“華龍一號(hào)”裝卸料機(jī)研制

李 軍,孫明波,甘 林,張 平

(西安核設(shè)備有限公司,陜西 西安 710021)

2017年9月14日，由中核集團(tuán)自主設(shè)計(jì)的“華龍一號(hào)”核電裝卸料機(jī)，成功通過(guò)了出廠驗(yàn)收。這標(biāo)志著中核集團(tuán)已具備完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第三代 “華龍一號(hào)”核電裝卸料機(jī)自主設(shè)計(jì)、自主制造能力，實(shí)現(xiàn)了核電裝備全球首臺(tái) “華龍一號(hào)”裝卸料機(jī)零的突破，使我國(guó)核電裝備能力又邁上一個(gè)新臺(tái)階。

裝卸料機(jī)是核電站反應(yīng)堆核燃料操作與貯存(RFH)系統(tǒng)的核心設(shè)備，工作于反應(yīng)堆水池上方，其主要功能是在停堆換料期間，在水下裝卸具有高放射性的核燃料組件，并能在堆芯和燃料轉(zhuǎn)運(yùn)裝置或堆內(nèi)燃料暫存架之間輸送和裝卸燃料組件，也可在設(shè)備上用各種手動(dòng)工具進(jìn)行與換料有關(guān)的水下遠(yuǎn)距離操作，最終安全可靠地完成堆芯燃料組件更換和倒換作業(yè)。首臺(tái) “華龍一號(hào)”核電裝卸料機(jī)全景結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

裝卸料機(jī)在反應(yīng)堆中直接操作具有高放射性的核燃料組件，其對(duì)運(yùn)行的平穩(wěn)性、對(duì)燃料組件定位的準(zhǔn)確性以及抓取動(dòng)作的可靠性要求十分嚴(yán)格，因此裝卸料機(jī)在運(yùn)行、定位、抓取動(dòng)作等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的精度要求很高。影響其精度的因素較多，抓住影響設(shè)備精度的關(guān)鍵點(diǎn)，既可以在加工制造過(guò)程中對(duì)關(guān)鍵零部件精度進(jìn)行把控，也可以通過(guò)積累安裝調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，在安裝調(diào)試過(guò)程消除累計(jì)誤差，以達(dá)到設(shè)備精度要求。

圖1 首臺(tái) “華龍一號(hào)”核電裝卸料機(jī)全景結(jié)構(gòu)圖Fig.1 The panoramic structure of first HPR1000 nuclear power refueling machine

“華龍一號(hào)”核電裝卸料機(jī)整體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)延續(xù)了以往二代加改進(jìn)型 (M310)裝卸料機(jī)的設(shè)計(jì)，只是在主起升機(jī)構(gòu)及內(nèi)外套筒等部件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)上大的改動(dòng)。因此，“華龍一號(hào)”核電裝卸料機(jī)研制，在基于以往項(xiàng)目中已掌握的成熟技術(shù)之上，吸收了核電現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備安裝調(diào)試及運(yùn)行期間的經(jīng)驗(yàn)反饋，針對(duì)其關(guān)鍵零部件結(jié)構(gòu)制造技術(shù)和調(diào)試技術(shù)進(jìn)行了深入剖析、研究，對(duì)各關(guān)鍵控制要點(diǎn)、難點(diǎn)提出了更為有效的改進(jìn)措施和優(yōu)化方案。

1 關(guān)鍵零部件的工藝分析與改進(jìn)

1.1 大車主梁的工藝改進(jìn)

大車主梁為板焊的偏軌梁結(jié)構(gòu)，作為承載的主要部件，小車的運(yùn)行軌道安裝在大車主梁的上翼緣板上，之前在安裝小車軌道時(shí)，是以上翼緣板寬度分出中心線同時(shí)兼顧主腹板的中心來(lái)確定小車軌道安裝中心的。在某核電現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)小車在堆芯標(biāo)定后，運(yùn)行到堆芯末端時(shí)，在X軸方向會(huì)有2 mm的偏差，導(dǎo)致小車軌道和和大車車輪端面不垂直、有夾角。在后來(lái)的原因分析中，發(fā)現(xiàn)小車軌道的安裝基準(zhǔn)是導(dǎo)致此問(wèn)題發(fā)生的關(guān)鍵。

改進(jìn)措施:在主梁整體加工與端梁的安裝面、安裝孔的同時(shí)，分別在安裝小車導(dǎo)向軌的主梁上翼緣板的兩端部側(cè)面加工200 mm長(zhǎng)、0.5 mm深的兩段小平面，且要保證兩端的小平面在同一平面上，該平面作為安裝小車運(yùn)行軌道的基準(zhǔn)面，這樣徹底解決了小車運(yùn)行軌道和大車車輪端面有夾角的問(wèn)題，為后面的堆芯定位調(diào)試消除了隱患。大車主梁安裝小車軌道基準(zhǔn)面效果圖如圖2所示。

圖2 大車主梁安裝小車軌道基準(zhǔn)面效果圖Fig.2 Picture of reference plane for trolley track installation oncrane girder

1.2 塔架和鋼架結(jié)構(gòu)的工藝改進(jìn)

塔架是上方下圓的焊接構(gòu)件，鋼架結(jié)構(gòu)是由型鋼組焊而成的框式焊接結(jié)構(gòu)件;鋼架結(jié)構(gòu)、塔架分別通過(guò)各自的四個(gè)角支承安裝板用螺栓連接組裝成一體。鋼架結(jié)構(gòu)上面安裝有主起升電機(jī)減速機(jī)、鋼絲繩卷筒、吊點(diǎn)支架等。伸縮套筒通過(guò)兩根鋼絲繩，豎直懸掛于鋼絲繩卷筒上。之前安裝板是單件直接加工螺栓孔后焊于兩個(gè)構(gòu)件，導(dǎo)致塔架與鋼架結(jié)構(gòu)組裝孔組與回轉(zhuǎn)中心不同心(主起升機(jī)構(gòu)吊點(diǎn)偏斜)，伸縮套筒的吊點(diǎn)不在固定套筒中心，直接影響裝卸料機(jī)抓取燃料組件的精度。

改進(jìn)措施:塔架 (上方下圓)法蘭、安裝板及各安裝孔采用焊后一次裝夾整體加工，保證加工基準(zhǔn)一致性，確保 “上方”與 “下圓”同心(見(jiàn)圖3);鋼架結(jié)構(gòu)也采取焊后整體加工，增加四塊工藝墊板，裝夾后先對(duì)各墊板進(jìn)行加工，并以此為基準(zhǔn)加工各孔組及安裝板平面，保證加工基準(zhǔn)統(tǒng)一、孔組間尺寸關(guān)系正確。安裝后能夠確保伸縮套筒吊點(diǎn)與固定套筒同心 (見(jiàn)圖4)。

圖3 塔架整體加工完成效果圖Fig.3 Picture of tower after machining

圖4 鋼架結(jié)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)圖Fig.4 Picture of steel frame structure

1.3 小車架的工藝改進(jìn)

小車架法蘭是安裝齒輪回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、固定套筒和主起升塔架的基礎(chǔ)，其加工精度將直接影響齒輪回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、固定套筒和主起升塔架安裝精度。

小車架整體加工時(shí)是以法蘭面與車輪軸承孔為基準(zhǔn)加工，而組裝完成后測(cè)量小車法蘭平面度，是以小車架4個(gè)車輪最低點(diǎn)為測(cè)量基準(zhǔn) (車輪組裝存在的微小偏差在圖紙公差范圍內(nèi)可忽略不計(jì))，加工和安裝基準(zhǔn)不一致是產(chǎn)生小車法蘭平面度達(dá)不到要求的根本原因。

改進(jìn)措施:小車架整體一次加工時(shí)，法蘭臺(tái)階面按上偏差加工 (工藝性留量1 mm)，在焊接完小車臺(tái)面板踢腳板，以及小車車輪、車軸等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝完成后，以4個(gè)車輪最低點(diǎn)為基準(zhǔn)找正，去高點(diǎn)進(jìn)行二次加工，保證水平度 (≤0.05 mm)要求。這樣將小車在安裝過(guò)程中的累積誤差在一點(diǎn)上消除，為后續(xù)安裝調(diào)試消除了隱患。

1.4 固定套筒的工藝改進(jìn)

固定套筒通過(guò)齒輪旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝在小車上，為伸縮套筒提供導(dǎo)向和支承，并保持伸縮套筒處于鉛垂?fàn)顟B(tài)。在固定套筒的下端安裝燃料組件導(dǎo)向裝置，以限制燃料組件的側(cè)向擺動(dòng)，并防止燃料組件與導(dǎo)向輪接觸，避免燃料組件損傷。因此，固定套筒是裝卸料機(jī)最為關(guān)鍵、最為重要的部件，它的加工精度對(duì)伸縮套筒的運(yùn)行狀況直接影響，直接決定裝卸料機(jī)的性能。

改進(jìn)措施:為了保證后續(xù)整體加工精度和使用要求，筒身首次采用不銹鋼無(wú)縫鋼管 (規(guī)格φ459mm×8，如圖5所示)，屬于大直徑薄壁管件，全長(zhǎng)10 000 mm，直線度≤2.5 mm;為了避免多次周轉(zhuǎn)、找正帶來(lái)的誤差累計(jì)，確?；鶞?zhǔn)統(tǒng)一性，法蘭上各孔與卡箍、筒身一起在大型數(shù)控龍門鏜銑床上加工;設(shè)計(jì)了角度分度工裝、尾部夾持工裝等，用于工件翻轉(zhuǎn)角度并作為翻轉(zhuǎn)后找正加工基準(zhǔn)，確?？?、型面的對(duì)稱度及角度位置的正確;加工法蘭兩端面時(shí)，給兩面均留一定余量，待整體加工完畢后，以兩側(cè)導(dǎo)向輪安裝面為基準(zhǔn)修整法蘭兩端面，保證垂直度 (≤0.2 mm)要求，這樣把所有的累計(jì)誤差集中在一點(diǎn)予以消除，徹底解決法蘭端面與套筒卡箍安裝面的垂直度超差問(wèn)題，保證設(shè)計(jì)要求。

圖5 不銹鋼無(wú)縫鋼管圖Fig.5 Stainless steel seamless tube

1.5 支承套管的工藝改進(jìn)

伸縮套筒各零部件加工精度高，裝配精度也高，它直接影響抓具抓爪抓取組件的精度。支承套管長(zhǎng)度6 768 mm(規(guī)格φ108 mm×4)，屬于細(xì)長(zhǎng)柔性件，在沒(méi)有支撐的情況下，自身重量將使其彎曲變形。因運(yùn)輸時(shí)采用臥式包裝運(yùn)輸，支承套管安裝于伸縮套筒內(nèi)通過(guò)兩端法蘭連接后，中間沒(méi)有有效支撐，會(huì)因自身重量使其彎曲變形，在核電現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試期間發(fā)現(xiàn)抓爪抓取組件有偏斜的問(wèn)題。

改進(jìn)措施:在安裝支承套管的長(zhǎng)度最中間位置的伸縮套筒管壁上開(kāi)4個(gè)螺紋孔 (此開(kāi)孔過(guò)程在伸縮套筒整體機(jī)加工階段完成)，另外加工4個(gè)尼龍棒 (一端部加工成弧形)和螺紋套，按圖6所示安裝后用開(kāi)口銷鎖緊，在運(yùn)至核電現(xiàn)場(chǎng)后，安裝期間給予拆除。

圖6 支承套管運(yùn)輸支撐圖Fig.6 Supporting sleeve diagram

1.6 懸吊頭結(jié)構(gòu)的優(yōu)化改進(jìn)

伸縮套筒懸吊頭上部通過(guò)兩個(gè)對(duì)稱的滑輪與主起升卷筒鋼絲繩連接，下部與伸縮套筒上法蘭連接，是整個(gè)伸縮套筒升降運(yùn)行承上啟下的一個(gè)關(guān)鍵部件。

懸吊頭整體為焊接結(jié)構(gòu)形式，在焊后整體機(jī)加工時(shí)，由于左、右支板內(nèi)側(cè)面與理論中心有對(duì)稱度和垂直度要求，且左、右支板上半段沒(méi)有支承 (空間結(jié)構(gòu)所限)，導(dǎo)致在加工過(guò)程中，由于加工應(yīng)力釋放，左、右支板整體向內(nèi)側(cè)傾斜，加工無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行，只能對(duì)其進(jìn)行校形后，再采取小切削量、多道加工的工藝，勉強(qiáng)保證了圖紙尺寸和精度要求。

改進(jìn)措施:將左、右支板焊接結(jié)構(gòu)形式優(yōu)化改成圖7的螺釘連接結(jié)構(gòu)形式，左、右支板單件按圖數(shù)控精密加工成品 (下端改成凸臺(tái)結(jié)構(gòu))，將上、下支板按工藝要求單件留量后組焊成一體進(jìn)行數(shù)控精密機(jī)加工 (上支板兩側(cè)面改成凹槽止口結(jié)構(gòu))，保證各位置精度和相關(guān)尺寸 (形位)公差要求，最后將左、右支板與上、下支板一體件組裝成懸吊頭部件，保證最終的設(shè)計(jì)圖紙要求。

2 系統(tǒng)化安裝與調(diào)試

圖7 懸吊頭結(jié)構(gòu)優(yōu)化圖Fig.7 Structural optimization of the suspension head

機(jī)械設(shè)備的安裝、調(diào)試和試驗(yàn)是最終決定設(shè)備性能的重要過(guò)程。在安裝、調(diào)試、試驗(yàn)前，首先針對(duì)設(shè)備的設(shè)計(jì)圖紙、規(guī)格書及檢驗(yàn)技術(shù)條件，編制有相應(yīng)的安裝調(diào)試規(guī)范、試驗(yàn)細(xì)則等指導(dǎo)性文件，并以此規(guī)范反向指導(dǎo)設(shè)備的加工制造，對(duì)每一個(gè)安裝、調(diào)試環(huán)節(jié)進(jìn)行控制。操作人員嚴(yán)格按步驟執(zhí)行安裝、調(diào)試，檢驗(yàn)人員給予配合并對(duì)每一重要控制點(diǎn)進(jìn)行嚴(yán)格測(cè)量、記錄，操作人員在每步測(cè)量合格后方可進(jìn)行下一步驟，確保安裝調(diào)試的規(guī)范化、系統(tǒng)化，做到有據(jù)可依，有據(jù)可查。

2.1 試驗(yàn)臺(tái)架的改造

試驗(yàn)臺(tái)架作為裝卸料機(jī)研制的重要保障設(shè)施，裝卸料機(jī)在制造完成后必須在試驗(yàn)臺(tái)架上進(jìn)行整機(jī)安裝、調(diào)試及模擬試驗(yàn)，對(duì)裝卸料機(jī)的整體性能進(jìn)行驗(yàn)證，確保各功能的可靠、安全。

“華龍一號(hào)”裝卸料機(jī)的大車軌道跨距及堆芯等各工位點(diǎn)的標(biāo)高均大于曾為方家山裝卸料機(jī)(M310堆型)建設(shè)的原有試驗(yàn)臺(tái)架，本著經(jīng)濟(jì)性和適用性原則，在原有試驗(yàn)水池內(nèi)部結(jié)構(gòu)及預(yù)埋板不能破壞的前提下，為了滿足 “華龍一號(hào)”裝卸料機(jī)調(diào)試、試驗(yàn)的需求，故對(duì)其試驗(yàn)臺(tái)架進(jìn)行了相應(yīng)的改造:在水池兩旁架設(shè)兩根箱型梁，將大車跨距拉大、起升高度提高，在箱型梁上安裝大車運(yùn)行軌道及其他附件，箱型梁外側(cè)設(shè)置鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)，用于安置大車拖鏈，并作為設(shè)備安裝操作平臺(tái)，平臺(tái)設(shè)有上下樓梯、外側(cè)護(hù)欄等。改造后的效果圖如圖8所示。

2.2 小車軌道的安裝及直線度、水平度的調(diào)試

圖8 試驗(yàn)臺(tái)架改造效果圖Fig.8 The test platform after reconstruction

小車軌道安裝于大車兩根主梁的上蓋板上，小車運(yùn)行于軌道之上，軌道直線度直接影響小車是否延正Y方向運(yùn)行，小車軌道水平度影響固定套筒在小車運(yùn)行區(qū)域內(nèi)是否一直保持鉛垂?fàn)顟B(tài)(即Y方向)。

小車軌道全長(zhǎng)9 070 mm，直線度要求≤0.2 mm/m，總長(zhǎng)≤0.5 mm，要求非常嚴(yán)格，為確保精度，安裝過(guò)程中設(shè)計(jì)了專用調(diào)整工裝，分段進(jìn)行調(diào)整 (見(jiàn)圖9)。使用傳統(tǒng)拉鉬絲檢測(cè)直線度的同時(shí)，申請(qǐng)采購(gòu)了10 m平尺，與之相結(jié)合準(zhǔn)確測(cè)量小車軌道直線度。

圖9 小車軌道安裝調(diào)整圖Fig.9 Adjustment for trolley track installation

裝卸料機(jī)原設(shè)計(jì)文件要求小車軌道上拱度3 mm，在調(diào)試過(guò)程中，當(dāng)組件在堆芯底板處于不同位置時(shí)，抓具對(duì)中精度總是產(chǎn)生偏差，直接影響裝卸料機(jī)精度。

為保證小車在運(yùn)行時(shí)，固定套筒在任何位置都能保持鉛垂?fàn)顟B(tài)，確保抓具對(duì)中精度的要求，小車軌道的軌頂基本調(diào)整在同一水平面上，水平標(biāo)高偏差≤0.2 mm，并申請(qǐng)采購(gòu)精度更高的萊卡精準(zhǔn)儀 (精度0.01 mm)，以確保測(cè)量精度。

2.3 燃料組件導(dǎo)向裝置的安裝調(diào)試

燃料組件導(dǎo)向板安裝于固定套筒內(nèi)，導(dǎo)向板與燃料組件之間的間隙參考值為1.5～3.5 mm，在抓具抓起燃料組件進(jìn)行升降運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)組件起導(dǎo)向作用，并在大、小車運(yùn)動(dòng)時(shí)防止燃料組件在固定套筒內(nèi)產(chǎn)生較大晃動(dòng);因原燃料組件導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)在安裝時(shí)幾乎無(wú)法調(diào)整，加上導(dǎo)軌本身為角鋼形式，長(zhǎng)度長(zhǎng) (3 695 mm)、剛性差，在加工、焊接后極易變形，導(dǎo)軌本身存有偏差，且伸縮套筒姿態(tài)處于實(shí)時(shí)變化狀態(tài)，使燃料組件與燃料導(dǎo)向板容易產(chǎn)生刮蹭。

改進(jìn)措施:對(duì)原結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了優(yōu)化 (見(jiàn)圖10)，增加圓柱形調(diào)整墊塊，調(diào)整墊塊與導(dǎo)軌按圖位置焊牢，支撐螺桿僅與墊塊點(diǎn)焊固定。安裝調(diào)整時(shí)，根據(jù)抓具裝導(dǎo)向銷的那塊板和燃料導(dǎo)向板的兩個(gè)面之間的距離差進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)差值超過(guò)2 mm時(shí)應(yīng)把燃料導(dǎo)向板拆下來(lái)，通過(guò)調(diào)整支撐螺桿與墊塊的位置，可調(diào)節(jié)導(dǎo)軌各個(gè)方向的位置，位置調(diào)整完成后焊牢，徹底避免了燃料組件與導(dǎo)向板的刮蹭磕碰問(wèn)題，保證設(shè)計(jì)要求。

圖10 燃料組件導(dǎo)向裝置新舊結(jié)構(gòu)比對(duì)圖Fig.10 Comparison between new and old structure of the guiding system in the fuel assembly

2.4 伸縮套筒的安裝調(diào)試

伸縮套筒在固定套筒內(nèi)進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)，抓具安裝于其下部位置，伸縮套筒是否在鉛垂方向運(yùn)動(dòng)直接影響抓具對(duì)中精度。

伸縮套筒在調(diào)試過(guò)程中應(yīng)先將平衡梁調(diào)平使之沒(méi)有出現(xiàn)傾斜狀態(tài)。在調(diào)試前應(yīng)預(yù)先測(cè)固定套筒的鉛垂度 (固定套筒處于0°位置和旋轉(zhuǎn)后的鉛垂度)，鉛垂度始終應(yīng)保證在1.5 mm內(nèi)。套筒沒(méi)有旋轉(zhuǎn)之前的精度和固定套筒的加工精度有關(guān)，可通過(guò)固定套筒和齒輪面加墊片實(shí)現(xiàn)。旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的鉛垂度和齒輪面的水平度有關(guān)。而影響齒輪面精度與大小車軌道和齒輪自身安裝基面有關(guān)，因此在安裝過(guò)程中大小車軌道及齒輪安裝基準(zhǔn)面一定要滿足設(shè)計(jì)圖紙的精度要求。

為了測(cè)試抓具的對(duì)中精度試驗(yàn)和回轉(zhuǎn)精度試驗(yàn)，針對(duì)原有技術(shù)缺陷，專門設(shè)計(jì)制作了一套實(shí)用新型的裝卸料機(jī)扎針試驗(yàn)裝置，該裝置設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單合理緊湊且易安裝，通過(guò)多次試驗(yàn)驗(yàn)證，此扎針試驗(yàn)裝置功能性試驗(yàn)滿足設(shè)計(jì)要求。

2.5 控制系統(tǒng)的優(yōu)化改進(jìn)

在電控系統(tǒng)方面，在原有 (M310堆型)基礎(chǔ)上新開(kāi)發(fā)了一套全自動(dòng)數(shù)字化控制系統(tǒng)，提高了裝卸料的安全和效率，減輕了操作強(qiáng)度。

1)采用雙PLC控制結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行功能和安全功能的隔離，提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性;

2)采用具有集成運(yùn)動(dòng)控制功能的PLC與伺服驅(qū)動(dòng)相結(jié)合的控制方式，通過(guò)系統(tǒng)集成和軟件開(kāi)發(fā)運(yùn)動(dòng)控制一體化，運(yùn)行速度快、定位精度高。

3)開(kāi)發(fā)了運(yùn)行路徑和速度分區(qū)、大小車協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)與自動(dòng)定位算法、大車糾偏以及偏移法換料操作等算法，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

4)電控設(shè)備間的連接采用快速連接器、預(yù)制電纜的安裝方式，避免因線纜端接錯(cuò)誤而損壞設(shè)備，大大提高現(xiàn)場(chǎng)安裝效率。同時(shí)便于元器件和電纜的更換，節(jié)省了后期設(shè)備維護(hù)時(shí)間。

3 試驗(yàn)驗(yàn)證

為了驗(yàn)證 “華龍一號(hào)”核電裝卸料機(jī)能安全可靠和準(zhǔn)確地完成對(duì)燃料組件的操作，并檢測(cè)設(shè)備各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，對(duì)其進(jìn)行了共計(jì)50項(xiàng)嚴(yán)格的功能性測(cè)試試驗(yàn) (包括模擬正常運(yùn)行工況及部分事故工況)，這些試驗(yàn)涵蓋了各個(gè)方面，并在工藝操作上采用了不同的方法真實(shí)模擬了整個(gè)裝卸燃料組件的過(guò)程。

3.1 裝卸料機(jī)的工藝性能

1)能夠穩(wěn)定、可靠和安全地在堆芯區(qū)與轉(zhuǎn)運(yùn)區(qū)之間進(jìn)行燃料組件的轉(zhuǎn)運(yùn);

2)抓具對(duì)燃料組件的抓取和釋放安全可靠;

3)大小車定位系統(tǒng)能準(zhǔn)確地與各軸線位置匹配，顯示精度很高;

4)主提升與大、小車運(yùn)行聯(lián)鎖有效，大、小車自動(dòng)定位準(zhǔn)確;

5)伸縮套筒在帶載和空載情況下的提升限定標(biāo)高可以自動(dòng)識(shí)別，控制系統(tǒng)能自動(dòng)判定并給出在堆芯內(nèi)裝卸燃料組件的方法選擇。

3.2 裝卸料機(jī)的安全性能

1)對(duì)于抓取和釋放燃料組件的功能，在安全方面不僅設(shè)有冗余度，而且還有相應(yīng)的手動(dòng)功能。例如:抓具在抓取或釋放燃料組件時(shí)，必須先解除60 mm的機(jī)械自鎖，控制系統(tǒng)操作才能起作用;當(dāng)抓具本身導(dǎo)向失敗時(shí) (即抓具的導(dǎo)向銷未插入燃料組件的導(dǎo)向孔內(nèi))，控制系統(tǒng)會(huì)因標(biāo)高不滿足要求，即使發(fā)出操作抓具動(dòng)作指令，抓具也不會(huì)動(dòng)作。

2)控制系統(tǒng)可通過(guò)對(duì)提升位置坐標(biāo)的讀取，計(jì)算并自動(dòng)判別那些位置不允許下降，從而有效減少誤操作帶來(lái)的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 完整模擬裝換料工藝操作

真實(shí)地模擬了水下裝換料操作，操作過(guò)程穩(wěn)定、可靠，定位準(zhǔn)確，具備在水下操作、轉(zhuǎn)運(yùn)和更換燃料組件的能力。

4 結(jié)束語(yǔ)

裝卸料機(jī)作為核燃料操作的關(guān)鍵設(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。通過(guò)本次 “華龍一號(hào)”核電裝卸料機(jī)的研制，全面掌握了裝卸料機(jī)關(guān)鍵零部件加工制造技術(shù)、調(diào)試技術(shù)，固化了制造工藝以及各類專用工裝設(shè)計(jì)，歸納出制造、檢測(cè)、安裝、調(diào)試和試驗(yàn)的關(guān)鍵點(diǎn)，理順各環(huán)節(jié)之間相互關(guān)系，形成了具有一定通用性的工藝規(guī)范和安裝調(diào)試試驗(yàn)程序。