核反應(yīng)堆壓力容器工裝起吊方式改進(jìn)

胡金璐+陳強(qiáng)+蔣炎

摘 要：核電作為一種清潔高效的能源越來越地被世界各國所接受。在面對環(huán)境惡劣和傳統(tǒng)能源短缺的雙重壓力，我國也逐漸開始發(fā)展核電。核電壓力容器作為核電設(shè)備中重要的零部件，對整個核電設(shè)施起著至關(guān)重要的作用。針對核電壓力容器加工工藝要求，我們開發(fā)設(shè)計了滿足CAP1000壓力容器加工需要的裝夾工裝，在市場的推動下我們對其中的起吊方式進(jìn)行了修改設(shè)計，進(jìn)一步滿足客戶需求，提高使用效率，增強(qiáng)市場競爭力。

關(guān)鍵詞：核電設(shè)備；壓力容器；工裝夾具；起吊方式

中圖分類號：TH49 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）03-0086-02

Abstract： Nuclear power as a clean and efficient energy is increasingly accepted by countries all over the world. In the face of the environmental and traditional energy shortage of the dual pressure， China has gradually begun to develop nuclear power. As an important part of nuclear power equipment， nuclear pressure vessel plays an important role in the whole nuclear power plant. According to the process requirement of nuclear pressure vessel， we have developed and designed the clamping equipment to meet the need of CAP1000 pressure vessel processing， and we have modified the design of the lifting mode under the promotion of the market， so as to further meet customer needs， improve nuclear use efficiency， and enhance market competitiveness.

Keywords： nuclear power equipment； pressure vessel； fixture； lifting mode

隨著我國日益嚴(yán)重的環(huán)境問題逐漸突顯，尤其是我國大城市霧霾的加劇，并且在“一帶一路”國家戰(zhàn)略實施和供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革加快推進(jìn)的大背景下，發(fā)展清潔高效的新能源已經(jīng)越來越緊迫。核電能源作為一種高效、環(huán)保并且安全的新能源，越來越多地受到來自各國的歡迎。我國從上世紀(jì)開始起步發(fā)展核能發(fā)電，通過技術(shù)引進(jìn)到自主研發(fā)的過程，逐漸掌握了核電的關(guān)鍵核心技術(shù)，并且擁有了自主知識產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)。

我公司為適應(yīng)時代發(fā)展，響應(yīng)國家戰(zhàn)略和政策，依托市場需求，2015年為東方電氣有限公司核反應(yīng)堆壓力容器開發(fā)設(shè)計了滿足加工工藝需求的裝夾工裝。核反應(yīng)堆壓力容器作為核電設(shè)備的重要組成部分，其加工過程的工藝水平和誤差控制對其整體產(chǎn)品質(zhì)量起著決定性作用。所以我們立足產(chǎn)品加工的質(zhì)量控制要求，根據(jù)其加工工藝要求和加工外部條件，設(shè)計出了具有調(diào)整定位、固定支撐和輔助起吊功能的裝夾工裝。該工裝具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，受力均勻和起吊方便等優(yōu)點。

今年初我公司為上海電氣核電有限公司開發(fā)了針對其所生產(chǎn)的反應(yīng)堆壓力容器的新一代裝夾工裝，我們通過走訪客戶，技術(shù)革新在原有技術(shù)基礎(chǔ)上對第一代裝夾工裝進(jìn)行了升級換代，使其在降低成本，功能使用等方面獲得了很大提高。

1 設(shè)備簡介

裝夾工裝主要包括：下框架、上框架、起吊裝置、起吊平臺等。

它的主要工作過程就是通過上框架和下框架做成的鼠籠式框架結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對壓力容器工件的支撐和固定，在將鋼纜套進(jìn)序號2起吊裝置，然后通過起吊平臺將整個工件及工裝吊起。

其中序號2起吊裝置分布在平臺四角，合理分配起吊載荷。

圖2為整個工件和起吊裝置的俯視圖。

2 現(xiàn)行技術(shù)利弊

此種起吊結(jié)構(gòu)在起吊過程中有比較穩(wěn)定的工作狀態(tài)，能夠很好的分散起吊載荷，能夠很好地保護(hù)工件不受損傷。

但這種起吊結(jié)構(gòu)也有很明顯的弊端：首先由于起吊通過工裝來實現(xiàn)，所以全部載荷由工裝承受，所以會對整個工作結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度有更高要求，這樣就是增加整個工裝的重量和生產(chǎn)成本。其次，這種起吊方式導(dǎo)致起吊點在起吊平臺上，所以會對整個平臺的形狀以及尺寸大小形成一定束縛，導(dǎo)致整個工裝平臺對工件后續(xù)加工過程有一定影響。

3 起吊方式技術(shù)改進(jìn)

針對上述利弊，在我們現(xiàn)有技術(shù)水平和生產(chǎn)條件下，我們對這種起吊方式進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)，使其能適應(yīng)市場和時代的需要。

我們的具體改進(jìn)措施分兩個方面進(jìn)行：

3.1 起吊方式的改進(jìn)

我們設(shè)置如圖吊環(huán)裝置，將核反應(yīng)堆壓力容器工件接管套住，通過長螺栓將起吊平臺和吊環(huán)裝置聯(lián)結(jié)起來，將工件和起吊平臺壓緊，這樣使得工件與工裝之間在各個方向都沒有自由度，那么我們可以通過在工件上的螺栓工藝孔安裝吊環(huán)螺釘，通過起吊工件來實現(xiàn)對工件和工裝的整體吊運。與之前起吊方式的比較，我們可以看出，通過起吊工件來實現(xiàn)整體吊運，可以有效減少起吊過程中工裝承受的載荷，優(yōu)化起吊平臺的受力狀況，從而可以進(jìn)一步優(yōu)化整體結(jié)構(gòu)，做到減輕整體工裝重量，降低工裝成本，同時增加整體安全性和穩(wěn)定性，適應(yīng)市場需求。

3.2 起吊平臺的優(yōu)化設(shè)計

通過改造成上述起吊裝置，給起吊平臺的設(shè)計優(yōu)化帶來了一定的空間。從示意圖中可以看出，整個起吊平臺由原來的矩形改為圓型，起吊環(huán)按圓周布置。由于工裝和工件最終要在立車機(jī)床上完成加工，整個工裝和工件會隨著底部花盤做圓周運動，所以將整個起吊平臺改為圓形，將有利于整個加工過程和工作人員的操作。

4 裝夾工裝升級改造的意義

用于核反應(yīng)堆壓力容器加工的裝夾工裝由于其所受載荷大，受力工況復(fù)雜，所以對其安全性和穩(wěn)定性有很高的要求。并且由于其應(yīng)用于核工業(yè)領(lǐng)域，對它所帶來的誤差率和錯誤率要做到零容忍，它的使用直接關(guān)系到國計民生。

本次升級改造立足于上海核電裝夾工裝項目，基于東方電氣裝夾工裝項目設(shè)計經(jīng)驗，結(jié)合用戶需求和最新先進(jìn)設(shè)計理念對其部分功能進(jìn)行了修改設(shè)計，使我們在相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域又前進(jìn)了一步。另外，從業(yè)務(wù)層面上提高了我們設(shè)計人員的設(shè)計水平，為今后的設(shè)計工作積累了一些實際經(jīng)驗，為今后產(chǎn)品的升級換代提供了寶貴的素材。最后，這次改進(jìn)得到了用戶的一致認(rèn)可，同時在業(yè)界也樹立很好的口碑，為北方重工在核電工裝領(lǐng)域內(nèi)的開拓進(jìn)取增色不少。

5 結(jié)束語

進(jìn)軍核電設(shè)備加工領(lǐng)域是我公司實現(xiàn)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型重要一步，是我公司適應(yīng)市場和社會需求，迎接重要發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)的一次偉大突破。

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