(dǎo)向柱就位導(dǎo)向架存放架時(shí)的定位精度。保護(hù)套底部可設(shè)計(jì)成正方形，便于保護(hù)套手動(dòng)旋入聯(lián)結(jié)件上。

設(shè)計(jì)本身亦考慮了導(dǎo)向柱的現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境，根據(jù)反應(yīng)堆水池底部輻射劑量大，不方便操作的特點(diǎn)，可選用聚四氟乙烯材料作為聯(lián)結(jié)件和保護(hù)套的制造材料。聚四氟乙烯材料制成的聯(lián)結(jié)件和保護(hù)套具有如下優(yōu)點(diǎn)：

第一，具有質(zhì)量輕，便于施工現(xiàn)場(chǎng)操作人員手動(dòng)安裝，方便快捷，降低操作時(shí)間。

第二，聚四氟乙烯材料具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐蝕性、密封性、高潤(rùn)滑不粘性等特點(diǎn)，故使用其制造的保護(hù)套不會(huì)對(duì)不銹鋼產(chǎn)生污染，同時(shí)使用其制造的聯(lián)結(jié)件螺桿在使用時(shí)不會(huì)對(duì)導(dǎo)向柱底部的內(nèi)螺紋產(chǎn)生損傷。

第三，使用聚四氟乙烯材料制造的保護(hù)套和聯(lián)結(jié)件成本低廉，可大批量制造，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)發(fā)現(xiàn)不可再次循環(huán)使用后，可作為廢物進(jìn)行處理。

根據(jù)上述分析可知，選用聚四氟乙烯材料并根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸制造的保護(hù)套，能夠達(dá)到導(dǎo)向柱就位或移出存放架時(shí)導(dǎo)向、定位及保護(hù)的功能。

4? 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)導(dǎo)向柱在施工現(xiàn)場(chǎng)的使用工況進(jìn)行分析，其在就位或移出存放架時(shí)易發(fā)生導(dǎo)向柱底部磕碰損傷，進(jìn)而影響核電現(xiàn)場(chǎng)換料周期關(guān)鍵路徑，產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)損失及增加了集體輻射劑量的吸收，不利于輻射控制。故根據(jù)導(dǎo)向柱與存放架的設(shè)計(jì)尺寸及其使用的施工環(huán)境等多方面因素設(shè)計(jì)一套導(dǎo)向柱底部保護(hù)工裝，可從根本上解決導(dǎo)向柱底部磕碰損傷的問(wèn)題，最大程度上避免了人因失誤而導(dǎo)致的導(dǎo)向柱底部損傷問(wèn)題，可以達(dá)到了保護(hù)目的。同時(shí)，該保護(hù)工裝制造成本低廉，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)使用驗(yàn)證后，可在同類型機(jī)組推廣使用，其推廣價(jià)值是極其有意的。