一种核电厂大型屏蔽主泵下部C环切割装置的制作方法

本发明属于核电厂大型屏蔽主泵维修技术领域，具体涉及一种核电厂大型屏蔽主泵下部c环切割装置。

背景技术：

当主泵发生故障，需要解体下端盖抽转子时，必须完成下部c环切割。目前对于此项切割技术，从未有过实施先例，没有成熟经验可以借鉴，需要专门研发一套切割方案，要能够实现在线切割；要保证较高的切割效率；切割精度要高，能够实现定距切割；要能保证切断时刻的异物控制与辐射防护。

目前，较为成熟的不锈钢切割技术有：机床加工、激光切割、等离子切割、火焰切割以及砂轮磨削切割等。机床切割精度高，但是需要进行主泵翻身旋转等操作，要制作大型承重高精度托架，实施困难。激光和等离子切割技术，开发周期长，难以控制切割深度，对操作人员技能水平要求较高，并且需要使用高速喷射气流冲击融化的金属，存在较大异物风险。火焰切割精度过低，温升区域大，会对主泵零部件造成潜在不利热影响。砂轮切割技术相对成熟且结构简单，适合在线切割。但是下部c环空间狭窄幽深，据了解，现有市售砂轮机均无法满足c环切割空间尺寸要求。

实用新型专利cn201420493486.2公开了ap1000核电站主泵canopy密封切割装置，并具体公开了装置包括固定环和切削转动环，切削转动环通过滑动配合组件相对于固定环可以旋转，切削转动环远离固定环的一侧面设置有径向紧固支柱，径向紧固支柱包括贯穿固定块的螺钉，螺钉顶压在ap1000主泵泵体上，固定环圆周面设置有转动环驱动装置，转动环驱动装置包括齿轮件，齿轮件与切削转动环进行啮合；当切割泵壳处密封环时，固定环远离切削转动环的一侧面还设置有下轴向支撑柱，下轴向支撑柱顶压在泵体法兰端面上，切削转动环还设置有上轴向支撑柱，上轴向支撑柱顶压ap1000主泵泵壳的端面上，切割过程不会产生放射性气体和放射性的液体，减少现场的辐射。

技术实现要素：

本发明针对现有技术存在的问题，提出了一种结构稳定、定位精度高，在线切割效率高的核电厂大型屏蔽主泵c环切割装置，主要用于主泵下部c环切割。

本发明是通过以下技术方案得以实现的：

本发明提供一种核电厂大型屏蔽主泵下部c环切割装置包括挂壁组件、切割组件；所述挂壁组件包括压板、挂壁主体；所述压板用于固定在主泵下端盖的端面上且与主泵下端盖之间留有缝隙，以供挂壁主体的舌部在缝隙内滑动；所述切割组件包括角磨机机头、传动机构和切割机构；所述挂壁主体下部连接所述角磨机机头，所述角磨机机头经传动机构连接伸入主泵c环所在空间的切割机构。

本发明利用挂壁组件将整个切割组件的重量转移到主泵下端盖的端面上，并且为切割机构提供轴向与径向的定距限位，提高切割精度。切割机构随挂壁舌部在缝隙内滑动而在圆周方向移动，便于切割主泵c环。

作为优选，所述挂壁组件还包括上限位板和下限位板，所述上限位板设于所述挂壁主体的上部，所述上限位板的限位面用于接触主泵下端盖侧面上部；所述下限位板设于所述挂壁主体的下部，所述下限位板的限位面用于接触主泵下端盖侧面下部。

作为优选，所述挂壁主体设于所述主泵下端盖的侧面，且具有能够容纳主泵下端盖侧壁上的冷却水法兰的空间。

作为优选，所述切割机构包括砂轮片、从动皮带轮、上压板、上芯轴、上轴承、下压板、下芯轴、下轴承、连接件；所述砂轮片套设于所述从动皮带轮的转轴上并通过第一压紧螺母与从动皮带轮固定；所述上轴承与所述下轴承分别设于所述从动皮带轮的上端和下端，所述上轴承通过上芯轴与上压板连接，所述下轴承通过下芯轴与下压板连接，所述上压板与所述下压板相互平行设置且分别与连接件连接，所述连接件与所述从动皮带轮之间具有允许砂轮片转动的空间。

作为优选，所述从动皮带轮为中空结构，中空部分用于容置下轴承。

作为优选，所述传动机构包括主动皮带轮、皮带、张紧伸缩机构；所述主动皮带轮安装在角磨机机头的输出轴上，主动皮带轮经皮带传动连接所述从动皮带轮；所述张紧伸缩机构设于角磨机支座上，用于调整皮带张紧力。

作为优选，所述张紧伸缩机构包括张紧套管、张紧螺母、张紧螺杆；所述张紧套管一端固定在角磨机支座上；所述张紧螺杆一端伸入所述张紧套管的另一端，并通过销钉防止张紧螺杆相对张紧套管沿圆周方向转动，所述张紧螺杆的另一端连接所述切割机构的连接件；所述张紧螺母套设在张紧螺杆外，且张紧螺母的支撑面设置有允许张紧套管插入的插槽。

作为优选，所述张紧伸缩机构还包括设于张紧螺杆其伸入所述张紧套管一端端部的稳定塞；所述稳定塞与所述张紧套管内部间隙配合。

作为优选，所述张紧伸缩机构还包括固定张紧套管的支座立柱、连接支座立柱的支座大端杆、一端连接支座大端杆且另一端连接角磨机支座的支座小端杆。

作为优选，核电厂大型屏蔽主泵c环切割装置还包括罩壳；所述罩壳包裹于传动机构和切割机构外。

作为优选，所述罩壳的背板安装有压缩空气接口。

作为优选，所述罩壳的侧板开有排屑口，用于与吸尘器对接。

作为优选，所述切割组件还包括扁錾，用于在切割机构切割完毕后，用于錾破残余c环切缝。

本发明具有以下有益效果：

本发明一种核电厂大型屏蔽主泵c环切割装置，砂轮切削刃部位的位移变形量微小，结构稳定，定位精度高；皮带轮及轴承等高热部位温度可控；适用于狭窄幽深的切割环境，能在线切割，效率高，精度可控，切缝平整，异物可控，不会造成空气辐射污染。

附图说明

图1为本发明一种核电厂大型屏蔽主泵下部c环切割装置安装于屏蔽主泵上的结构示意图；

图2为图1中切割机构的结构示意图；

图3为图1中传动机构的结构示意图；

图4为图3中主动皮带轮部分的结构示意图；

图5为图3中张紧伸缩机构的结构示意图；

图6为图1中挂壁组件的结构示意图；

图7为图1中罩壳的结构示意图；

图8为扁錾的主视图图；

图9为扁錾的侧视图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

屏蔽主泵取消了轴封装置后，通过上下两道304不锈钢c型密封环实现整个泵体的焊接密封。为了能在狭窄幽深的c环空间内实现有效切割，本发明提出一种核电厂大型屏蔽主泵c环切割装置。

如图1，本发明一种核电厂大型屏蔽主泵下部c环切割装置包括挂壁组件1、切割组件。所述挂壁组件1包括压板11、挂壁主体12。所述压板11通过螺栓等方式固定在主泵下端盖8的端面上，且所述压板11与主泵下端盖8之间留有缝隙，以供挂壁主体12的舌部1211在缝隙内滑动。所述切割组件包括角磨机机头2、传动机构3和切割机构5。所述角磨机机头采用现有角磨机移除切割部分后的结构，所述挂壁主体12下部连接所述角磨机机头2，所述角磨机机头2经传动机构3连接伸入主泵c环所在空间的切割机构5。所述压板与主泵下端盖之间的缝隙作为所述挂壁主体12舌部121的滑动轨道，所述切割组件随着挂壁组件沿滑动轨道滑动而圆周移动，以便于切割机构切割c环7（图1中6为主泵本体）。

如图6，所述挂壁主体12设于所述主泵下端盖的侧面，且具有能够容纳主泵下端盖侧壁上的冷却水法兰9的空间，如图所示所述挂壁主体12类似呈c型结构，包裹在冷却水法兰9外。这样，能便于实现连续滑动切割。具体地，所述挂壁主体12包括主梁121、挂壁立板122、下连接板123；所述主梁121位于主泵下端盖侧面的上端，所述挂壁主体的舌部位于所述主梁121上，所述主梁121伸入主泵下端盖8与压板11之间的缝隙内的部分为舌部1211。所述下连接板123相对所述主梁121水平设置，通过挂壁立板122将两者连接，连接处可利用螺栓固定。所述挂壁组件还包括上限位板124和下限位板125，所述上限位板124设于所述挂壁主体12的上部，如安装于所述主梁121的底部，所述上限位板124的限位面用于接触主泵下端盖8侧面上部，如两点接触。所述下限位板125设于所述挂壁主体12的下部，如安装于所述下连接板123的侧壁，所述下限位板125的限位面用于接触主泵下端盖8侧面下部，如两点接触。所述上限位板124与所述下限位板125相对平行设置。这样能实现径向定距切割。

所述挂壁组件1还包括挂腿13，挂腿一端与挂壁主体的下连接板连接，另一端用于安装角磨机机头和切割组件。

如图2，所述切割机构5包括砂轮片51、从动皮带轮52、上压板53、上芯轴54、上轴承55、下压板56、下芯轴57、下轴承58、连接件59。所述砂轮片51套设于所述从动皮带轮52的转轴上并通过第一压紧螺母50与从动皮带轮52固定。所述上轴承55与所述下轴承58，如采用深沟球轴承，分别设于所述从动皮带轮52的上端和下端，所述上轴承55通过上芯轴54与上压板56连接，所述下轴承58通过下芯轴54与下压板56连接。为实现紧固装配，使得砂轮片能有效转动，所述上下芯轴与所述上下压板之间设计为插槽结构配合，并点焊连接。所述上压板53与所述下压板56相互平行设置且分别与连接件59连接，如通过沉头内六角螺钉将上压板53、下压板56分别固定在连接件5上。所述连接件59与上下压板连接后，使得其与所述从动皮带轮52之间具有允许砂轮片52转动的空间。这样，当从动片皮带轮52随转轴转动时，能带动砂轮片有效转动，并作用于切割c环。

所述下轴承58为砂轮片51的主要定位机构，为此将下轴承设计为内外圈同时过盈配合，游隙等级选择c4级。所述上轴承55主要用于辅助定位，砂轮片更换需要拆掉上压板53以及上轴承55，为方便拆卸，上轴承55内圈设计为间隙配合，外圈设计为过盈配合，游隙等级选择c3级。为了最大限度减少轴向尺寸，所述从动皮带轮52为中空结构，中空部分用于容置下轴承58。进一步，将从动皮带轮52与转轴加工成一体。为了使砂轮片51稳固设于转轴上，则转轴设计抬肩，如1mm高台肩，砂轮片51套设在转轴的抬肩上，实现砂轮片的装配定位。为了满足主泵c环7轴向空间尺寸，径向深度保证切穿c环，则切割机构的高度控制在32mm。

上述砂轮片51的更换方法为，松开上压板53与连接件59的沉头内六角螺钉，移除上压板53、上芯轴54以及上轴承55，松开砂轮片51的第一压紧螺母50，即可取出砂轮片51。安装过程与之相反。

如图3-5，所述传动机构3包括主动皮带轮31、皮带32、张紧伸缩机构33。所述主动皮带轮31通过主动皮带轮压紧螺母311安装在角磨机机头的输出轴上，主动皮带轮31经皮带32传动连接所述从动皮带轮52。所述皮带32为多楔皮带，将主动皮带轮31的转矩传递给从动皮带轮52。为了减少轴承安装到位于皮带轮后，轴承内圈与皮带轮内表面摩擦，安装皮带轮的轴承其轴承槽内侧留有窄边凸台。所述张紧伸缩机构33设于角磨机支座21上，用于调整皮带张紧力。

所述张紧伸缩机构33包括张紧套管331、张紧螺母332、张紧螺杆333。所述张紧套管331一端固定在角磨机支座21上。所述张紧螺杆333一端伸入所述张紧套管331的另一端，并通过销钉334防止张紧螺杆333相对张紧套管331沿圆周方向转动，为此所述张紧螺杆333和张紧套筒331上开孔，安装所述销钉334。所述张紧螺杆333的另一端连接所述切割机构的连接件59，如点焊连接。所述张紧螺母332套设在张紧螺杆333外，且张紧螺母332的支撑面设置有允许张紧套管331插入的插槽，这样，可以克服张紧螺母332与张紧套管331间的相对晃动。进一步，为了提高稳定性，所述张紧伸缩机构还包括设于张紧螺杆333其伸入所述张紧套管331一端端部的稳定塞335。所述稳定塞335与所述张紧套管331内部间隙配合，支撑所述张紧螺杆333。所述张紧伸缩机构利用张紧螺母332和张紧螺杆333相互旋转实现皮带的拆装和张紧力调整。

所述张紧伸缩机构33还包括支座立柱336、支座大端杆337、支座小端杆338。所述支座立柱336用于固定张紧套管331，支座大端杆337一端连接支座立柱336且另一端连接支座小端杆338一端，所述支座小端杆338另一端连接角磨机支座21，这样能抱紧角磨机支座。其中，支座大端杆337与支座小端杆338水平设置，支座大端杆337与支座小端杆338之间通过螺栓连接，其余各部件之间通过焊接完成。支座大端杆337一端连接支座立柱336底部，张紧套管331相对支座大端杆337水平设置并与支座立柱336连接。为了提高安装强度，支座大端杆337与支座立柱336之间增加加强筋339，减少切割机构轴向变形量。所述支座立柱336顶部有螺栓孔，用于固定罩壳。

如图1，本发明切割装置还包括罩壳4，所述罩壳4包裹于传动机构3和切割机构5外，阻止砂轮片意外断裂飞溅，保护操作人员安全。具体地，如图7，所述罩壳4包括左侧板41、右侧板42、背板43、顶盖44、底板45。所述顶盖44固定于所述上压板53（参见图2）和所述支座立柱336上。所述左侧板41、右侧板42、背板43与所述顶盖44为整体折弯制作。所述底板与左侧板、右侧板螺栓连接。所述左侧板或所述右侧板开设排屑口，用于与吸尘器对接，便于清除碎屑。所述背板43上安装有压缩空气接口，外接冷却用压缩空气，为皮带轮等高发热部件提供压缩空气冷却流道。

所述切割组件还包括扁錾，用于在切割机构切割完毕后，用于錾破残余c环切缝。如图8、9，扁錾刃部宽度比切缝宽度略小，尖端留有刃角100，改善局部受力，降低断刃风险。利用本发明切割装置时，先利用切割组件切割c环，在保留一定切割裕量的情况下，不切穿c环。整圈切割完毕后，吹扫清理所有可见碎屑。最后，使用扁錾錾破残余切缝。此时，c环以撕裂形式断开，无任何异物产生，同时内部的放射性物质也不会外逸。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。