論專用工具的使用在設(shè)備安裝中的重要意義

王蕾

摘 要：本文重點(diǎn)介紹堆芯中子通量系統(tǒng)專用工具在現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中發(fā)揮的重要作用。文中結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工的實(shí)際情況，對(duì)施工過(guò)程中的典型專用工具逐一進(jìn)行介紹，對(duì)比專用工具相對(duì)常規(guī)工具的優(yōu)勢(shì)，分析了沒(méi)有使用專用工具的影響，部分專用工具的作用更是常規(guī)工具所無(wú)法達(dá)到的。在設(shè)備安裝過(guò)程中正確使用專用工具為保證現(xiàn)場(chǎng)施工的質(zhì)量與提高安裝工作效率提供了重要保障。

關(guān)鍵詞：專用工具;堆芯中子通量測(cè)量系統(tǒng);中子通量管

1.前言

CPR1000堆型的堆芯中子通量測(cè)量系統(tǒng)，由50個(gè)通道組成，他們被分成5組，每組十個(gè)通道，每十個(gè)通道配備一只微型裂變室，共5只微型裂變室，各由一臺(tái)機(jī)械-電氣驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)驅(qū)動(dòng)。該系統(tǒng)中中子通量管是用來(lái)保證指套管能夠順利的從反應(yīng)堆堆腔貫穿件側(cè)穿入到壓力容器貫穿件內(nèi)的通道，從而測(cè)量堆芯內(nèi)部中子通量分布數(shù)據(jù)和壓力容器內(nèi)水位。

為了使堆芯中子通量系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備在安裝中達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)的施工精度要求，并且能夠提高施工進(jìn)度，在進(jìn)行堆芯中子通量系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備安裝中使用了多種專用工具。這些專業(yè)工具在設(shè)備安裝中起到了不可或缺的作用。本文重點(diǎn)講述了幾種專用工具的使用及其優(yōu)勢(shì)，從而體現(xiàn)了在進(jìn)行核島設(shè)備安裝時(shí)使用專用工具所帶來(lái)的重要意義。

2.中子通量系統(tǒng)專用工具的使用

2.1 中子通量管焊接支撐工具

在壓力容器就位前通過(guò)環(huán)吊引入反應(yīng)堆堆腔中子通量管支架和過(guò)渡支撐結(jié)構(gòu)，壓力容器安裝在反應(yīng)堆堆腔，將反應(yīng)堆堆腔中子通量管支架臨時(shí)就位在反應(yīng)堆堆腔的鋼平臺(tái)上，隨著中子通量管的引入，在反應(yīng)堆堆腔中子通量管支架上安裝帶有PVC保護(hù)的臨時(shí)支架管，用于臨時(shí)固定中子通量管，并確保中子通量管和臨時(shí)支架管之間沒(méi)有接觸，在第一層中子通量管（最低層）全部引入后，使用臨時(shí)支架管將第二層過(guò)渡支撐結(jié)構(gòu)臨時(shí)就位在安裝位置。

將中子通量管焊接支撐工具固定在中子通量管貫穿件堆腔側(cè)的地面上，調(diào)整支架確保中子通量管處于正確的軸線位置和標(biāo)高。該處提到中子通量管焊接支撐工具即為專用工具，其作用是保證中子通量管在焊接時(shí)處于正確的標(biāo)高與位置。該工具設(shè)計(jì)為多層的組合件，可以根據(jù)中子通量管的引入和焊接進(jìn)度逐步按層安裝與拆除。

在進(jìn)行中子通量管安裝、焊接過(guò)程中，如不能保證中子通量管處于正確的標(biāo)高與軸線位置，將導(dǎo)致指套管不能夠順利的從反應(yīng)堆堆腔貫穿件側(cè)穿入到壓力容器貫穿件內(nèi)，從而可能無(wú)法測(cè)量堆芯內(nèi)部中子通量分布數(shù)據(jù)和壓力容器內(nèi)的水位。故在進(jìn)行中子通量管與壓力容器貫穿件管組對(duì)、焊接時(shí)保證其處于正確的標(biāo)高與軸線位置是非常重要的。

相對(duì)于常規(guī)工具的優(yōu)勢(shì)：常規(guī)做法只能通過(guò)腳手架或者其他架子來(lái)進(jìn)行控制，但并不能精確的將中子通量管控制在理論標(biāo)高與軸線位置上。而中子通量管焊接支撐工具不同，該工具是模擬貫穿件的功能，層間和管卡二方面起到定位中子通量管的作用，使中子通量管能夠按照安裝位置正確就位，確保中子通量管的安裝精度，故該專用工具在中子通量管安裝中是不可缺少的。

2.2壓力容器貫穿件管檢查測(cè)規(guī)

在壓力容器貫穿件管與中子通量管焊接前，需要對(duì)壓力容器貫穿件管的內(nèi)徑和直線度進(jìn)行檢查。用專用測(cè)規(guī)檢查壓力容器貫穿件管的內(nèi)徑和直線度，通過(guò)為合格。

檢查壓力容器貫穿件的內(nèi)徑和直線度也是為了保證指套管能夠順利的穿過(guò)壓力容器貫穿件進(jìn)入壓力容器內(nèi)部，故此項(xiàng)檢查起著至關(guān)重要的作用。

相對(duì)于常規(guī)工具的優(yōu)勢(shì)：由于壓力容器貫穿件長(zhǎng)超過(guò)1m，且內(nèi)徑尺寸非標(biāo)準(zhǔn)尺寸，無(wú)對(duì)應(yīng)常用工具，且使用常規(guī)工具無(wú)法同時(shí)檢查小管的內(nèi)徑和直線度。該測(cè)規(guī)作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的量塊，用來(lái)檢查需要檢查的設(shè)備，既解決了無(wú)法測(cè)量小管徑內(nèi)直線度問(wèn)題又提高了工作效率。

2.3中子通量管焊接用的行程限位器

在進(jìn)行中子通量管與壓力容器貫穿件管組對(duì)過(guò)程中，要求中子通量管端部與壓力容器貫穿件管內(nèi)凹臺(tái)有4mm的間隙，中子通量管焊接用的行程限位器是用來(lái)保證中子通量管端部與壓力容器貫穿件管內(nèi)凹臺(tái)有4mm間隙的專用工具。

在進(jìn)行中子通量管與壓力容器貫穿件管焊接時(shí)可能因受熱引起插入端膨脹，而導(dǎo)致中子通量管管端與壓力容器內(nèi)凹臺(tái)抵觸后產(chǎn)生應(yīng)力集中，對(duì)焊縫處造成額外的應(yīng)力，產(chǎn)生裂紋。故此預(yù)留間隙的作用是用來(lái)保證中子通量管管端與壓力容器內(nèi)凹臺(tái)在焊接過(guò)程中不抵觸，無(wú)額外應(yīng)力并保證了焊縫質(zhì)量。

相對(duì)于常規(guī)工具的優(yōu)勢(shì)：在進(jìn)行兩根管插套焊接時(shí)，由于存在熱脹與焊接收縮現(xiàn)象，故需要在兩根管組對(duì)時(shí)預(yù)留一定的間隙，但是由于該間隙是在兩根管的內(nèi)部，在外觀上無(wú)法直接測(cè)量該間隙。使用常用工具，需要先對(duì)壓力容器貫穿件管的內(nèi)凹臺(tái)進(jìn)行深度測(cè)量，后記錄測(cè)量值減去尺寸4mm，得到中子通量管需要插入的深度尺寸，然后再用游標(biāo)卡尺在中子通量管上測(cè)量并劃線，最后進(jìn)行組對(duì)。該種方法即費(fèi)力又浪費(fèi)工時(shí)，一根中子通量管組對(duì)時(shí)間約為20分鐘.同時(shí)由于測(cè)量的累積誤差，其組對(duì)精度也無(wú)法保證。但使用中子通量管焊接用的行程限位器來(lái)控制間隙，只需1分鐘即可完成中子通量管的組對(duì)工作，同時(shí)，該工具通過(guò)長(zhǎng)桿與短桿差值4mm來(lái)控制組對(duì)間隙，保證了組對(duì)精度，提高了工作效率。此樣式工具同樣可以擴(kuò)展為不同直徑管的插套焊。

2.4中子通量管焊接冷卻裝置

在進(jìn)行中子通量管與壓力容器貫穿件管焊接過(guò)程中，由于壓力容器貫穿件管材質(zhì)為鉻鎳鐵合金，焊接過(guò)程中，溫度需控制在100°C以內(nèi)。如超出此溫度，焊縫容易產(chǎn)生熱裂紋，最終導(dǎo)致焊縫質(zhì)量不合格，故需要使用專用工具中子通量管焊接冷卻裝置。

相對(duì)于常規(guī)工具的優(yōu)勢(shì)：目前無(wú)此類常用工具，中子通量管焊接冷卻裝置在中子通量管焊接中是必不可少的。在中子通量管焊接過(guò)程中，該工具利用內(nèi)冷卻和外冷卻二個(gè)循環(huán)水路降低了焊接部位的溫度，減少了焊接層間需等待的降溫時(shí)間，提高了工作效率，同時(shí)最重要的是保證了焊接質(zhì)量，是任何常規(guī)工具都無(wú)法替代的。

2.5焊縫檢驗(yàn)尺

中子通量管與壓力容器貫穿件管焊接完成后，需要對(duì)焊縫的尺寸進(jìn)行檢查，此處就用到了專用工具焊縫檢驗(yàn)尺。

相對(duì)于常規(guī)工具的優(yōu)勢(shì)：通常情況下，我們可以用普通工機(jī)具焊角尺來(lái)檢查焊縫尺寸，即可達(dá)到檢查目的。但在重復(fù)檢查相同要求的焊縫尺寸時(shí)，為了提高工作效率，可以制作一種專用的工具，該工具可以模仿止通規(guī)的工作原理，制作一個(gè)焊縫尺寸的最大尺寸與焊縫尺寸的最小尺寸來(lái)檢查焊縫尺寸，在施工時(shí)間方面能夠節(jié)省使用常規(guī)工具的2/3時(shí)間，既省力又方便。

2.6射線檢查補(bǔ)償器

中子通量管與壓力容器貫穿件管焊接完成后需要做幾項(xiàng)檢查，其中射線檢驗(yàn)也是其中一項(xiàng)。在進(jìn)行射線檢驗(yàn)時(shí)需要使用專用工具射線檢查補(bǔ)償器。

相對(duì)于常規(guī)工具的優(yōu)勢(shì)：一般插套式角焊縫二根管直徑相差很小，也就是說(shuō)焊角高度較小時(shí)，在進(jìn)行射線探傷檢驗(yàn)時(shí)可直接在焊縫側(cè)面布片進(jìn)行檢驗(yàn)。但由于中子通量管與壓力容器貫穿件管的直徑差值較大，焊角高度約為5mm，如果直接在焊縫側(cè)面布片進(jìn)行檢驗(yàn)，將會(huì)導(dǎo)致底片顯像顏色對(duì)比差值過(guò)大，從而可能引起黑度值無(wú)法滿足RCCM標(biāo)準(zhǔn)的要求。故在進(jìn)行中子通量管與壓力容器貫穿件管射線探傷檢驗(yàn)時(shí)，需要使用射線檢查補(bǔ)償器將二根不同直徑的管補(bǔ)償成為一樣厚度的規(guī)則形狀，以達(dá)到檢查目的。

結(jié)論

從本文介紹的幾種專用工具的使用方法以及相對(duì)于常規(guī)工具的優(yōu)勢(shì)，不難看出，專用工具對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工的質(zhì)量與施工效率起到了十分重要的作用，有些特定的施工步驟離開(kāi)專用工具的幫助是很難達(dá)到施工要求的。

在以后的工作中，需要根據(jù)實(shí)際工作情況，增加有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專用工具的研發(fā)。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳曉霞，吳洪等.壓水堆核島機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)和建造規(guī)則RCC-M2000+2002補(bǔ)遺[M].中科華核電技術(shù)研究有限公司，2010.