[发明专利]用于吊篮筒体圆度矫形的矫形装置及其矫形方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于压水反应堆堆内构件吊篮筒体圆度矫形的矫形装置及其矫形方法。

背景技术

作为三代反应堆堆内构件的重要组成部分，吊篮筒体也是反应堆堆内构件的主要承力部件，堆芯部件的自重、压紧力、冷却剂流动带来的载荷、地震载荷和管道破裂造成的甩动载荷等所有载荷都由吊篮上筒体法兰传递至压力容器吊篮支撑面上。

如图1所示，三代反应堆吊篮上筒体内径达3M以上，壁厚仅约50mm，有1道全焊透环缝、1道全焊透纵缝，需要开孔并焊接出水口接管，圆度要求极为严格。吊篮筒体为不锈钢材质（SA240, TP 304, SS），其刚性较差，屈服强度不高，导热系数小（约低碳钢的1/3），线膨胀系数大（比低碳钢大50%），在自由状态下焊接时极容易变形。而三代反应堆吊篮上筒体组件与二代核电堆型的吊篮上筒体相比，其直径及出水接管孔径更大，对圆柱度及壁厚尺寸公差的要求更加严格。单圆柱度一项，就需要达到5.08mm。

在二代反应堆吊篮筒体的制造过程中，经常出现筒体焊接变形导致圆度超差的事件。如：秦山核电二期扩建工程（CPR堆型）反应堆堆内构件3号堆吊篮筒体在制造过程中出现严重焊接变形，长、短轴偏离达26.5mm，造成工程进度严重滞后。

美国西屋公司在制造第一台三代反应堆吊篮上筒体时也出现水口处内径过小的问题。最终他们采取了复加工出水口区域筒体内壁的方法，使产品满足设计要求。此方法虽然有设计计算支持，但毕竟会出现出水口处壁厚减薄的结果。

急需一套可操作性高且效果好的筒体矫形工装及工艺，使筒体最终满足设计要求。

发明内容

本发明提供的一种用于吊篮筒体圆度矫形的矫形装置及其矫形方法，操作性强，实施方便，工期短，矫形效果好。

为了达到上述目的，本发明提供一种用于吊篮筒体圆度矫形的矫形装置，该装置包含矫形工装和撑圆环工装；

所述的矫形工装整体为一个圆盘形内支撑，其包含液压千斤顶和若干方形支撑头，还包含设置在液压千斤顶顶端的圆形顶头；

所述的撑圆环工装包含若干分层设置的撑圆环和设置在撑圆环之间的连接杆。

所述的方形支撑头是可拆装的，并可以调节顶出量。

所述的圆形顶头包含大圆形顶头和小圆形顶头，所述的大圆形顶头的直径大于吊篮筒体上的出水口的直径，所述的小圆形顶头的直径大于液压缸体的直径。

所述的撑圆环工装还包含上挂钩和下挂钩，该上挂钩固定在最上层的撑圆环外围，该下挂钩固定在最下层的撑圆环外围。

所述的撑圆环的外围沿半径方向设置若干顶头螺栓，在顶头螺栓上设置不锈钢顶头。

本发明还提供一种用于吊篮筒体圆度矫形的矫形方法，该矫形方法包含以下步骤：

步骤1、粗矫工位布置；

步骤2、粗矫；

使用液压千斤顶对筒体的出水口区域进行交替矫形，直至筒体A截面的直径差小于15mm，所述的A截面位于出水口上端；

步骤3、使用立车测量筒体圆柱度；

步骤4、精矫工位布置；

步骤5、精矫；

使用液压千斤顶对筒体的出水口区域进行交替矫形，直至筒体的圆柱度小于等于6.5mm；

步骤6、安装撑圆环工装，并用撑圆环调整筒体的圆柱度至4mm以内；

步骤7、尺寸稳定化热处理。

所述的步骤1包含以下步骤：

步骤1.1、测量并标记筒体内径；

步骤1.2、在筒体外围安装支架和百分表；

步骤1.3、将矫形工装安装到筒体内部。

所述的步骤2中，如果筒体的变形趋向菱形，则矫形时无需安装两侧方形支撑头，如果筒体的变形趋向方形，则矫形时需要安装两侧方形支撑头，并调整各方形支撑头的顶出距离。

所述的步骤5中，如果发现有局部变形超差，则安装小圆形顶头对非出水口区域进行局部矫正。

本发明具有以下优点：

1、有极强的可操作性；

2、实施方便；

3、矫形效果好，使产品完全满足设计要求；

4、矫形工期短，能满足进度要求。

附图说明

图1是吊篮筒体的结构示意图；

图2是矫形工装的结构示意图；

图3是千斤顶的结构示意图；

图4是撑圆环的结构俯视图；

图5是撑圆环的安装结构示意图；

图6是粗矫工位布置的剖视图；

图7是粗矫工位布置的俯视图；

图8和图9是筒体变形趋势图；