一种高温气冷堆堆芯壳支承滚珠盖板异形防松垫片的制作方法

本发明属于高温气冷堆技术领域，具体涉及高温气冷堆堆芯壳支承滚珠盖板异形防松垫片。

背景技术：

高温气冷堆金属堆内构件堆芯壳支承滚珠是堆芯壳的核心部件之一，如果堆芯壳支承滚珠盖板螺栓松动，支承滚珠在运行期将无法正常动作，给高温气冷堆的安全运行造成无法估计的影响。

根据目前所设计的垫片，在现场施工时遇到以下问题，螺栓拧紧时垫片断裂数量过半，施工困难，无法有效锁紧螺栓头部。现有设计在支承滚珠组件上盖板M36螺栓拧紧过程中，防松垫片跟随螺栓一起旋转，导致垫片防旋挡片根部断裂，经分析和排查认为支承滚珠盖板的工作表面经过渗氮处理，其和防松垫片接触的表面硬度较高(≥HRC50)，导致垫片和上盖板接触面摩擦系数明显小于垫片和螺栓头部摩擦系数，致使螺栓拧紧时垫片周向剪切力过大。如何降低施工难度，解决螺栓拧紧时垫片断裂问题及如何有效锁紧螺栓头部问题成为了支撑滚珠盖板防松垫片设计亟待解决的问题。

目前尚未有公开文献披露解决上述问题的方法，因此，亟需研制一种高温气冷堆堆芯壳支承滚珠盖板异形防松垫片，以提高高温气冷堆运行的安全性。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是一种高温气冷堆堆芯壳支承滚珠盖板异形防松垫片，以解决现有设计中螺栓拧紧时垫片断裂问题及无法有效锁紧螺栓头部问题，降低施工难度，提高施工效率。

为了实现这一目的，本发明采取的技术方案是：

一种高温气冷堆堆芯壳支承滚珠盖板异形防松垫片，应用于高温气冷堆的金属堆内构件，支承滚珠组件由上盖板、下盖板和设置在上盖板和下盖板中间的两组圆柱形滚珠组成；在两组圆柱形滚珠的上下位置各设置一组齿条与滚珠固定连接，通过上述齿条与设置在上盖板和下盖板两侧的齿条相啮合；

上盖板为板状结构，其两侧各有2组齿条用来与圆柱形滚珠的齿条相啮合，在上盖板上开设4个φ78×26mm的凹槽，在凹槽里开设φ39×69mm的圆孔，在堆芯壳底板上设置4个M36的螺纹孔，M36固定螺栓通过φ39×69mm圆孔将上盖板固定在堆芯壳底板上；

在连接堆芯壳底板和上盖板的M36固定螺栓的头部与上盖板的凹槽面之间设置防松垫片；

防松垫片为左右对称的梨形结构，厚度是1.5mm，包括主体部分和下部两部分；主体部分是外径为75mm，内径是37mm的圆环，外弧长度是141.6mm；圆环的上部是防旋挡片端，防旋挡片端的长度是27mm，在防旋挡片端的中间开设8mm×8mm的正方形开口；下部是半径为25mm，弧长71.5mm的异形片端；

防旋挡片与防松垫片为一体式结构，分为左右两块，分别设置在防旋挡片端正方形开口两端；每块防旋挡片是8mm×2.5mm×1.5mm的板状结构，其8mm×2.5mm的侧面分别在防松垫片对称的左右两部分上，并且垂直于防松垫片。

进一步的，如上所述的一种高温气冷堆堆芯壳支承滚珠盖板异形防松垫片，应用于高温气冷堆的金属堆内构件，其中：支承滚珠组件共有15组，下盖板通过M36固定螺栓固定在压力容器内的15个支承平台上，上盖板通过M36固定螺栓固定在堆芯壳底板上。

进一步的，如上所述的一种高温气冷堆堆芯壳支承滚珠盖板异形防松垫片， 应用于高温气冷堆的金属堆内构件，其中：上盖板是440mm×300mm×95mm的板状结构。

进一步的，如上所述的一种高温气冷堆堆芯壳支承滚珠盖板异形防松垫片，应用于高温气冷堆的金属堆内构件，其中：防松垫片上表面与上盖板的凹槽面接触，下表面与上述的M36固定螺栓的头部接触。

进一步的，如上所述的一种高温气冷堆堆芯壳支承滚珠盖板异形防松垫片，应用于高温气冷堆的金属堆内构件，其中：防松垫片的下部通过R20mm、弧长10.9mm的圆弧与主体部分的圆环平滑对接。

本发明技术方案的有益效果在于：

(1)在本发明技术方案中，双侧防旋垫片有效地阻止了垫片的滑动，加大了垫片和上盖板接触面的摩擦系数，使得螺栓拧紧时垫片周向剪切力减少，防止了防旋挡片根部断裂的风险。

(2)异形环防松垫片的下部异形片端上翻容易，降低了施工难度，且其下部异形片端上翻后将螺栓头包住一部分，用铜棒敲紧后能够将螺栓头部锁紧，起到防松作用。

附图说明

图1为高温气冷堆堆芯壳支承滚珠盖板异形防松垫片装置侧视图；

图2为高温气冷堆堆芯壳支承滚珠盖板异形防松垫片装置主视图；

图3为高温气冷堆堆芯壳支承滚珠盖板异形防松垫片结构设计示意图。

图中：1-防旋挡片，2-防松垫片主体部分，3-防松垫片下部，4-M36固定螺栓，5-支承滚珠组件上盖板，6-正方形开口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细说明。

如图1～3所示，本发明一种高温气冷堆堆芯壳支承滚珠盖板异形防松垫片，应用于高温气冷堆的金属堆内构件，支承滚珠组件由上盖板、下盖板和设置在上盖板和下盖板中间的两组圆柱形滚珠组成；在两组圆柱形滚珠的上下位置各设置一组齿条与滚珠固定连接，通过上述齿条与设置在上盖板和下盖板两侧的齿条相啮合；

支承滚珠组件共有15组，下盖板通过M36固定螺栓固定在压力容器内的15个支承平台上，上盖板通过M36固定螺栓固定在堆芯壳底板上。

上盖板是440mm×300mm×95mm的板状结构，其两侧各有2组齿条用来与圆柱形滚珠的齿条相啮合，在上盖板上开设4个φ78×26mm的凹槽，在凹槽里开设φ39×69mm的圆孔，在堆芯壳底板上设置4个M36的螺纹孔，M36固定螺栓通过φ39×69mm圆孔将上盖板固定在堆芯壳底板上；

在连接堆芯壳底板和上盖板的M36固定螺栓的头部与上盖板的凹槽面之间设置防松垫片；防松垫片上表面与上盖板的凹槽面接触，下表面与上述的M36固定螺栓的头部接触。

防松垫片为左右对称的梨形结构，厚度是1.5mm，包括主体部分和下部两部分；主体部分是外径为75mm，内径是37mm的圆环，外弧长度是141.6mm；圆环的上部是防旋挡片端，防旋挡片端的长度是27mm，在防旋挡片端的中间开设8mm×8mm的正方形开口作为防旋孔；下部是半径为25mm，弧长71.5mm的异形片端；防松垫片的下部通过R20mm、弧长10.9mm的圆弧与主体部分的圆环平滑对接。

防旋挡片与防松垫片为一体式结构，分为左右两块，分别设置在防旋挡片端正方形开口两端；每块防旋挡片是8mm×2.5mm×1.5mm的板状结构，其8mm×2.5mm的侧面分别在防松垫片对称的左右两部分上，并且垂直于防松垫片。

本发明技术方案的安装工序为，先将异形松垫片放置在上盖板的凹槽内， 防旋挡片插入防旋孔中，然后将M36固定螺栓插入上盖板的圆孔中，用力矩扳手拧紧，在拧紧过程中，两个防旋挡片阻止了防松垫片的滑动和旋转，整个垫片是不旋转的，拧紧到力矩值后，将防松垫片的下部上翻，覆盖于螺栓头表面，用铜棒敲紧。

现有设计在支承滚柱组件上盖板M36螺栓拧紧过程中，防松垫片跟随螺栓一起旋转，导致垫片防旋挡片根部断裂，经分析和排查认为支承滚柱盖板的工作表面经过渗氮处理，其和防松垫片接触的表面硬度较高(≥HRC50)，导致垫片和上盖板接触面摩擦系数明显小于垫片和螺栓头部摩擦系数，致使螺栓拧紧时垫片周向剪切力过大。为克服这个问题，本发明采用双侧防旋挡片，在防旋孔两侧各加工一面防旋挡片。

现有设计在支承滚柱组件上盖板M36螺栓锁紧过程中，锁紧部分上包螺栓头侧面仅为5mm，不能有效地锁紧螺栓，且增加了施工难度。本发明采用异形环结构垫片，将防松垫片的下部上翻后将螺栓头包住一部分，然后用铜棒敲紧，从而可以有效地锁紧螺栓。