裝卸料機(jī)安裝技術(shù)要點(diǎn)

王 偉

（海南核電有限公司 海南昌江）

一、概述

裝卸料機(jī)是核電廠燃料操作與貯存系統(tǒng)（3字代碼為PMC）的關(guān)鍵設(shè)備之一，它能做X、Y、Z，3個坐標(biāo)軸線方向的運(yùn)動，以及作0°～270°范圍內(nèi)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，以完成裝卸和轉(zhuǎn)運(yùn)核燃料組件的任務(wù)。裝卸料機(jī)對定位精度的要求極高，設(shè)計(jì)要求±3 mm。結(jié)合海南昌江核電的裝卸料機(jī)的現(xiàn)場安裝，重點(diǎn)闡述裝卸料機(jī)在安裝過程中的安裝要點(diǎn)和精度控制。

二、裝卸料機(jī)結(jié)構(gòu)

裝卸料機(jī)主要由運(yùn)行軌道、大車及其傳動機(jī)構(gòu)、小車及其傳動機(jī)構(gòu)、塔架機(jī)構(gòu)、固定套筒、伸縮套筒、抓具、定位系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、輔助單軌吊車、電視攝像系統(tǒng)、啜吸檢查裝置、水下照明系統(tǒng)、電氣供電及控制系統(tǒng)等組成。裝卸料機(jī)外形尺寸10.1×4.9×17.9 m，設(shè)備總重（ 包含大車軌道）32 t，大車軌距 7.9 m、行程19.56 m，小車軌距2.2 m、行程5.2 m，主提升行程8.948 m，單軌吊橫向行程8.91 m，單軌吊提升行程15 m，電視攝像桿提升行程4.561 m。

裝卸料機(jī)X方向移動由大車和運(yùn)行軌道來實(shí)現(xiàn)，Y方向移動由小車和運(yùn)行軌道來實(shí)現(xiàn)，Z方向移動由塔架機(jī)構(gòu)驅(qū)動伸縮套筒來實(shí)現(xiàn)，固定套筒為伸縮套筒和燃料組件提供運(yùn)動導(dǎo)向。抓具通過法蘭連接在伸縮套筒的底部，由氣動系統(tǒng)通過氣缸組件來驅(qū)動抓爪與燃料組件上管座嚙合來抓取燃料組件。

三、裝卸料機(jī)安裝

1.安裝流程

對于裝卸料機(jī)的安裝流程，不同單位安裝思路不同，部分部件的安裝順序可能有差別：大車運(yùn)行軌道→大車橋架→小車架→固定套筒→伸縮套筒→上部塔形結(jié)構(gòu)→電源及控制系統(tǒng)→定位編碼器及限位開關(guān)→壓縮空氣系統(tǒng)→固定套筒與伸縮套筒的調(diào)試→輔助單軌吊→電視攝像系統(tǒng)→水下燈系統(tǒng)→其他附件的安裝。

2.工器具

裝卸料機(jī)安裝過程中使用的主要工器具：檢查工具1套用于主提升抓具進(jìn)行重復(fù)定位精度和回轉(zhuǎn)定位精度檢查。

通規(guī)模擬體1個，調(diào)整燃料組件導(dǎo)向裝置間隙用。精密水準(zhǔn)儀1臺，經(jīng)緯儀1套，全站儀2臺，框式水平儀2個，百分表及表座2套，測垂直度用線墜4個，兩用扳手3套，兆歐表1個測量絕緣，萬用表1個。吊帶及卸扣若干，根據(jù)實(shí)際選用，十字螺絲刀3把。

四、裝卸料機(jī)安裝技術(shù)要點(diǎn)

1.運(yùn)行軌道的安裝

（1）技術(shù)要求。運(yùn)行軌道是大車運(yùn)行的路徑，安裝精度直接關(guān)系到裝卸料機(jī)的定位精度，尤其是堆芯區(qū)和轉(zhuǎn)運(yùn)區(qū)，運(yùn)行軌道的安裝精度是裝卸料機(jī)安裝的基礎(chǔ)，必須嚴(yán)格把關(guān)。安裝技術(shù)規(guī)范中對軌道的水平度、直線度、高度差、軌距偏差、接頭處間隙等都有詳細(xì)的要求。

軌道錨固板（底板）安裝應(yīng)平直對中，中心相對于理論中心線位置偏差≤±2 mm。

軌道軌頂標(biāo)高偏差：導(dǎo)向軌在堆芯區(qū)為±0.5 mm，在轉(zhuǎn)運(yùn)區(qū)為±1 mm；非導(dǎo)向軌在堆芯區(qū)為±0.5 mm，在轉(zhuǎn)運(yùn)區(qū)為±1 mm。導(dǎo)向軌和非導(dǎo)向軌同一截面的軌頂標(biāo)高差在堆芯區(qū)≤1 mm，在轉(zhuǎn)運(yùn)區(qū)為≤2 mm。

導(dǎo)向軌與廠房測量標(biāo)記偏差：縱向（廠房90°～270°方向）≤±2 mm，橫向（ 廠房 0°～180°方向）≤±1 mm。

軌道側(cè)面的直線度公差：導(dǎo)向軌在堆芯區(qū)為0.5 mm/2 m，在轉(zhuǎn)運(yùn)區(qū)為1 mm/2 m；非導(dǎo)向軌為2 mm/2 m。導(dǎo)向軌在全長范圍內(nèi)≤±1 mm，非導(dǎo)向軌在全長范圍內(nèi)≤±2 mm。

軌距偏差：在堆芯區(qū)偏差≤±1 mm，在非堆芯區(qū)偏差≤±2 mm。

軌道接頭處：標(biāo)高差≤0.5 mm（并以1∶200的斜度修平）。橫向錯位≤0.2 mm；接頭處間隙0.5～1 mm。

（2）分析。某制造廠內(nèi)試驗(yàn)車間的大車運(yùn)行軌道安裝精度不達(dá)標(biāo)，對裝卸料機(jī)的調(diào)試造成很大的影響，定位精度調(diào)整時很難判斷問題的原因，嚴(yán)重時將出現(xiàn)大車車輪與軌道啃軌、大車溜車、定位不穩(wěn)不準(zhǔn)等狀況。因此，大車運(yùn)行軌道的安裝應(yīng)設(shè)置停工待檢點(diǎn)（以下簡稱H點(diǎn)），以嚴(yán)格控制其安裝精度，并對測量數(shù)據(jù)詳細(xì)記錄備案，為裝卸料機(jī)的調(diào)整提供參考。

如發(fā)現(xiàn)大車軌道任何不滿足精度要求的位置，必須堅(jiān)決無條件的進(jìn)行重新調(diào)整或處理。如果軌道基礎(chǔ)完成3次灌漿，軌道將很難調(diào)整，且不可拆卸（除堆芯區(qū)的可拆卸導(dǎo)向軌外）。如強(qiáng)行打砸基礎(chǔ)，易破壞軌道及緊固部件，將嚴(yán)重影響裝卸料機(jī)的調(diào)試周期和主線計(jì)劃。

2.大車的吊裝

（1）技術(shù)要求。大車橋架吊裝到大車運(yùn)行軌道上后，理論上要求大車軌道垂直側(cè)立面與180°側(cè)大車車輪外側(cè)端面間距離為10 mm，與0°側(cè)大車車輪外側(cè)端面間距離為7.5 mm。

大車導(dǎo)向裝置組件，同一組導(dǎo)向輪的兩個滾輪水平度偏差＜0.1 mm。調(diào)整大車導(dǎo)向輪與導(dǎo)向軌軌道側(cè)立面間隙（間隙參考值為0.3 mm，可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)減?。?，移動大車，確認(rèn)其良好的導(dǎo)向能力后，將導(dǎo)向輪緊固螺釘鎖死。

大車橋架安裝完畢后，檢查小車軌道在全長范圍內(nèi)與堆芯軸線平行度偏差，應(yīng)≤1 mm，如不滿足，應(yīng)對大車橋架進(jìn)行調(diào)整。對小車軌距、小車軌頂標(biāo)高、小車軌道上供度（0～0.5 mm）、小車導(dǎo)向軌側(cè)立面直線度等進(jìn)行檢查并記錄。如不滿足要求，需對大車橋架、小車軌道等進(jìn)行調(diào)整。

（2）分析。國內(nèi)某電廠在大車吊裝作業(yè)時，造成大車主梁彎曲，對裝卸料機(jī)后續(xù)的安裝工作造成很大的影響。大車部件重約18 t，是裝卸料機(jī)最重的部件。大件吊裝應(yīng)受到足夠重視，一時的疏忽大意都可能造成無法挽回的后果，影響設(shè)備安裝和調(diào)試。

3.小車的吊裝

（1）技術(shù)要求。將小車架吊裝到小車運(yùn)行軌道上，盡量將橋架擺正，理論上要求小車軌道垂直側(cè)立面與小車車輪外側(cè)端面間距離相等。

小車導(dǎo)向裝置組件，調(diào)整小車導(dǎo)向輪與導(dǎo)向軌軌道側(cè)立面間隙（間隙參考值為0.2 mm，可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)減小），移動小車，確認(rèn)其良好的導(dǎo)向能力后，將導(dǎo)向輪緊固螺釘鎖死；大、小車初步調(diào)整后，將車移動到堆芯G7坐標(biāo)位置處，通過將直徑1020 mm的圓的圓心投影到堆芯，分別檢查大車、小車在其軸線上的位置，可選擇5～7個點(diǎn)，測量其偏差，偏差值應(yīng)≤±1 mm。

（2）分析。大、小車吊裝調(diào)整完成后，除檢查大、小車的運(yùn)行情況外，應(yīng)對兩者運(yùn)行線路做好檢查，確保其與堆芯軸線相平行，避免出現(xiàn)與軸線交叉的現(xiàn)象。如發(fā)現(xiàn)大、小車運(yùn)行軌跡與堆芯軸線出現(xiàn)交叉，應(yīng)停工檢查，分析原因并解決后才能繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)的安裝工作。

4.固定套筒的吊裝

（1）技術(shù)要求。將齒輪機(jī)構(gòu)安裝在小車架上，用精密水準(zhǔn)儀測量齒輪機(jī)構(gòu)上表面的水平度，偏差要求＜0.1 mm。轉(zhuǎn)動齒輪機(jī)構(gòu)（至少360°），觀察并確認(rèn)齒輪機(jī)構(gòu)上表面的水平度始終＜0.1 mm，同時，記錄被測表面水平度的變化，為后續(xù)主提升機(jī)構(gòu)的調(diào)整提供參考。

檢查固定套筒與齒輪機(jī)構(gòu)的同心度，應(yīng)＜0.5 mm，筒體的鉛垂度應(yīng)＜1.5 mm。選擇6個卡箍面來測量筒體的鉛垂度，并記錄，為固定套筒與伸縮套筒的調(diào)整提供參考。

如固定套筒的鉛垂度不滿足要求，需通過在固定套筒下表面和齒輪機(jī)構(gòu)上表面間增加墊片的方法來調(diào)整，需詳細(xì)記錄增加調(diào)整墊片的位置、規(guī)格和數(shù)量。調(diào)整完成后，固定套筒上法蘭面與塔架法蘭接觸位置的水平度應(yīng)＜0.1 mm。

（2）分析。因固定套筒長度較長，在吊裝過程中，需扎好吊帶，做好安全檢查，防止固定套筒跌落或在吊運(yùn)過程中與其他設(shè)備相碰撞。

齒輪機(jī)構(gòu)的上表面水平度和固定套筒上法蘭面的水平度非常關(guān)鍵，直接影響主提升機(jī)構(gòu)和伸縮套筒定位精度的調(diào)整，必須嚴(yán)格控制。同時，其水平度變化值也須詳細(xì)測繪記錄，為主提升和伸縮套筒的調(diào)整提供數(shù)據(jù)參考。如齒輪機(jī)構(gòu)上表面水平度出現(xiàn)超差，建議檢查小車軌道、小車架與齒輪機(jī)構(gòu)結(jié)合面的水平度、齒輪機(jī)構(gòu)的加工精度等，可酌情對小車架與齒輪機(jī)構(gòu)結(jié)合面進(jìn)行機(jī)加工，保證該面的水平度。

齒輪機(jī)構(gòu)水平度的測量建議設(shè)置H點(diǎn)，嚴(yán)格控制。此外，固定套筒與齒輪機(jī)構(gòu)同心度和固定套筒鉛垂度的調(diào)整也很關(guān)鍵，其影響伸縮套筒與固定套筒的同心度和導(dǎo)向輪間隙調(diào)整，必須詳細(xì)測繪和記錄。

5.伸縮套筒的吊裝

（1）技術(shù)要求。伸縮套筒長度較長且本身的加工精度很高（軌道直線度要求0.25 mm，平行度要求0.06 mm，對稱度要求0.03 mm），在吊裝過程中，對套筒進(jìn)行翻轉(zhuǎn)時應(yīng)防止其與其他設(shè)備發(fā)生碰撞，尤其是軌道部分，且盡量垂直吊裝。

（2）分析。國內(nèi)某電廠曾發(fā)生伸縮套筒在升降運(yùn)動過程中摩擦力過大，調(diào)整一個多月未能得到理想結(jié)果。后經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，伸縮套筒的導(dǎo)軌發(fā)生變形，是由于存儲不當(dāng)引起，在更換新的伸縮套筒后，問題解決。因此，伸縮套筒在運(yùn)輸或存儲過程中，應(yīng)放置在專用的支撐架中，或?qū)⑵涞跗鸨４?，以防止其在存放過程中發(fā)生變形。在吊裝伸縮套筒前，需將固定套筒的導(dǎo)向輪組的間隙調(diào)整到最大值或?qū)?dǎo)向輪組拆除。

6.上部塔架的吊裝

（1）技術(shù)要求。將上部塔架吊裝到固定套筒上，調(diào)整上部塔架法蘭與固定套筒上部法蘭的同心度，應(yīng)≤1 mm。通過調(diào)整法蘭間連接螺栓，使上部塔架筒體鉛垂，并鎖緊螺栓和墊片。用水準(zhǔn)儀檢查塔架下部法蘭與固定套筒上部法蘭配合面的偏差應(yīng)≤±3 mm。

將主提升機(jī)構(gòu)的鋼絲繩穿過伸縮套筒懸吊頭后纏繞固定，并調(diào)整張緊鋼絲繩。注意，在穿鋼絲繩前，應(yīng)將鋼絲繩整體放松拉直，以釋放繩上的扭力。如有條件，在穿完鋼絲繩后，將伸縮套筒吊一晚，以進(jìn)一步釋放鋼絲繩上的力。

（2）分析。主提升機(jī)構(gòu)安裝完成后，應(yīng)檢查主提升機(jī)構(gòu)的吊點(diǎn)是否位于固定套筒法蘭的中心，以此來檢查固定套筒與伸縮套筒的同心度，同時，應(yīng)做好標(biāo)記以防在調(diào)試或運(yùn)行過程中上部塔架移位。只有保證了固定套筒鉛垂度及固定套筒與伸縮套筒的同心度，才能實(shí)現(xiàn)伸縮套筒在固定套筒內(nèi)自由升降，且軌道與固定套筒的導(dǎo)向輪等間隙均勻，利于固定套筒與伸縮套筒的調(diào)整和導(dǎo)向輪間隙的調(diào)整。

7.固定套筒與伸縮套筒的調(diào)整

（1）技術(shù)要求。固定套筒與伸縮套筒（鉛垂的自由狀態(tài)下）軸線同軸度應(yīng)≤2 mm。主提升抓具重復(fù)定位精度在1×1 mm的方框內(nèi)，回轉(zhuǎn)定位精度要求在2×2 mm的方框內(nèi)。

伸縮套筒導(dǎo)軌與導(dǎo)向裝置導(dǎo)向輪總間隙理論值：第1、2組導(dǎo)向裝置為 0.5～1.2 mm；第 3～第6組導(dǎo)向裝置為 0.5～0.8 mm；（導(dǎo)向裝置順序從上而下）。燃料組件導(dǎo)向裝置與組件間隙1.5～3.5 mm，且間隙偏差＜2 mm。

（2）分析。固定套筒與伸縮套筒的調(diào)整是裝卸料機(jī)調(diào)整過程中最難的技術(shù)環(huán)節(jié)之一，也是最為關(guān)鍵的機(jī)械調(diào)整點(diǎn)。裝卸料機(jī)的定位精度能否達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期，一要保證零部件的加工制造精度；二要保證各部件的安裝精度；三是通過固定套筒與伸縮套筒的調(diào)整。隨著裝卸料工藝的進(jìn)步，小靴幫等換料輔助工具得到了廣泛的推廣和應(yīng)用，對裝卸料機(jī)回轉(zhuǎn)定位精度的需求有逐漸削弱的趨勢。

五、結(jié)束語

裝卸料機(jī)作為核燃料操作的重要設(shè)備之一，其安全、高效直接關(guān)系到核安全和機(jī)組大修周期，重要性不言而喻。在保證裝卸料機(jī)各部件加工制造精度的同時，只有嚴(yán)格保證裝卸料機(jī)的安裝精度，才能順利完成裝卸料機(jī)調(diào)試。筆者認(rèn)為裝卸料機(jī)安裝過程中應(yīng)重點(diǎn)控制好大車運(yùn)行軌道的安裝精度、小車齒輪機(jī)構(gòu)上表面水平度、固定套筒上法蘭面的水平度、固定套筒的鉛垂度、固定套筒與伸縮套筒的同心度等重要參數(shù)。