一种压力容器立式加工固定笼式结构装置及方法与流程

本发明涉及核电技术反应堆压力容器的加工结构领域，特别涉及一种压力容器立式加工固定笼式结构装置及方法。

背景技术：

反应堆压力容器的容器组件，包含上筒体、下筒体、过渡段和下封头，其中上筒体共由8个接管于对称方位布置。容器组件总重约为270吨，高度约为10米，最大筒身处外径约为4.8米。早期核电堆型的压力容器采用分段机加工，各个筒体内壁机在加工完成后再进行对接焊。

由于新的设计要求，容器组件密封面处及接管内壁处需在筒体封头等焊接完成后，再进行机加工。容器组件具有尺寸大、吨位重等特征，并且内壁加工尺寸精度要求较高，加工时机床刀头的切削力较大，如何实现容器在机床花盘上的加工工位布置以及如何保证加工时容器稳定性等问题成了新的技术难点。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种压力容器立式加工固定笼式结构装置及方法，来解决核电反应堆压力容器整体机床立式加工工位布置问题，并保证了加工时容器稳定性。

为解决上述问题，本发明提供的一种压力容器立式加工固定笼式结构装置，通过下部支撑体组件、上部支撑体组件、若干支撑座组件搭建形成笼式工装，在笼式工装的内部设置需固定的压力容器组件；

下部支撑体组件的下端布置若干个滚珠垫头来校圆校正，下部支撑体组件下端与机床花盘上端连接固定；

支撑座组件对称布置在压力容器组件的各个进口接管的下端进行支撑；

上部支撑体组件的上端通过螺栓与支撑座组件的下端固定连接，上部支撑体组件的下端通过螺栓与下部支撑体组件的上端固定连接。

优选地，下部支撑体组件的上端与上部支撑体组件的下端通过横向螺栓和竖向螺栓固定连接。

优选地，下部支撑体组件高度方向的中间位置处均匀布置多个可径向调整的夹头座，对压力容器组件的径向方向进行固定。

优选地，上部支撑体组件和下部支撑体组件均为Q235A碳素钢板材的拼焊结构。

优选地，上部支撑体组件的上端和下端分别设有整形环板，两端的整形环板之间设置有多个纵向的筋板。

优选地，上部支撑体组件上对称焊接多个竖向的起吊吊耳。

优选地，进口接管的支承座端面与支撑座组件的上端面接触；支撑座组件的中间空挡处摆放千斤顶，该千斤顶与进口接管的支承座端面接触。

优选地，支撑座组件的上端面布置两个横向固定夹头，支撑座组件下端布置一个夹头座来约束筒体径向位移。

优选地，将绕过进口接管的绑带两端，均通过设置螺栓及螺母连接到上部支撑体组件上，对进口接管进行固定。

本发明还提供一种压力容器立式加工固定笼式结构装置的机加工方法，其特征在于，包含的步骤为：

第一：搭建好如本发明上文中所述的压力容器立体加工笼式结构装置，并调整好支撑座组件的布置方位；

第二：将压力容器组件整体翻身起吊至立式状态，再平吊至压力容器立体加工笼式结构装置的内部，压紧并固定；

第三：将吊梁连接起吊吊耳的起吊孔，起吊吊耳焊接在上部支撑体组件上，将压力容器立体加工笼式结构装置整体起吊至机床花盘；

第四：通过支撑座组件来调节压力容器立体加工笼式结构装置的水平工位，并通过滚珠垫头进行工位校圆，将下部支撑体组件下端与机床花盘连接固定；

第五：对压力容器组件整体进行立式机加工。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：（1）结构本身功能性强，不仅有固定作用，还可用于容器组件的整体立式起吊以及容器组件在机床工作台上的工位校正校圆；（2）通过支撑座调节，适用于后期各种核电堆型压力容器整体立式加工，通用性好，经济效益好；（3）结构简单，制造成本低，易搭建及拆卸。

附图说明

图1 压力容器立式加工固定笼式结构装置的示意图；

图2 下部支撑体组件示意图；

图3 上部支撑体组件示意图；

图4 支撑座组件示意图。

其中，1.下部支撑体组件；101.夹头座；2.上部支撑体组件；201.起吊吊耳；202.整形环板；203.筋板；3.支撑座组件；4.机床花盘；5.滚珠垫头；6.竖向螺栓；7.进口接管；8.绑带；9.横向固定夹头；10.夹头座；11.压力容器组件。

具体实施方式

本发明提供了一种压力容器立式加工固定笼式结构装置及方法，为使本发明更明显易懂，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

本发明提供了一种压力容器立式加工固定笼式结构装置，如图1所示，它包含下部支撑体组件1、上部支撑体组件2和支撑座组件3，构成一种笼式工装。下部支撑体组件1是Q235A碳素钢板材的拼焊结构且其下端可利用若干个滚珠垫头5校圆校正；下部支撑体组件1的下端与机床花盘4的上端连接固定。

利用本发明的装置固定压力容器组件11后，可对压力容器组件11进行整体立式加工，例如是进行密封面加工和内台阶圆加工等圆周加工。

如图2所示，下部支撑体组件1高度方向的中间位置均匀布置了八个可径向调整的夹头座101，对容器径向方向进行固定，防止加工时机床花盘4转动对容器下部带来晃动影响。

如图3所示，上部支撑体组件2是另一个Q235A碳素钢板材的拼焊结构，上部支撑体组件2的上端和下端为较厚的整形环板202，整形环板202之间设置有二十八块筋板203进行强度加固。由于上部支撑体组件2的位置接近机加工部位，加工方向为内径切向，所以它不但要承受容器垂直方向自重的力，也要考虑加工切削力对其环向的影响。

上部支撑体组件2的上端通过螺栓与支撑座组件3的下端固定连接，上部支撑体组件2的下端通过螺栓和下部支撑体组件1的上端固定连接。下部支撑体组件1与上部支撑体组件2通过八个横向螺栓和十六个竖向螺栓6连接固定。在上部支撑组件2上对称焊接四个竖向的起吊吊耳201，这可用于整个工装及容器组件的起吊工作。

如图4所示，支撑座组件3对称布置在压力容器组件11上筒体的每个进口接管7下端进行支撑，支撑座组件3的下端与上部支撑体组件2通过四个螺栓连接固定，进口接管7的支承座端面直接接触支撑座组件3的上端面。在支撑座组件3的中间空挡处摆放千斤顶，千斤顶接触进口接管7的支承座端面，实现对容器校平。

每个支撑座组件3的支撑座上端面上布置两个横向固定夹头9，用来约束进口接管7切向力。支撑座组件3的下方布置一个夹头座10，来约束筒体产生径向位移，将绕过进口接管7的绑带8两端，均通过设置螺栓及螺母连接到上部支撑体组件2上，对进口接管7进行固定。

本发明还提供一种压力容器立式加工固定笼式结构装置的机加工方法，包含的步骤为：

第一：搭建好本发明上文所述的一种压力容器立体加工笼式结构装置，并调整好支撑座组件3的布置方位；

第二：将压力容器组件11整体翻身起吊至立式状态，再平吊至压力容器立体加工笼式结构装置的内部，压紧并固定；

第三：将吊梁连接至起吊吊耳201的起吊孔，起吊吊耳201焊接在上部支撑体组件2上，将笼式工装整体起吊至机床花盘4；

第四：通过支撑座组件3来调节笼式工装的水平工位，并通过滚珠垫头5进行工位校圆，将下部支撑体组件1下端与机床花盘4连接固定；

第五：对压力容器组件11整体进行立式机加工。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。