反應(yīng)堆壓力容器導(dǎo)向柱有效長度優(yōu)化探索

江浩仁　賈仲林　祝飛

摘 要：反應(yīng)堆壓力容器導(dǎo)向柱用于壓力容器頂蓋和堆內(nèi)構(gòu)件吊裝時導(dǎo)向。由于需求不同，核電廠配置了兩種不同長度的導(dǎo)向柱。文章分析導(dǎo)向柱有效長度，探索出一種長度可調(diào)的導(dǎo)向柱，以達(dá)到縮短工期的效果。

關(guān)鍵詞：導(dǎo)向柱;長度;通用

核電廠為保證在反應(yīng)堆壓力容器頂蓋和堆內(nèi)構(gòu)件吊裝過程中有效規(guī)避磕碰導(dǎo)致設(shè)備損壞的風(fēng)險，配置兩種長度的導(dǎo)向柱——壓力容器頂蓋采用短導(dǎo)向柱吊裝，下部構(gòu)件采用長導(dǎo)向柱吊裝。通過對導(dǎo)向柱有效長度進(jìn)行分析，探索出一種長度可調(diào)的導(dǎo)向柱，不同的吊裝任務(wù)下無需切換，以達(dá)到縮短工期的效果。

1 有效長度測算

1.1 最小間隙

下部構(gòu)件外徑最大處為出口管嘴、輻照樣品架及保護(hù)塊及徑向支承鍵，壓力容器筒體內(nèi)徑最小處分別為下部構(gòu)件支承面上環(huán)形面、下部構(gòu)件支承面下環(huán)形面及下部構(gòu)件出口接管。在下部構(gòu)件外徑最大處經(jīng)過壓力容器內(nèi)徑最小處時，為最小間隙。經(jīng)計算，出口管嘴間隙最小——2.3mm，必須采用導(dǎo)向柱進(jìn)行導(dǎo)向，防止下部構(gòu)件在吊裝過程中晃動導(dǎo)致下部構(gòu)件和壓力容器筒體之間產(chǎn)生磕碰。

1.2 最長長度

短導(dǎo)向柱長度為5465mm，長導(dǎo)向柱長度為9500mm。頂蓋三角吊具于壓力容器頂蓋下端面理論距離為8925mm，導(dǎo)向柱進(jìn)入螺栓孔長度212mm，理論上導(dǎo)向柱的最長長度為9137mm。

1.3 最短長度

下部構(gòu)件徑向支承鍵經(jīng)過下部構(gòu)件支承面上環(huán)形面時，此時起吊高度為8431.02mm，對應(yīng)的導(dǎo)向柱長度為9192.02mm，理論上導(dǎo)向柱的最短長度為9192.02mm。

由上述計算結(jié)果可知，適用于頂蓋吊裝的導(dǎo)向柱最長長度為9137mm，適用于下部構(gòu)件吊裝的導(dǎo)向柱最短長度為9192.02mm。在不降低導(dǎo)向長度的前提下，單一長度規(guī)格的導(dǎo)向柱無法同時滿足頂蓋和下部構(gòu)構(gòu)件吊裝的導(dǎo)向需求。

2 優(yōu)化方向

可以通過設(shè)計一種長度可調(diào)的導(dǎo)向柱以同時滿足頂蓋和下部構(gòu)件吊裝的導(dǎo)向需求?；诂F(xiàn)場工作條件必須滿足以下條件：

（1）確保導(dǎo)向柱長度變化不影響導(dǎo)向柱徑向尺寸變化，進(jìn)而影響導(dǎo)向柱正常導(dǎo)向功能。

（2）導(dǎo)向柱在導(dǎo)向過程中與吊物之間允許存在輕微干涉，故需確保導(dǎo)向柱表面光滑無棱角。

（3）人工操作的便捷性。

（4）進(jìn)行強(qiáng)度校核，確保強(qiáng)度可靠，且不向反應(yīng)堆壓力容器引入其他異物。

方案一：

導(dǎo)向柱由上下兩部分組成。上部內(nèi)置滑塊和跳簧，下部內(nèi)置導(dǎo)向滑軌，上下部連接處設(shè)計為承插結(jié)構(gòu)。

當(dāng)?shù)跹b頂蓋組件時，導(dǎo)向柱處于收縮狀態(tài)，長度設(shè)定為8900mm。當(dāng)?shù)跹b下部構(gòu)件時，通過專用工具壓縮跳簧，提起導(dǎo)向柱上部。上部滑塊沿導(dǎo)軌向上移動，行程設(shè)置為500mm，周向設(shè)置擋塊防止旋轉(zhuǎn)，跳簧到達(dá)導(dǎo)向柱預(yù)留孔位置后彈出。此時導(dǎo)向柱為伸長狀態(tài)，長度設(shè)定為9400mm，徑向外形尺寸保持不變。

方案二：

導(dǎo)向柱由上、下部及芯桿組成。通過格柵連接上部和下部并進(jìn)行輔助導(dǎo)向，下部設(shè)置立式導(dǎo)向槽，芯桿位于上下部中間。芯桿和上部通過螺栓固定，芯桿和下部通過定位螺釘沿導(dǎo)向槽運動，并設(shè)置壓縮彈簧，保證芯桿動作期間不晃動。

當(dāng)?shù)跹b頂蓋組件時，芯桿彈簧被壓縮，導(dǎo)向柱處于收縮狀態(tài)，長度設(shè)定為8900mm。吊裝下部構(gòu)件時，通過松開芯桿和上部的端部連接螺栓，將芯桿螺釘旋出卡槽。在彈簧力作用下，芯桿沿導(dǎo)向槽運動至頂部，旋轉(zhuǎn)芯桿將螺釘旋入卡槽。此時導(dǎo)向柱處于伸長狀態(tài)，長度設(shè)定為9400mm。

設(shè)計要點：

（1）各零部件尺寸的選擇需考慮強(qiáng)度因素。

（2）可通過適當(dāng)設(shè)計改變，將提起方式改變?yōu)橐簤候?qū)動。

（3）為防止行程超出，應(yīng)設(shè)置機(jī)械限位。

3 結(jié)語

優(yōu)化后導(dǎo)向柱對縮短核電廠大修工期有較高的運用價值，本文旨在提供優(yōu)化思路和優(yōu)化方向，進(jìn)行強(qiáng)度校核并經(jīng)設(shè)計單位認(rèn)可后方可進(jìn)行實際運用。

參考文獻(xiàn)：

[1]FQX44101008N00144DD? 反應(yīng)堆壓力容器設(shè)計圖冊（容器部分）.

[2]FQX44201011N00144DD? 下部構(gòu)件圖冊.