AP1000空氣導(dǎo)流板B型板制造工裝

2015-07-19 06:50:12李大鵬劉江英山東核電設(shè)備制造有限公司山東海陽(yáng)265118

中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品 2015年15期

李大鵬　劉江英　田　通（山東核電設(shè)備制造有限公司，山東　海陽(yáng)　265118）

李大鵬劉江英田通
（山東核電設(shè)備制造有限公司，山東海陽(yáng)265118）

摘要：AP1000空氣導(dǎo)流板位于屏蔽墻和鋼安全殼之間，通過(guò)空氣循環(huán)流動(dòng)帶走反應(yīng)堆安全殼表面的熱量。空氣導(dǎo)流板包括A型板、B型板、C型板和導(dǎo)流裝置等部分，主要材質(zhì)為鋁合金，其中B型板數(shù)量最多，體積最大，制造時(shí)容易產(chǎn)生變形且鉚接量大。為防止B型板制造時(shí)產(chǎn)生變形并提高工作效率，特設(shè)計(jì)和制造了B型板制造專(zhuān)用工裝。經(jīng)驗(yàn)證使用該工裝后，不僅大大提高了工作效率，且有效防止了制造時(shí)變形的產(chǎn)生。該工裝的使用對(duì)其他面積較大鋁板和鋼板的加工提供一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：AP1000；空氣導(dǎo)流板；B型板；工裝

1　引言

AP1000空氣導(dǎo)流板是非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)（PCS）的一個(gè)重要組成部分，是非能動(dòng)反應(yīng)堆安全殼核電站特有設(shè)備之一。它位于混凝土屏蔽廠房與鋼制安全殼之間，形成下降流外環(huán)隙和上升流內(nèi)環(huán)隙，利用煙囪效應(yīng)，形成一個(gè)非能動(dòng)的自然循環(huán)冷卻空氣通道，為非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)提供氣流路徑，引導(dǎo)空氣流動(dòng)并帶走安全殼表面的熱量，實(shí)現(xiàn)事故狀態(tài)下鋼制安全殼非能動(dòng)冷卻的安全功能。空氣導(dǎo)流板包括A型板、B型板、C型板、導(dǎo)流裝置和支撐結(jié)構(gòu)等部分，A、B、C型板和導(dǎo)流裝置材質(zhì)為鋁合金，支撐結(jié)構(gòu)材質(zhì)為碳鋼。其中B型板數(shù)量最多，單堆數(shù)量為396件，面積最大，截面尺寸為4m×2.2m，包括面板、背板、筋板和端板等部分。B型板結(jié)構(gòu)如圖1所示。B型板制造的主要工藝流程為面板、背板下料，筋板組裝，筋板分別與面板和背板進(jìn)行鉚接，端板與面板和背板分別進(jìn)行焊接。單件需鉚接鉚釘數(shù)量832顆，如將B型板置于地面進(jìn)行鉚接，工作效率低，且將筋板與面板鉚接完成后需將B型板吊裝翻轉(zhuǎn)，再進(jìn)行筋板與背板的鉚接；如制作工作平臺(tái)，則占用車(chē)間內(nèi)大量空間，造成過(guò)道狹小，且工件邊緣棱角多，容易引發(fā)安全事故。另外，面板和背板厚度僅為3.2mm，筋板厚度為1.6mm，鉚接過(guò)程中發(fā)現(xiàn)板材原有的內(nèi)應(yīng)力和筋板組裝時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力導(dǎo)致面板和筋板，背板和筋板間產(chǎn)生很大的間隙，鉚接無(wú)法進(jìn)行。強(qiáng)行鉚接則會(huì)產(chǎn)生扭曲變形。

圖1　空氣導(dǎo)流板B型板結(jié)構(gòu)圖

2　工裝設(shè)計(jì)與應(yīng)用

2.1工裝設(shè)計(jì)需解決問(wèn)題。問(wèn)題一：鉚接過(guò)程中B型板不發(fā)生變形，同時(shí)避免鋁材表面劃傷。問(wèn)題二：在保證安全的基礎(chǔ)上方便人工操作，提高工作效率。

2.2工裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本文設(shè)計(jì)的工裝主體為鋼結(jié)構(gòu)，參照鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范及AWS焊接標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)將型材、板材焊接或栓接成一個(gè)整體。工裝結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。主要由立柱和夾具兩大部分組成，夾具和立柱通過(guò)軸承聯(lián)接。立柱由工字鋼和鋼板組焊而成，用地腳螺栓固定在地面上。在立柱的工字鋼頂部焊有圓弧形板用于軸承的滾動(dòng)。立柱的高度可根據(jù)需加工工件的尺寸確定，在本文中，立柱高度大約為B型板寬度的一半。夾具為“方框”形結(jié)構(gòu)，四周用槽鋼組焊而成，長(zhǎng)度和寬度分別等于B型板的長(zhǎng)度和寬度。夾具四個(gè)角落分別焊有用于其吊裝的吊耳。夾具上下兩側(cè)分別裝有四根方管用于固定B型板，方管長(zhǎng)度與B型板寬度一致。其中一側(cè)的方管焊接在槽鋼上，使用時(shí)不可拆卸；另外一側(cè)的方管則與槽鋼采用螺紋聯(lián)結(jié)，使用時(shí)可進(jìn)行拆卸。由于方管為碳鋼件，B型板為鋁合金件，為避免在B型板裝配時(shí)碳鋼腐蝕或劃傷鋁材，需在與B型板直接接觸的方管上固定PVC塑料板。在夾具寬度方向兩側(cè)焊接方板和圓鋼等，最后進(jìn)行軸承的安裝。軸承安裝在寬度方向中間，直接與立柱的圓弧板進(jìn)行接觸。為節(jié)省空間，該工裝閑置時(shí)夾具應(yīng)豎直放置，所以在立柱底部裝有銷(xiāo)軸，可將立柱和夾具進(jìn)行銷(xiāo)接，使工裝保持豎直從而節(jié)省空間。

2.3工裝的使用。工裝組裝完成后，按如下步驟進(jìn)行空氣導(dǎo)流板B型板的組裝：使用行吊將夾具從立柱吊到地面上水平放置，與槽鋼焊接側(cè)方管置于下側(cè)；將與槽鋼進(jìn)行螺紋聯(lián)結(jié)的四根方管（即上側(cè)方管）進(jìn)行拆卸；將已進(jìn)行預(yù)鉚接的空氣導(dǎo)流板B型板吊裝至夾具中，并用可拆卸方管進(jìn)行緊固；將固定完成的B型板及夾具吊裝至立柱上；調(diào)整夾具使B型板至于豎直位置，進(jìn)行施鉚；鉚接時(shí)先可鉚接B型板的下側(cè)，并可前后同時(shí)進(jìn)行鉚接；下側(cè)鉚接結(jié)束后，利用軸承將夾具翻轉(zhuǎn)180°，再進(jìn)行上側(cè)的鉚接；全部鉚釘鉚接結(jié)束后，將夾具吊裝至地面并吊出B型板至產(chǎn)品存放位置，這樣便完成了B型板的鉚接。為提高工作效率，可制造多套工裝用于B型板的裝配，操作過(guò)程圖如圖3所示。

2.4工裝產(chǎn)生的效果。（1）由于工裝中的夾具可將空氣導(dǎo)流板B型板完全固定，所以鉚接時(shí)B型板不會(huì)發(fā)生變形；且在整個(gè)裝配過(guò)程中B型板不與地面接觸，所以不會(huì)發(fā)生劃傷鋁材的結(jié)果。（2）使用該工裝制造空氣導(dǎo)流板B型板時(shí)，鉚接時(shí)可幾人同時(shí)操作，同時(shí)避免了吊裝翻轉(zhuǎn)等工序，大大提高了工作效率。