一种乏燃料运输容器的提升耳轴载荷试验工艺装置的制作方法

本发明属于核电设备制造领域，具体涉及乏燃料运输容器研制的提升耳轴载荷试验技术。

背景技术：

随着国内核电产业的发展，现有核电机组已经服役多年，核岛内的乏燃料贮存即将达到极限，必须转运至后处理厂进行后处理。乏燃料贮存、运输是核燃料循环产业中不可缺少的重要一环，乏燃料运输容器的重要验收试验是耳轴载荷试验，乏燃料运输容器在操作工况时，如图3和图4所示，容器的两对耳轴中的每一对(位置相对的两个)，都要进行载荷试验，耳轴沿着筒体外表面沿着圆周均匀分布，并且采用全焊透形式焊缝连接。试验方法是使耳轴承受3倍的满载容器重量，完成这项试验需要设计制造一套试验工装。

目前国内现有进口的乏燃料运输容器耳轴载荷试验装置已不能够满足国内乏燃料周转运输的要求，且国外也没有相关资料的公开。因此，亟需研制一种乏燃料运输容器的耳轴载荷试验装置。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种乏燃料运输容器的提升耳轴载荷试验工艺装置，以保证安全可靠的前提下简化操作。

为了实现这一目的，本发明采取的技术方案是：

一种乏燃料运输容器的提升耳轴载荷试验工艺装置，应用于乏燃料运输容器中提升耳轴的载荷试验，其中乏燃料运输容器是外径为2010mm的圆柱形容器，四个耳轴沿乏燃料运输容器的圆周方向均匀分布在其外侧并两两相对；乏 燃料运输容器在操作工况时，两对耳轴中的位置相对的每一对分别通过本工艺装置进行载荷试验；

该装置包括拉板、上梁、下梁和千斤顶，其中上梁和下梁结构相同，都是长度为2500mm，宽度为500mm，高度为800mm的长方体箱体结构；下梁设置在乏燃料运输容器筒体的上端部，在上梁和下梁之间设置千斤顶作为试验载荷装置，其高度为430～470mm；两根拉板分别于上梁和下梁的左端以及上梁和下梁的右端连接；

拉板是分为上下两部分的板状结构，其厚度为60mm，上部分是宽度为520mm，高度为400mm的板状结构，下部分是高度为2705mm，宽度为356mm的板状结构；拉板下部分的下端设置与耳轴对应的耳轴孔用来与耳轴套接；

其中一根拉板的上部分架在上梁的左端部，拉板下部分分别与上梁和下梁的左端面连接，在上梁和下梁的左端面设置焊接螺纹孔端板，通过螺栓螺母穿过焊接螺纹孔端板将上梁和下梁与拉板连接；

另一根拉板的上部分架在上梁的右端部，拉板下部分分别与上梁和下梁的右端面连接，在上梁和下梁的右端面设置焊接螺纹孔端板，通过螺栓螺母穿过焊接螺纹孔端板将上梁和下梁与拉板连接；

千斤顶产生的载荷向上作用于上梁，再传递到拉板上，由拉板通过耳轴孔作用在耳轴上，使两两相对的两个耳轴承受试验载荷；千斤顶产生向下的反向作用力于下梁上，以固定乏燃料运输容器和耳轴。

进一步的，如上所述的一种乏燃料运输容器的提升耳轴载荷试验工艺装置，上述的千斤顶是最高载荷为300吨的超高压电动分离式千斤顶。

进一步的，如上所述的一种乏燃料运输容器的提升耳轴载荷试验工艺装置，上述装置中各部件的材质均为牌号为Q235的碳素钢。

本发明技术方案的有益效果在于：在乏燃料运输容器研制过程中，该工装能满足提升耳轴载荷试验要求，保证试验过程安全可靠高效，操作定位容易精确，拆装简便。总之，达到了试验要求和工装安全可靠拆装便捷的目的。

附图说明

图1是耳轴载荷试验工装主视图；

图2是耳轴载荷试验工装侧视图；

图3是乏燃料运输容器筒体耳轴主视图；

图4是乏燃料运输容器筒体耳轴俯视图；

图5是耳轴载荷试验工装组装简图.

图中：1——拉板，2——上梁，3——千斤顶，4——下梁，5——M30螺栓，6——耳轴，7——筒体。

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进一步详细说明。

本发明技术方案的设计思路是要求满足以下三点：一是能保证工装结构能够承受系统设定的载荷，安全可靠不失效；二是能保证在提升试验过程中，耳轴被固定拉紧，避免从拉板中脱出；三是工装本身能简单方便地拆装。经过调研分析，充分考虑后，确定该工装采用分块可拆结构。分块的目的是不阻碍工装的拆除安装，同时可以互相拉紧固定。

通过调研、咨询、强度计算、开发设计、制造、鉴定、调试等程序，研制出一种乏燃料运输容器的提升耳轴载荷试验工装，能满足乏燃料运输容器的提升耳轴载荷验收试验需求，达到顺利完成制造乏燃料运输容器目标。具体实施例如下：

一种乏燃料运输容器的提升耳轴载荷试验工艺装置，应用于乏燃料运输容 器中提升耳轴的载荷试验，其中乏燃料运输容器是外径为2010mm的圆柱形容器，四个耳轴沿乏燃料运输容器的圆周方向均匀分布在其外侧并两两相对；乏燃料运输容器在操作工况时，两对耳轴中的位置相对的每一对分别通过本工艺装置进行载荷试验；如图1和图2所示，该装置包括拉板、上梁、下梁和千斤顶，其中上梁和下梁结构相同，都是长度为2500mm，宽度为500mm，高度为800mm的长方体箱体结构；下梁设置在乏燃料运输容器筒体的上端部，在上梁和下梁之间设置千斤顶作为试验载荷装置，其高度为430～470mm；在本实施例中，上述的千斤顶是最高载荷为300吨的超高压电动分离式千斤顶。

两根拉板分别于上梁和下梁的左端以及上梁和下梁的右端连接；拉板是分为上下两部分的板状结构，其厚度为60mm，上部分是宽度为520mm，高度为400mm的板状结构，下部分是高度为2705mm，宽度为356mm的板状结构；拉板下部分的下端设置与耳轴对应的耳轴孔用来与耳轴套接；其中一根拉板的上部分架在上梁的左端部，拉板下部分分别与上梁和下梁的左端面连接，在上梁和下梁的左端面设置焊接螺纹孔端板，通过螺栓螺母穿过焊接螺纹孔端板将上梁和下梁与拉板连接，并且从侧面顶住件拉板防止耳轴脱出；另一根拉板的上部分架在上梁的右端部，拉板下部分分别与上梁和下梁的右端面连接，在上梁和下梁的右端面设置焊接螺纹孔端板，通过螺栓螺母穿过焊接螺纹孔端板将上梁和下梁与拉板连接，并且从侧面顶住件拉板防止耳轴脱出。

如图5所示，千斤顶产生的载荷向上作用于上梁，再传递到拉板上，由拉板通过耳轴孔作用在耳轴上，使两两相对的两个耳轴承受试验载荷；千斤顶产生向下的反向作用力于下梁上，以固定乏燃料运输容器和耳轴。

在本实施例中，上述装置中各部件的材质均为牌号为Q235的碳素钢。

在上述装置的操作中，千斤顶产生的300吨载荷向上作用在上梁，再传递 到拉板上，由拉板通过耳轴孔作用在耳轴上，使两个耳轴承受300吨试验载荷。千斤顶产生向下的反向作用力于下梁上，固定压筒体和耳轴。这样保持300吨载荷拉力10分钟就达到了容器的提升耳轴载荷试验要求。在升压和保压过程中，千斤顶压力设定为规定值，升压速度控制为规定升压速度，达到规定载荷300吨时开始保压，保压不小于规定时间10分钟，达到安全平稳可靠的试验要求，然后就按规定降压速度逐渐降压。现场控压记录：每间隔固定时间记录一次测压数据。当一对耳轴载荷试验完成后，只需要拆除螺栓，工装整体沿着筒体圆周旋转90度，然后再按前述步骤组装试验，即可完成另一对耳轴载荷试验任务。