装卸料机伸缩套筒全行程运行轨迹精确检测和调整工艺的制作方法

本发明属于压水堆核电站装卸料机伸缩套筒导向间隙调整技术领域，具体涉及一种装卸料机伸缩套筒全行程运行轨迹精确检测和调整工艺。

背景技术：

堆芯装卸料需在12米深的水下完成，而燃料组件在堆芯内的布置非常紧密，其理论间隙只有约1mm，因此要求装卸料机有很高的定位精度。

装卸料机直接与燃料组件连接的部件是内套筒，它由外套筒上的七层导向轮进行导向。燃料组件的定位精度主要取决于内套筒的精度，因此内套筒的定位精度需进行精确测量，目前传统的方法是将一套针状试验装置安装到装卸料机内套筒抓具上，然后将试验纸放置在内套筒下限位高度，在同一位置多次升降内套筒，测试针尖在试验纸上扎出的小孔位置变化来判断内套筒的定位精度。该方法可以很好地判断内套筒在下限位的定位精度，但也有它的局限性，即无法测试内套筒运动的整个动态过程。

由于多种因素的影响，内套筒以及燃料组件在升降过程存在一定程度摆动或转动。七层导向轮可以对内套筒实现导向和定位，限制其转动和摆动。如果导向轮间隙过大，则无法有效限制燃料组件的转动和摆动；如果导向轮间隙过小，则难以保证七层导向轮的间隙均匀一致，反而加剧燃料组件的摆动。

内套筒的转动和摆动会引起装卸料过程燃料组件位置的变化，造成燃料组件与相邻组件发生刮擦。燃料损伤的主要方式为定位格架的拉伤，而定位格架拉伤的直接原因就是燃料组件之间的相互刮擦。

为满足燃料组件在堆芯的安全操作，需要发明一种能够精确检测内套筒全行程运动轨迹的工艺，并完成对伸缩套筒导向间隙的精确调整。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种精确检测内套筒全行程运动轨迹的工艺，以及一套导向轮间隙调整工艺，用于解决装卸料过程燃料组件定位不准确以及晃动过大的问题。

本发明是这样实现的：

1.一种卸料机伸缩套筒全行程运行轨迹精确检测和调整工艺，包括如下步骤：

步骤一：连接试验装置

步骤1.1：将试验装置放置在换料水池底部，装卸料机内套筒正下方；

步骤1.2：下降装卸料机内套筒，使抓具的定位销进入试验装置的定位孔之中；

步骤1.3：操作装卸料机抓具，使4组钩爪张开并钩住试验装置；

步骤1.4：提升内套筒，使其缩回至外套筒；

步骤二：调整试验装置

步骤2.1：松开装卸料机外套筒上所有导向轮螺栓，拆除导向轮架，导向轮随导向轮架一起拆除，使内套筒处于自由状态；

步骤2.2：下降内套筒，使试验装置接近换料水池底部；

步骤2.3：将激光接收板置于激光发射装置下方；

步骤2.4：开启激光发射装置；

步骤2.5：提升内套筒，观察激光发射装置在激光接收板的光斑位置变化，并根据光斑位置变化来调整激光发射装置的方向；

步骤2.6：按照步骤2.5反复调整并试验，直至内套筒升降时，光斑位置不再变化；

步骤2.7：如图3所示，回装导向轮架，并重新紧固导向轮螺栓；

步骤三：测试内套筒运行直线度

步骤3.1：将激光接收板放置在下堆芯板上；若堆芯不可用，也可将激光接收板放置在倾翻坑底部，燃料转运小车两条轨道中间的正下方；

步骤3.2：将装卸料机移动至激光接收板上方，使激光接收板可以接收到激光发射装置的光斑；

步骤3.3：全行程升降内套筒，监测激光接收板上光斑移动的范围，确认光斑中心偏移不大于3mm，否则需按照下述工艺步骤调整；

步骤四：调整外套筒的垂直度

步骤4.1：先后在外套筒的0°、90°、180°以及270°方向悬挂铅垂线，用钢板尺在下部、中部以及上部3个位置分别测量外套筒外壁距离铅垂线的距离d1、d2以及d3；

步骤4.2：分析测量得到的d1、d2和d3，判断外套筒的垂直度是否满足预设的精度要求；如不满足，则通过增减外套筒支座下方垫片的厚度进行调整；

步骤4.3：按照步骤4.1重新测量外套筒垂直度，如仍不满足预设的精度要求，则继续按照步骤4.2增减垫片来调整；

步骤五：调整内、外套筒同心度

步骤5.1：升降内套筒，确认是否有内套筒与导向轮的异常撞击声，若有则检查提升内套筒的钢丝绳是否处于外套筒的正中位置；

步骤5.2：若钢丝绳不在外套筒的正中位置，则调整主提升支撑横下端橡胶块垫片的厚度，使主提升卷扬机产生旋转，直至钢丝绳位于外套筒的正中位置；此时内套筒将处于外套筒的正中位置；

步骤六：拆除所有导向轮

松开所有导向轮螺栓，并拆除导向轮架以及垫片；

步骤七：调整第一层导向轮

步骤7.1：将装卸料机移动至倾翻坑上方，在该位置内套筒可降至下限位；

步骤7.2：下降内套筒，使其穿过燃料转运小车两条轨道之间，并降至下限位；此时只有最下面2层导向轮可以实现导向；

步骤7.3：调整第一层导向轮的两侧导向轮垫片的厚度，使导向轮刚刚好接触到内套筒；以激光光斑开始移动为依据；

步骤7.4：对两组导向轮均增加1mm厚垫片；

步骤7.5：重新紧固导向轮螺栓；

步骤八：调整第二层导向轮

步骤8.1：调整第二层导向轮的两侧导向轮垫片厚度，使其刚刚好接触到内套筒；以激光光斑开始移动为依据；

步骤8.2：对两组导向轮均增加1mm厚垫片，使导向轮远离内套筒；

步骤8.3：重新紧固导向轮螺栓；

步骤九：调整其它五层导向轮

步骤9.1：提升内套筒高度1米，此时内套筒进入第三层导向轮；

步骤9.2：调整两侧导向轮的导向轮垫片厚度，使其刚刚好接触到内套筒；以激光光斑开始移动为依据；

步骤9.3：对两组导向轮均增加1mm厚垫片，使导向轮远离内套筒；

步骤9.4：重新紧固导向轮螺栓；

步骤9.5：重复步骤9.1至步骤9.4，依次调整好第四、五、六、七层导向轮；

步骤十：测试内套筒运行直线度

步骤10.1：全行程升降内套筒，监测并记录激光接收板上光斑的位置变化，确认光斑中心偏移不大于3mm；

步骤10.2：如果内套筒运行出现卡涩，则对每组导向轮增加0.1mm厚度垫片，并重新测试，直至满足要求。

2.根据权利要求1所述的卸料机伸缩套筒全行程运行轨迹精确检测和调整工艺，其特征在于：所述的步骤4.3中的预设的精度要求为：外套筒垂直度最大误差不得超过4.8mm。

3.根据权利要求1所述的卸料机伸缩套筒全行程运行轨迹精确检测和调整工艺，其特征在于：所述的的试验装置包括固定装置、激光发射装置和激光接收板；固定装置的上端设置有定位孔，通过钩爪和定位销与装卸料机抓具固定连接；激光发射装置固定在固定装置的下部；固定装置下部开有通孔，激光发射装置发射的激光通过该通孔投射到位于固定装置下方的激光接收板上。

本发明的有益效果是：

本发明包括连接试验装置、调整试验装置、测试内套筒运行直线度、调整外套筒的垂直度、调整内、外套筒的同心度、调整第一层导向轮、调整第二层导向轮、调整其他五层导向轮和测试内套筒运行直线度的步骤。本发明解决了装卸料机无法测量内套筒运行直线度的问题，并提供了一套内套筒导向间隙的调整工艺，能够使得装卸料机内套筒导向轮处于最优工作状态，确保内套筒的运行直线度，提高了装卸料机对燃料组件定位的精确性和可靠性，显著降低燃料刮擦损伤风险。

附图说明

图1为专用试验装置连接到装卸料机抓具上的示意图；

图2为外套筒导向轮布置示意图；

图3为导向轮间隙调整示意图；

图4为外套筒垂直度调整示意图；

图5为内、外套筒同心度调整示意图。

其中：1.装卸料机抓具，2.钩爪，3.定位销，4.固定装置，5.激光发射装置，6.激光接收板，7.外套筒，8.导向轮组件，9.内套筒，10.导向轮架，11.导向轮，12.导向轮螺栓，13.导向轮垫片，14.外套筒支座，15.外套筒支座垫片，16.铅垂线，17.主提升卷扬机，18.钢丝绳，19.主提升支撑横梁，20.橡胶块，21.橡胶块垫片，22.主提升转轴。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步描述。

如图1所示，本发明所用的试验装置利用装卸料机的钩爪2连接到装卸料机抓具1，并利用装卸料机抓具1的定位销3实现定位。试验装置上设有激光发射装置5，激光发射方向可通过4组调整螺丝来调节，以保证激光方向与内套筒中心轴线平行，此时激光接收板6上的光斑位置就代表了内套筒的位置，通过对内套筒升降过程光斑位置的变化，即可测得内套筒运行直线度。

如图2所示，装卸料机外套筒7上装有导向轮组件8(共七层)，由于外套筒7的安装垂直度误差等原因，导致单侧7个导向轮不在一条直线上，使得内套筒9上下运动时易发生碰撞晃动，进而影响装卸料操作的安全。为提高内套筒运行的稳定性，须保证上下七层导向轮在一条直线上。

如图3所示，每层导向轮包含2个导向轮组件。导向轮组件由导向轮架10和导向轮11组成，其通过导向轮螺栓12固定到外套筒，并通过导向轮垫片13进行调整间隙：增加导向轮垫片13的厚度时，导向轮11将远离内套筒9；减小导向轮垫片13的厚度时，导向轮11将靠近内套筒9。

如图4所示，外套筒7通过支座14固定到装卸料机小车甲板上。外套筒的垂直度可利用铅垂线16进行测量；通过调整支座14下端垫片15的厚度，可调整外套筒的垂直度，使其达到最优状态。

如图5所示，装卸料机主提升卷扬机17一端通过轴22铰接到基座，另一端通过横梁19以及橡胶块20支撑。通过调整橡胶块垫片21的厚度，可使得主提升卷扬机17沿着主提升转轴22旋转，进而调整钢丝绳18相对于外套筒7的位置，确保内套筒9处于外套筒7的正中位置。

一种装卸料机伸缩套筒全行程运行轨迹精确检测和调整工艺，包括如下步骤：

步骤一：连接试验装置

步骤1.1：将试验装置放置在换料水池底部，装卸料机内套筒9正下方。

步骤1.2：下降装卸料机内套筒9，使抓具的定位销3进入试验装置的定位孔之中。

步骤1.3：操作装卸料机抓具1，使4组钩爪2张开并钩住试验装置，如图1所示。

步骤1.4：提升内套筒9，使其缩回至外套筒7。

步骤二：调整试验装置

步骤2.1：如图3所示，松开装卸料机外套筒7上所有导向轮螺栓12，拆除导向轮架10，导向轮11随导向轮架10一起拆除，使内套筒9处于自由状态。

步骤2.2：下降内套筒9，使试验装置接近换料水池底部。

步骤2.3：如图1所示，将激光接收板6置于激光发射装置5下方。

步骤2.4：开启激光发射装置5。

步骤2.5：提升内套筒9，观察激光发射装置5在激光接收板6的光斑位置变化，并根据光斑位置变化来调整激光发射装置5的方向。

步骤2.6：按照步骤2.5反复调整并试验，直至内套筒9升降时，光斑位置不再变化。

步骤2.7：如图3所示，回装导向轮架10，并重新紧固导向轮螺栓12。

步骤三：测试内套筒运行直线度

步骤3.1：将激光接收板6放置在下堆芯板上；若堆芯不可用，也可将激光接收板6放置在倾翻坑底部，燃料转运小车两条轨道中间的正下方。

步骤3.2：将装卸料机移动至激光接收板6上方，使激光接收板6可以接收到激光发射装置5的光斑。

步骤3.3：全行程升降内套筒9，监测激光接收板6上光斑移动的范围，确认光斑中心偏移不大于3mm，否则需按照下述工艺步骤调整。

步骤四：调整外套筒的垂直度

步骤4.1：如图4所示，先后在外套筒7的0°、90°、180°以及270°方向悬挂铅垂线16，用钢板尺在下部、中部以及上部3个位置分别测量外套筒7外壁距离铅垂线的距离d1、d2以及d3。

步骤4.2：分析测量得到的d1、d2和d3，判断外套筒7的垂直度是否满足预设的精度要求。如不满足，则通过增减外套筒支座14下方垫片15的厚度进行调整。

步骤4.3：按照步骤4.1重新测量外套筒7垂直度，如仍不满足预设的精度要求，则继续按照步骤4.2增减垫片来调整。外套筒7垂直度最大误差不得超过4.8mm，为提高装卸料机内套筒的回转定位精度，应尽可能提高外套筒垂直度。

步骤五：调整内、外套筒同心度

步骤5.1：升降内套筒9，确认是否有内套筒9与导向轮11的异常撞击声，若有则检查提升内套筒9的钢丝绳18是否处于外套筒7的正中位置。

步骤5.2：如图5所示，若钢丝绳18不在外套筒7的正中位置，则调整主提升支撑横19下端橡胶块垫片21的厚度，使主提升卷扬机17产生旋转，直至钢丝绳18位于外套筒7的正中位置。此时内套筒9将处于外套筒7的正中位置。

步骤六：拆除所有导向轮

如图2、图3所示，松开所有导向轮螺栓12，并拆除导向轮架10以及垫片13。

步骤七：调整第一层导向轮

步骤7.1：将装卸料机移动至倾翻坑上方，在该位置内套筒9可降至下限位。

步骤7.2：下降内套筒9，使其穿过燃料转运小车两条轨道之间，并降至下限位。此时只有最下面2层导向轮可以实现导向。

步骤7.3：如图3所示，调整第一层导向轮的两侧导向轮垫片13的厚度，使导向轮11刚刚好接触到内套筒9。以激光光斑开始移动为依据。

步骤7.4：对两组导向轮11均增加1mm厚垫片。

步骤7.5：重新紧固导向轮螺栓12。

步骤八：调整第二层导向轮

步骤8.1：如图3所示，调整第二层导向轮的两侧导向轮垫片13厚度，使其刚刚好接触到内套筒9。以激光光斑开始移动为依据。

步骤8.2：对两组导向轮均增加1mm厚垫片，使导向轮11远离内套筒9。

步骤8.3：重新紧固导向轮螺栓12。

步骤九：调整其它五层导向轮

步骤9.1：提升内套筒9高度1米，此时内套筒9进入第三层导向轮。

步骤9.2：如图3所示，调整两侧导向轮的导向轮垫片13厚度，使其刚刚好接触到内套筒9。以激光光斑开始移动为依据。

步骤9.3：对两组导向轮均增加1mm厚垫片，使导向轮11远离内套筒9。

步骤9.4：重新紧固导向轮螺栓12。

步骤9.5：重复步骤9.1至步骤9.4，依次调整好第四、五、六、七层导向轮。

步骤十：测试内套筒运行直线度

步骤10.1：全行程升降内套筒9，监测并记录激光接收板6上光斑的位置变化，确认光斑中心偏移不大于3mm。

步骤10.2：如果内套筒9运行出现卡涩，则对每组导向轮增加0.1mm厚度垫片，并重新测试，直至满足要求。

本发明所述的试验装置包括固定装置4、激光发射装置5和激光接收板6。固定装置4的上端设置有定位孔，通过钩爪2和定位销3与装卸料机抓具固定连接。激光发射装置5固定在固定装置4的下部。固定装置4下部开有通孔，激光发射装置5发射的激光通过该通孔投射到位于固定装置4下方的激光接收板6上。

凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应在本发明的保护范围之内。