核电用屏蔽主泵拆装工艺试验台架的制作方法

本实用新型涉及核电用屏蔽主泵检维修领域，特别是涉及一种核电用屏蔽主泵拆装工艺试验台架。

背景技术：

与二代、二代加机组使用轴封泵不同，三代AP1000/CAP1400系列使用了单级、全密封的电动屏蔽泵，这是屏蔽主泵在民用核电领域的首次使用。因屏蔽主泵的水力部件和电机公用一根主轴，取消了联轴器，从而消除了由于密封失效引发失水事故的可能；屏蔽主泵的这种结构设计使其无需定期更换轴密封组件，从而具有良好的经济性。但是，在屏蔽主泵实际制造、试验过程中出现了若干异常，且其对运行参数要求苛刻，为了保证电厂的安全可靠运行，必需对屏蔽主泵的检修工艺及检修台架提前进行储备。同时，屏蔽主泵为可拆卸结构设计，从而使得必要时对其进行拆装、移动和解体成为可能。

目前，屏蔽主泵主要由主泵壳体(简称泵壳)、泵叶轮等水力部件、以及泵电机构成，其中，泵壳焊接于蒸汽发生器的下封头，泵叶轮等水力部件通过螺栓与泵电机连接为一体，合称为可拆卸组件；可拆卸组件通过主螺栓与泵壳相连接；同时，为了防止放射性冷却剂的外泄，在泵壳和泵电机的电机定子盖之间焊接有Canopy密封环。

屏蔽主泵的拆装也即为将所述可拆卸组件从泵壳中移除，故其拆装工艺主要包括Canopy密封环的打孔可控输流、Canopy密封环的切割、泵壳上Canopy密封环残留部分的打磨、以及屏蔽主泵修复后安装过程中Canopy密封环的焊接。

但是，因屏蔽主泵是首次投入核电厂使用，故目前并没有相关的主泵拆装检修台架，也没有各种相关的专用拆装工具，用于对屏蔽主泵中Canopy密封环进行打孔、切割、打磨、焊接等作业。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种核电用屏蔽主泵拆装工艺试验台架，为屏蔽主泵拆装工艺的研究、以及拆装工具的开发提供基础条件。

为实现上述目的，本实用新型提供一种核电用屏蔽主泵拆装工艺试验台架，包括底板、固定在底板上的仿形电机定子壳、固定在仿形电机定子壳上端的仿形定子法兰、具有盖内腔且连接在仿形定子法兰上端的仿形定子盖、具有泵壳内腔且由所述仿形定子盖支撑的仿形主泵壳体、以及位于仿形定子盖外周侧的Canopy密封环，所述Canopy密封环的上下两端分别与仿形主泵壳体的下端和仿形定子法兰的上端焊接，所述仿形主泵壳体和仿形定子法兰通过多个仿形主螺栓可拆卸连接，多个仿形主螺栓都位于Canopy密封环的外周侧，每个仿形主螺栓的下端都连接有与仿形定子法兰的下端面相抵靠的仿形主螺母。

进一步地，所述仿形主泵壳体的下端可拆卸连接有一圈环状的泵壳更换件，所述仿形定子法兰的上端可拆卸连接有一圈环状的法兰更换件，所述Canopy密封环的上下两端分别与泵壳更换件和法兰更换件焊接。

优选地，所述仿形定子盖的上端连接有封堵盖内腔和泵壳内腔的密封板，所述密封板与仿形定子盖之间、仿形定子盖与仿形定子法兰之间、仿形主泵壳体与泵壳更换件之间、以及仿形定子法兰与法兰更换件之间都设有O型密封圈。

优选地，所述密封板位于仿形主泵壳体中泵壳内腔的内周侧。

进一步地，所述仿形主螺栓和仿形主螺母都由中空管材制成。

优选地，所述仿形主泵壳体的上端面上连接有多个吊耳。

进一步地，还包括存储台架，所述存储台架包括支撑台面和固设在支撑台面下端的多个支撑脚，所述支撑台面中开设有上下贯通的支撑槽；当Canopy密封环被切割、且仿形主泵壳体与仿形定子法兰相拆离后，所述仿形主泵壳体位于支撑台面的支撑槽中、并与支撑台面相连接。

优选地，所述仿形主泵壳体的上端面上通过固定螺钉连接有多块连接板，每块连接板远离仿形主泵壳体的外端都通过固定螺钉连接于支撑台面。

优选地，所述仿形主泵壳体的上端面上通过固定螺钉连接有多块定位板，所述支撑台面的上端面上开设有多个定位孔，每块定位板远离仿形主泵壳体的外端都连接有上下延伸的定位销，所述定位销的下端插入支撑台面上的定位孔中。

进一步地，所述仿形定子法兰包括呈筒状的法兰主体部、以及呈平板状的法兰支撑部，所述法兰主体部的下端与仿形电机定子壳的上端焊接，所述法兰支撑部一体地形成在法兰主体部的上端，所述仿形定子盖通过多个固定螺钉连接于法兰主体部，所述法兰支撑部上开设有位于盖内腔正下方的预留螺纹孔，且法兰支撑部的下端面上固设有支撑肋板。

优选地，所述仿形定子盖下端的内侧设有向下突出的定位凸缘，所述法兰支撑部的上端面上设有与定位凸缘相配合的定位凹槽。

进一步地，所述法兰主体部上设有至少一个预留接口。

进一步地，所述底板的下端设有橡胶垫。

进一步地，所述仿形电机定子壳呈筒状、下端设有向外水平延伸的固定连接部，所述固定连接部与底板通过多个固定螺栓相固定。

优选地，所述仿形电机定子壳与固定连接部之间设有多个加强筋。

如上所述，本实用新型涉及的核电用屏蔽主泵拆装工艺试验台架，具有以下有益效果：

本申请仿真实际核电用屏蔽主泵中主泵壳体、电机定子壳、定子法兰、定子盖、以及Canopy密封环之间的连接结构，从而紧密贴合核电用屏蔽主泵的实际维修环境和拆装工艺，可满足核电用屏蔽主泵拆装过程中专用工具安装、调试、验证所需，为核电用屏蔽主泵的拆装专用工具的开发和调试提供了良好的基础条件。

附图说明

图1为本申请中核电用屏蔽主泵拆装工艺试验台架的结构示意图。

图2为图1的剖视图。

图3为图2的A圈放大图。

图4为本申请中仿形主泵壳体与存储台架的连接示意图。

图5为图4的B圈放大图。

图6为图4的主视图。

元件标号说明

1 底板

2 仿形电机定子壳

21 固定连接部

22 加强筋

3 仿形定子法兰

31 法兰更换件

32 法兰主体部

33 法兰支撑部

34 预留螺纹孔

35 支撑肋板

36 定位凹槽

4 仿形定子盖

41 盖内腔

42 定位凸缘

5 仿形主泵壳体

51 泵壳内腔

52 泵壳更换件

6 Canopy密封环

7 仿形主螺栓

8 仿形主螺母

9 存储台架

91 支撑台面

92 支撑脚

93 支撑槽

94 连接板

95 定位板

96 定位销

10 密封板

11 O型密封圈

12 吊耳

13 固定螺钉

14 橡胶垫

15 固定螺栓

16 仿形外置热交换器接口法兰

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

须知，本说明书附图所绘的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1至图3所示，本申请提供一种核电用屏蔽主泵拆装工艺试验台架，包括底板1、固定在底板1上端的仿形电机定子壳2、固定在仿形电机定子壳2上端的仿形定子法兰3、具有盖内腔41且连接在仿形定子法兰3上端的仿形定子盖4、具有泵壳内腔51且由所述仿形定子盖4支撑的仿形主泵壳体5、以及位于仿形定子盖4外周侧的Canopy密封环6，所述Canopy密封环6的上下两端分别与仿形主泵壳体5的下端和仿形定子法兰3的上端焊接，所述仿形主泵壳体5和仿形定子法兰3通过多个仿形主螺栓7可拆卸连接，从而将仿形主泵壳体5与仿形电机定子壳2相连接；所述的多个仿形主螺栓7都位于Canopy密封环6的外周侧，每个仿形主螺栓7的下端都连接有与仿形定子法兰3的下端面相抵靠的仿形主螺母8。因此，所述仿形电机定子壳2、仿形定子法兰3和仿形定子盖4构成了仿形可拆卸组件，该仿形可拆卸组件与仿形主泵壳体5通过所述仿形主螺栓7和仿形主螺母8相连接。

上述核电用屏蔽主泵拆装工艺试验台架中，仿形电机定子壳2的(包括外径、内径、高度等)与实际屏蔽主泵中电机定子壳的尺寸相同，故仿形电机定子壳2呈圆筒状，且仿形电机定子壳2在上述核电用屏蔽主泵拆装工艺试验台架中起到基座的作用；仿形定子法兰3的结构尺寸(包括外径、高度、表面结构及颜色等)与实际屏蔽主泵中定子法兰的结构尺寸相同，但仿形定子法兰3的内腔则进行了简化，其尺寸、结构均无特殊要求，也即对仿形定子法兰3的内径无特殊要求；仿形定子盖4的结构尺寸(包括外径、内径、高度、结构等)与实际屏蔽主泵中定子盖的结构尺寸相同，以便叶轮等水力部件的安装，故仿形定子盖4呈圆筒状；仿形主泵壳体5的尺寸(包括外径、内径、高度等)与实际屏蔽主泵中主泵壳体的尺寸相同，故仿形主泵壳体5呈圆筒状；Canopy密封环6的结构、尺寸、材质等与实际屏蔽主泵中Canopy密封环6的结构、尺寸、材质等一致，故Canopy密封环6选用实际屏蔽主泵中所用的Canopy密封环；仿形主螺栓7的螺纹尺寸、外径及颜色与实际屏蔽主泵中主螺栓的螺纹尺寸、外径及颜色相同。因此，本申请仿真出实际核电用屏蔽主泵中主泵壳体、电机定子壳、定子法兰、定子盖、以及Canopy密封环之间的连接结构，从而紧密贴合核电用屏蔽主泵的实际维修环境和拆装工艺，保证本申请在进行Canopy密封环6的打孔可控输流、Canopy密封环6的切割、仿形主泵壳体5上Canopy密封环6残留部分的打磨、及仿形可拆卸组件移除修复后再安装时Canopy密封环6的焊接等工艺与实际屏蔽主泵拆装时的工艺保持一致，从而满足核电用屏蔽主泵拆装过程中专用工具安装、调试、验证所需，为核电用屏蔽主泵的拆装专用工具的开发和调试提供了良好的基础条件。

进一步地，如图3所示，所述仿形主泵壳体5的下端可拆卸连接有一圈环状的泵壳更换件52，所述仿形定子法兰3的上端可拆卸连接有一圈环状的法兰更换件31，所述Canopy密封环6的上下两端分别与泵壳更换件52和法兰更换件31焊接；本实施例中，仿形主泵壳体5与泵壳更换件52、以及仿形定子法兰3与法兰更换件31都通过多个固定螺钉13可拆卸连接。泵壳更换件52的材质与实际屏蔽主泵中主泵壳体的材质一致，法兰更换件31的材质与实际屏蔽主泵中定子法兰的材质一致，从而在保证拆装工艺与实际一致的同时，又能够在进行Canopy密封环6的打孔、切割、焊接等破坏性试验中，及时对泵壳更换件52和法兰更换件31进行更换，而不需要更换仿形主泵壳体5和仿形定子法兰3，大大减少成本，提高了本申请中核电用屏蔽主泵拆装工艺试验台架的使用简便性与经济性。另外，如图2所示，所述仿形主螺栓7和仿形主螺母8都为中空结构、都由中空管材制成，其代替了实际屏蔽主泵中主螺栓采用实心结构的锻件，可节省成本，也利于操作的轻便。

优选地，如图1至图3所示，所述仿形定子盖4的上端通过多个固定螺钉13连接有密封板10，密封板10用于封堵盖内腔41和泵壳内腔51，密封板10也为仿形可拆卸组件中的一部分；所述密封板10位于仿形主泵壳体5中泵壳内腔51下端的内周侧，即密封板10的外径小于泵壳内腔51的外径，所述密封板10与仿形定子盖4之间、仿形定子盖4与仿形定子法兰3之间、仿形主泵壳体5与泵壳更换件52之间、以及仿形定子法兰3与法兰更换件31之间都设有O型密封圈11，从而可在仿形主泵壳体5的泵壳内腔51中充水，模拟屏蔽主泵实际拆装过程中主泵壳体留有残留液体的情况。

进一步地，所述仿形电机定子壳2与底板1的固定结构为：如图1所示，仿形电机定子壳2的下端设有一圈向外水平延伸的固定连接部21，所述固定连接部21与底板1通过多个固定螺栓15相固定。所述仿形电机定子壳2与固定连接部21之间设有多个加强筋22，从而加强仿形电机定子壳2的结构强度，提供试验台架的整体结构强度。所述底板1的下端设有橡胶垫14，保证试验台架安装后的稳定性。除此之外，为了操作过程中便于观察，本申请对整个试验台架的高度也作了限制，如图2所示，试验台架的高度H为1.8-2.2m，优选为1.93m、2m。

进一步地，如图2和图3所示，所述仿形定子法兰3包括呈圆筒状的法兰主体部32、以及呈平板状(或者说是呈圆盘状)的法兰支撑部33，法兰支撑部33一体地形成在法兰主体部32的上端，法兰主体部32的下端与仿形电机定子壳2的上端焊接，从而使得仿形电机定子壳2与仿形定子法兰3之间为焊接固定；仿形定子盖4通过多个固定螺钉13连接于法兰主体部32。优选地，所述仿形定子盖4下端的内侧设有向下突出的定位凸缘42，所述法兰支撑部33的上端面上设有与定位凸缘42相配合的定位凹槽36，便于仿形定子盖4安装固定于仿形定子法兰3。

较优地，考虑屏蔽主泵实际拆装过程中其他辅助工艺及专用工具的需要，所述法兰主体部32上设有至少一个预留接口；比如：如图1和图2所示，多个预留接口中的一个预留接口连接有仿形外置热交换器接口法兰16，仿形外置热交换器接口法兰16的结构尺寸、以及安装位置与实际屏蔽主泵中外置热交换器接口法兰的结构尺寸、以及安装位置相一致，从而模拟在拆装过程中外置热交换器接口法兰对Canopy密封环6的打孔可控输流和切割等工艺所造成的干涉；仿形主泵壳体5的厚度及内腔尺寸可以满足现场拆装过程中主泵壳体的密封，以减少工作期间的辐照剂量；仿形定子法兰3中法兰支撑部33的中央开设有位于盖内腔41正下方的预留螺纹孔34，满足模拟可拆卸组件移除后、叶轮防护罩等的安装的需求；仿形定子法兰3中法兰支撑部33的下端面上固设有支撑肋板35，可满足水力部件等的重量。

为了便于实现仿形可拆卸组件与仿形主泵壳体5之间在竖直方向上的相对位移，本申请中采用向上移除仿形主泵壳体5的形式，从而即可满足工艺试验需求，也大大简化了试验台架的复杂性，方便操作。再者，为了便于移除仿形主泵壳体5，如图4至图6所示，所述仿形主泵壳体5的上端面上螺纹连接有三个吊耳12，三个吊耳12沿仿形主泵壳体5的周向均匀分布。进一步地，如图4至图6所示，本申请涉及的核电用屏蔽主泵拆装工艺试验台架还包括存储台架9，所述存储台架9包括水平设置的支撑台面91和固设在支撑台面91下端的四个支撑脚92，支撑台面91呈方形，四个支撑脚92分别位于支撑台面91的四个边角处，相邻的支撑脚92之间为空腔，所述支撑台面91中开设有上下贯通的支撑槽93；当Canopy密封环6被切割、且仿形主泵壳体5与仿形定子法兰3相拆离后，使用吊装设备、通过所述吊耳12将仿形主泵壳体5从仿形可拆卸组件上向上移除、并吊装至支撑台面91的支撑槽93中，再将仿形主泵壳体5与支撑台面91相连接，从而将仿形主泵壳体5安装固定于存储台架9，仿形主泵壳体5的下端从支撑槽93中向下露出，便于工作人员在下方对仿形主泵壳体5进行封堵，并使用切削或打磨专机对仿形主泵壳体5上的残余Canopy密封环6进行去除，为实际主泵壳体上Canopy密封环6残留部分的打磨工艺和专用设备的开发提供基础条件。

为了准确地将仿形主泵壳体5固定连接于支撑台面91，如图4和图5所示，仿形主泵壳体5的上端面上通过固定螺钉13连接有三块周向均布的定位板95，所述支撑台面91的上端面上开设有多个定位孔，每块定位板95远离仿形主泵壳体5的外端都连接有上下延伸的定位销96，所述定位销96的下端插入支撑台面91上的定位孔中。另外，所述仿形主泵壳体5与支撑台面91的固定安装结构为：如图4和图5所示，仿形主泵壳体5的上端面上通过固定螺钉13连接有六块周向均布的连接板94，相邻的两块连接板94之间设有一块所述定位板95或一个所述吊耳12，每块连接板94远离仿形主泵壳体5的外端都通过两个固定螺钉13连接于支撑台面91，从而将仿形主泵壳体5与支撑台面91相固定。

组装图1至图3所示的核电用屏蔽主泵拆装工艺试验台架时，主要步骤如下：

步骤1、将底板1放置于橡胶垫14上，使用固定螺栓15将已组装的仿形可拆卸组件固定于底板1，仿形可拆卸组件由仿形电机定子壳2、仿形定子法兰3、仿形定子盖4和密封板10构成；

步骤2、在法兰更换件31的安装位置处将O型密封圈11安装在仿形定子法兰3中，使用固定螺钉13将法兰更换件31与仿形定子法兰3相连接；

步骤3、在泵壳更换件52的安装位置处将O型密封圈11安装在仿形主泵壳体5中，使用固定螺钉13将泵壳更换件52与仿形主泵壳体5相连接；

步骤4、安装Canopy密封环6，并将其与仿形定子法兰3的法兰更换件31焊接；

步骤5、起吊仿形主泵壳体5并使其落座于仿形定子盖4，按照屏蔽主泵实际安装工艺装配24个仿形主螺栓7和仿形主螺母8，将仿形主泵壳体5与仿形可拆卸组件相连接；

步骤6、将Canopy密封环6与仿形主泵壳体5的泵壳更换件52焊接，至此完成组装。

试验台架组装好之后，即可在仿形主泵壳体5的泵壳内腔51中倒入去离子水，Canopy密封环6使得泵壳内腔51中的去离子水不会流出，从而模拟屏蔽主泵的实际工况，然后操作屏蔽主泵拆卸专用工具，按照对应工艺进行Canopy密封环6的打孔可控输流及切割。Canopy密封环6打孔后，则泵壳内腔51中的去离子水从仿形主泵壳体5与仿形定子盖4之间的缝隙中流出、再从Canopy密封环6上的孔中流出。在对Canopy密封环6进行打孔和切割的过程中，24个仿形主螺栓7和仿形主螺母8分三组拆除：先将一组8个仿形主螺栓7和仿形主螺母8拆除，对该处的Canopy密封环6进行打孔和切割；之后将这一组8个仿形主螺栓7和仿形主螺母8再安装上，拆除另一组8个仿形主螺栓7和仿形主螺母8，再对该处的Canopy密封环6进行打孔和切割，直至Canopy密封环6被剖成上下两半后，拆除剩余两组16个仿形主螺栓7和仿形主螺母8。对与法兰更换件31相焊接的残留Canopy密封环6进行切割。起吊仿形主泵壳体5并固定于存储台架9上，利用切削或打磨专机对泵壳更换件52上焊接的残留Canopy密封环6进行去除。上述过程完成后，更换法兰更换件31、泵壳更换件52及Canopy密封环6，开始其他新的拆除工艺试验和专用工具的研发。

综上所述，本申请涉及的核电用屏蔽主泵拆装工艺试验台架具有以下有益效果：

1、本申请紧密贴合核电用屏蔽主泵实际维修环境和拆装工艺，可满足核电用屏蔽主泵拆装过程中所有专用工具安装、调试、验证所需，为拆装专用工具和拆装工艺的开发和调试提供了良好的基础条件。

2、试验台架中除与拆装工艺相关的零部件的设计与实际保持一致外，其余部件结构、尺寸等均进行了简化，降低了加工制造的难度，同时也节省了成本。

3、为了保证仿形主泵泵壳与仿形可拆卸组件在竖直方向的相对位移，试验台架的设计采用了仿形主泵壳体向上吊装的方式，不仅满足了需求，而且简化了台架的设计、节省了场地。

4、仿形主泵泵壳、仿形定子法兰、Canopy密封环等属工艺试验中的耗材，为了降低成本，同时考虑装配的便捷性，试验台架中仿形主泵泵壳和仿形定子法兰上都设计有可更换的环形部件。

5、考虑到屏蔽主泵拆装过程中辅助工艺及辅助工具的使用，试验台架设计了一定数量的预留接口，具有一定的拓展性。

所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。