一种反应堆压力容器主螺栓螺纹松动剂喷涂装置的制作方法

1.本发明属于核电站反应堆检修技术领域，具体涉及一种反应堆压力容器主螺栓螺纹松动剂喷涂装置。


背景技术：

2.某核电站一期工程为两台vver-1000型机组，反应堆为b-428型反应堆。每台机组有54根主螺栓，与反应堆压力容器主螺栓孔、主螺母和垫片共同配合，为反应堆压力容器与反应堆上部组件之间的密封提供预紧力，预紧力通过力学传递，作用于主密封圈，进而实现反应堆主密封面密封功能。主螺栓是可拉伸型螺栓，由主螺栓筒体、上部丝堵及其垫片、套筒、中心测量杆、下部丝堵及其垫片组成，螺栓全长1950mm，单体重量306kg。主螺栓筒体主要有3段螺纹：第一段螺纹为s45
°
m160
×
6，用于主螺栓与螺栓拉伸机反应螺母连接，在拉伸过程中起连接作用；第二段螺纹为m170
×
6-240，用于主螺栓与主螺母连接，起固定主螺栓顶部作用；第三段螺纹为m170
×
6-6e-230，用于主螺栓与反应堆压力容器连接，起固定主螺栓根部作用。
3.机组大修期间，在压力容器扣盖并密封过程中，先利用螺栓拉伸机将主螺栓拧入压力容器主螺栓孔中。然后，利用螺栓拉伸机在主螺栓的弹性变形范围内对54根主螺栓进行一次性拉伸，拉伸过程中紧固主螺母，螺母紧固后卸载螺栓拉伸机的拉伸力，此时，主螺栓底部被固定不动，顶部拉伸后被主螺母固定，主螺栓在主螺母和反应堆压力容器的共同作用下，始终保持弹性变形状态，进而为反应堆压力容器密封面密封提供必要的预紧力。在主螺栓拧入压力容器主螺栓孔和主螺母紧固两个过程中，为防止螺纹间出现咬死，会提前在压力容器主螺栓孔螺纹、主螺栓螺纹、主螺母螺纹表面涂抹薄薄一层润滑脂。主螺栓润滑脂采用的是дми-7型二硫化钼粉40％和пэс二硫化钼油60％混合而成的润滑脂，而机组在下一个燃料循环运行过程中，主螺栓工作位置温度较高，二硫化钼油会自动挥发，二硫化钼粉自动干涸硬化附着于主螺栓孔、主螺栓和主螺母的螺纹上。干涸硬化的二硫化钼润滑脂导致螺纹间的摩擦力增加，给下次大修主螺母和主螺栓拆除带来极大的困难。根据检修经验，硬化的二硫化钼润滑脂在螺纹松动剂wd-40中浸泡足够的时间后会自动软化，软化后主螺栓和主螺母即可顺利拆除。为达到较好的软化效果，防止主螺栓拆除困难现象出现，每次大修需分三次采用喷涂的方式对主螺栓与主螺母、主螺栓孔配合部位添加螺纹松动剂，让松动剂慢慢润湿软化干涸的二硫化钼润滑脂，而不可采用浇灌的方式。每次大修该项工作平均需喷涂螺纹松动剂约100罐。
4.据统计，每次大修都会发生因螺纹松动剂喷涂效果不佳导致多根主螺栓不能顺利拆除的异常事件。从作业环境、作业方法和人员行为等方面分析，查找出部分主螺栓螺纹松动剂喷涂效果不佳的原因。主螺栓螺纹松动剂喷涂工作在反应堆竖井内开展，现场环境温度较高，环境剂量率较大。此外，主螺栓与压力容器主螺栓孔配合位置贴近地面，工作人员需蹲着甚至趴伏在地面作业。螺纹松动剂wd-40为罐装带压液体，通过持续按压罐体头部喷头从喷口喷出。现场作业时，工作人员手部长时间按压喷头后酸痛难忍，需暂停作业放松缓
解手部。如此，一方面延长了工作时间，相应地缩短了螺纹松动剂对二硫化钼润滑脂的有效软化时间；另一方面，在高温环境下工作人员体力进一步流失，同时在高辐射剂量率环境下增加工作人员集体吸收剂量。因此，在高温、高辐射剂量率的不利作业环境下，工作人员受较差的作业位置、体能和精力限制、人的固有惰性影响，对部分主螺栓螺纹的松动剂喷涂不充分，螺纹上硬化的二硫化钼润滑脂软化效果不佳，导致部分主螺栓不能顺利拆除。
5.针对主螺栓螺纹松动剂喷涂工作，为释放工作人员双手，减轻工作人员负担，提高螺纹松动剂喷涂效率，使螺纹上硬化的二硫化钼润滑脂得到充分软化，避免主螺栓拆除困难的异常事件发生，同时为降低该项工作的总集体剂量值，亟需提供一种反应堆压力容器主螺栓螺纹松动剂喷涂装置。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于：
7.根据主螺栓螺纹松动剂结构特点和现场使用需求，本发明提供一种反应堆压力容器主螺栓螺纹松动剂喷涂装置，释放工作人员双手，减轻工作人员负担，提高螺纹松动剂喷涂效率，使螺纹上硬化的二硫化钼润滑脂得到充分软化，避免主螺栓拆除困难的异常事件发生，同时降低主螺栓螺纹松动剂喷涂工作的总集体剂量值。
8.本发明采用的技术方案：
9.一种反应堆压力容器主螺栓螺纹松动剂喷涂装置，包括上部压紧组件、中部支撑组件、下部调节组件三部分，中部支撑组件作为整个喷涂装置的主体结构，用于容纳螺纹松动剂并限制其发生径向位移，同时作为工作人员手持喷涂装置时的抓握部位；下部调节组件位于中部支撑组件的下端，起到承托螺纹松动剂罐体底部和调节纹松动剂喷涂流量的作用；上部压紧组件位于中部支撑组件的上端，起到压紧螺纹松动剂顶部喷头和调整螺纹松动剂喷头朝向的作用。
10.所述中部支撑组件包括上支撑板、支撑立柱、下支撑板，上支撑板和下支撑板均为圆环结构，在接近外边缘圆周上均布有圆形通孔，若干根支撑立柱的上下两头分别穿入上支撑板和下支撑板上均布的圆形通孔中，并进行焊接固定。
11.所述上支撑板中间开有装卸料孔，其直径略大于螺纹松动剂罐体直径，作为螺纹松动剂罐体装入和排出本装置的通道；下支撑板中间是加工有内螺纹的一个内螺纹通孔。
12.所述下部调节组件包括支撑调节件和把手，支撑调节板下部是圆板形状，上部是凸台，凸台上端面设计成圆球面，与螺纹松动剂罐体底部凹面完美契合；支撑调节板圆板外表面加工有外螺纹，与下支撑板内圈的内螺纹配合，使支撑调节件通过螺纹旋转而相对中部支撑组件上下运动，实现螺纹松动剂喷涂的启闭和流量调节；把手焊接在支撑调节件底面上，作为旋转支撑调节件的旋钮。
13.所述上部压紧组件包括支撑套管、顶部承力梁、可调节压块，支撑套管焊接在上支撑板上表面，为两端未封闭的圆管结构，用于容纳、支撑顶部承力梁，顶部承力梁安装在支撑套管上，可调节压块安装在顶部承力梁内凹槽中，并可绕竖直轴线自由旋转。
14.所述支撑套管中部偏上位置加工有l型键槽；顶部承力梁用于承受挤压螺纹松动剂喷头时的反作用力，其下部销轴安装在支撑套管内部，绕支撑套管轴线旋转，销轴外表面加工有一个圆柱形键，圆柱形键与l型键槽配合，在键槽中自由活动。
15.所述当键在l型键槽的水平段运动时，顶部承力梁进行旋转，旋转最大角度为100
°
；当键处于l型键槽的竖直段时，顶部承力梁正好位于装卸料孔中心上方并被限制旋转，喷涂装置处于工作状态。
16.所述可调节压块下端面是圆弧面，与螺纹松动剂喷头按压表面契合。
17.所述可调节压块通过其中间的连接轴和上端的定位板与顶部承力梁连接。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
19.(1)本发明提供的一种反应堆压力容器主螺栓螺纹松动剂喷涂装置，
20.半自动的螺纹松动剂喷涂装置的引入，减轻工作人员负担，提高螺纹松动剂喷涂效率，避免主螺栓拆除困难的异常事件发生，同时降低主螺栓螺纹松动剂喷涂工作的总集体剂量值；
21.(2)本发明提供的一种反应堆压力容器主螺栓螺纹松动剂喷涂装置，考虑装置轻便灵活性，主体结构选用笼式构造，在满足整体结构强度的基础上最大限度减轻整套装置的重量，同时方便操作人员观察、旋转调节螺纹松动剂罐体的朝向；
22.(3)本发明提供的一种反应堆压力容器主螺栓螺纹松动剂喷涂装置，采用螺纹配合方式提供挤压力实现螺纹松动剂持续喷涂，同时可根据现场需求灵活调节喷涂流量大小；
23.(4)本发明提供的一种反应堆压力容器主螺栓螺纹松动剂喷涂装置，装置与螺纹松动剂罐体底部凹面的接触面设计成圆球面，增大受力面积，防止装置对螺纹松动剂罐体挤压力过大而使罐体破裂；
24.(5)本发明提供的一种反应堆压力容器主螺栓螺纹松动剂喷涂装置，l型键槽与键配合一方面能快速形成装卸通道，使螺纹松动剂更换简便、快捷；另一方面快速定位可调节压块，使其正好位于螺纹松动剂喷头上方，同时保证喷涂过程中顶部承力梁不发生旋转；
25.(6)本发明提供的一种反应堆压力容器主螺栓螺纹松动剂喷涂装置，喷涂装置上可拆卸的、易散落部件在结构设计上严格遵守电站防异物相关要求，方便采取防异物措施。
附图说明
26.图1为本发明提供的一种反应堆压力容器主螺栓螺纹松动剂喷涂装置结构示意图；
27.图2为图1中a-a剖视图；
28.图3为图1中b-b剖视图；
29.图4为本发明使用示意图；
30.图中：1—上支撑板、2—支撑立柱、3—下支撑板、4—装卸料孔、5—内螺纹、6—支撑调节件、7—把手、8—凸台、9—外螺纹、10—支撑套管、11—顶部承力梁、12—可调节压块、13—l型键槽、14—销轴、15—键、16—圆弧面、17—连接轴、18—定位板、9—螺纹松动剂。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
33.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
34.如图1所示，本发明提供的一种反应堆压力容器主螺栓螺纹松动剂喷涂装置，整体外观呈圆柱笼筒形状，包括上部压紧组件、中部支撑组件、下部调节组件三部分。
35.中部支撑组件作为整个喷涂装置的主体结构，用于容纳螺纹松动剂19并限制其发生径向位移，同时作为工作人员手持喷涂装置时的抓握部位。中部支撑组件包括上支撑板1、支撑立柱2、下支撑板3，上支撑板1和下支撑板3均为圆环结构，在接近外边缘圆周上均布有四个圆形通孔，用于与支撑立柱2配合连接，如图2所示。上支撑板1中间开有装卸料孔4，其直径略大于螺纹松动剂罐体直径，作为螺纹松动剂罐体装入和排出本装置的通道。下支撑板3中间是加工有内螺纹5的一个内螺纹通孔；支撑立柱2共有4根，上下两头分别穿入上支撑板1和下支撑板3上均布的圆形通孔中，并进行焊接固定，形成整套装置的主体支撑组件。
36.选用该种结构形式而不选用整体圆筒外壁结构是在满足整体结构强度的基础上最大限度减轻整套装置的重量，同时方便操作人员观察、旋转调节螺纹松动剂罐体的朝向。
37.下部调节组件位于中部支撑组件的下端，起到承托螺纹松动剂19罐体底部和调节纹松动剂19喷涂流量的作用。下部调节组件包括支撑调节件6和把手7，支撑调节板6下部是圆板形状，上部是凸台8，凸台8上端面设计成圆球面，与螺纹松动剂19罐体底部凹面完美契合，增大受力面积，防止该喷涂装置对螺纹松动剂19罐体挤压力过大而使罐体破裂；支撑调节板6圆板外表面加工有外螺纹9，与下支撑板3内圈的内螺纹5配合，使支撑调节件6可通过螺纹旋转而相对中部支撑组件上下运动，实现螺纹松动剂19喷涂的启闭和流量调节。螺纹配合提供持续的挤压力实现螺纹松动剂的自动喷涂，解放工作人员的双手，极大地减轻了工作人员的负担；把手7焊接在支撑调节件6底面上，作为旋转支撑调节件6的旋钮。同时，下部调节组件是喷涂装置上可拆卸的、易散落部件，且喷涂装置在堆芯区域使用，根据电站防异物相关要求，把手7的结构便于系防坠绳，防止下部调节组件散落形成异物。
38.上部压紧组件位于中部支撑组件的上端，起到压紧螺纹松动剂顶部喷头和调整螺纹松动剂19喷头朝向的作用。上部压紧组件包括支撑套管10、顶部承力梁11、可调节压块12，支撑套管10焊接在上支撑板1上表面，为两端未封闭的圆管结构，用于容纳、支撑顶部承力梁11，支撑套管10中部偏上位置加工有l型键槽13；顶部承力梁11用于承受挤压螺纹松动剂19喷头时的反作用力，其下部销轴14安装在支撑套管10内部，可绕支撑套管10轴线旋转，
销轴14外表面加工有一个圆柱形键15，如图3所示，圆柱形键15与l型键槽13配合，可在键槽中自由活动，当键15在l型键槽13的水平段运动时，顶部承力梁11可进行旋转，旋转角度约为100
°
，目的是将顶部承力梁11从装卸料孔4上方移开，为螺纹松动剂更换建立通道，喷涂装置处于装卸料状态；当键15处于l型键槽13的竖直段时，顶部承力梁11正好位于装卸料孔4中心上方并被限制旋转，喷涂装置处于工作状态。
39.可调节压块12安装在顶部承力梁11内凹槽中，并可绕竖直轴线自由旋转。可调节压块12下端面是圆弧面16，与螺纹松动剂19喷头按压表面完美契合。可调节压块12通过其中间的连接轴17和上端的定位板18与顶部承力梁11连接。根据现场位置变化，螺纹松动剂需常改变喷涂方向，可调节压块12的可调节设计适应该需求，随螺纹松动剂喷头方向调整而调整，方便灵活。
40.如图4所示，螺纹松动剂19喷涂装置的安装使用方法如下：
41.(1)顺时针和逆时针(仰视)旋转把手7，检查支撑调节件6的活动性正常。调节支撑调节件6使其圆板部位上平面与下支撑板3上平面平齐，保证螺纹松动剂装入喷涂装置后头部喷头不高于可调节压块12下端面；
42.(2)顶部承力梁11在自重作用下，其上的键15处于l型键槽13的水平段。逆时针(俯视)旋转顶部承力梁11到底，使其从装卸料孔4上方移开，为螺纹松动剂装入建立通道，喷涂装置处于装卸料状态；
43.(3)将一罐螺纹松动剂19从装卸料孔4装入喷涂装置，根据现场需求调整好喷头方向。顺时针(俯视)旋转顶部承力梁11到底，调整可调节压块12使圆弧面16对准螺纹松动剂19喷头上端凹面。顺时针(仰视)旋转把手7带动支撑调节件6向上移动，螺纹松动剂19喷头上端凹面与圆弧面16接触，进而使顶部承力梁11向上移动，键15到达l型键槽13竖直段上限位，螺纹松动剂19喷头受到轻微挤压力，停止旋转。此时，螺纹松动剂19处于待工作状态，只需继续轻微顺时针旋转把手7即可实施喷涂；
44.(4)根据现场需求开展喷涂工作，期间通过微调支撑调节件6位置调节喷涂流量大小。工作人员只需手持喷涂装置将螺纹松动剂19喷头对准目标位置即可。待该罐螺纹松动剂喷涂完毕，拧松支撑调节件6，移开顶部承力梁11，更换新的螺纹松动剂并重复上述步骤即可。
45.本发明解决以往主螺栓螺纹松动剂喷涂工艺存在的问题，提高螺纹松动剂喷涂效率，使螺纹上硬化的二硫化钼润滑脂得到充分软化，避免主螺栓拆除困难的异常事件发生，同时降低主螺栓螺纹松动剂喷涂工作的总集体剂量值。本项目可以在同类型机组的相关工作中推广应用。
46.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
47.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员
可以理解的其他实施方式。