核电厂用于修复或更换控制棒驱动机构的模拟台架的制作方法

本实用新型属于核电领域，更具体地说，本实用新型涉及一种核电厂用于修复或更换控制棒驱动机构的模拟台架。

背景技术：

控制棒驱动机构(CRDM)是一种安装于反应堆压力容器顶盖上的竖直方向步进式磁力提升装置，用于实现控制反应堆启动、功率调节以及停堆等功能。

请参阅图1所示，CRDM中的耐压壳部件是一回路压力边界，主要由端塞11、棒行程套管12、密封壳13和CRDM管座14等部件组成。从上至下共具有三道密封焊缝，即上部Ω焊缝21、中部Ω焊缝22和下部Ω焊缝23，以保障CRDM的完整性。从在役机组的运行情况来看，多个机组曾出现过Ω密封焊缝泄露事件，对一回路承压边界的完整性造成不利影响。

核电厂CRDMΩ密封焊缝的缺陷修复方式主要有两种：一是采取更换CRDM的方式，即将CRDM下部Ω密封焊缝进行切割，吊出CRDM，更换新的CRDM，再重新焊接的方式；二是采取直接在CRDM发生泄露的Ω密封焊缝位置进行整圈堆焊修补，由堆焊熔敷金属覆盖住缺陷及邻近区域的方式完成Ω焊接接头的修复。两种缺陷修复方式均需要专用设备进行操作，由于反应堆压力容器顶盖CRDM空间布置以及CRDM本身尺寸限制，专用设备不能够直接在反应堆压力容器顶盖上操作。

有鉴于此，确有必要提供一种结构简单、安装方便的核电厂用于修复或更换控制棒驱动机构的模拟台架来模拟压力容器顶盖上CRDM空间布置以及CRDM外形尺寸，以便能够完成CRDM修复的工艺评定以及操作演练。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：提供一种结构简单、安装方便的核电厂用于修复或更换控制棒驱动机构的模拟台架来模拟压力容器顶盖上CRDM空间布置以及CRDM外形尺寸，以便能够完成CRDM修复的工艺评定以及操作演练。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种核电厂用于修复或更换控制棒驱动机构的模拟台架，包括：

底板；以及

多个控制棒驱动机构模拟件，安装于底板上，中间位置至少设置有一个控制棒驱动机构模拟件，其余控制棒驱动机构模拟件围绕中间位置的控制棒驱动机构模拟件设置；

其中，每个控制棒驱动机构模拟件包括从上至下依次可拆卸固定连接的第一Ω焊缝模拟件、第二Ω焊缝模拟件、第三Ω焊缝模拟件、第四Ω焊缝模拟件、第五Ω焊缝模拟件、第六Ω焊缝模拟件和管座贯穿件模拟件。

作为本实用新型核电厂用于修复或更换控制棒驱动机构的模拟台架的一种改进，所述第二Ω焊缝模拟件与第三Ω焊缝模拟件之间还设置有棒行程套管模拟件，所述第二Ω焊缝模拟件、棒行程套管模拟件和第三Ω焊缝模拟件两两之间通过螺纹连接。

作为本实用新型核电厂用于修复或更换控制棒驱动机构的模拟台架的一种改进，所述第四Ω焊缝模拟件与第五Ω焊缝模拟件之间还设置有密封壳模拟件，所述第四Ω焊缝模拟件、密封壳模拟件和第五Ω焊缝模拟件两两之间通过螺纹连接。

作为本实用新型核电厂用于修复或更换控制棒驱动机构的模拟台架的一种改进，所述第六Ω焊缝模拟件内设置有热套管模拟件。

作为本实用新型核电厂用于修复或更换控制棒驱动机构的模拟台架的一种改进，所述控制棒驱动机构模拟件至少为5个，中间位置设置有1个控制棒驱动机构模拟件，周围围绕中间位置的控制棒驱动机构模拟件对称均匀设置有至少4个相同的控制棒驱动机构模拟件。

作为本实用新型核电厂用于修复或更换控制棒驱动机构的模拟台架的一种改进，所述中间位置的控制棒驱动机构模拟件与周围的每一个控制棒驱动机构模拟件之间的中心距为294～314mm。

作为本实用新型核电厂用于修复或更换控制棒驱动机构的模拟台架的一种改进，所述第一Ω焊缝模拟件的下部设置有外螺纹，所述第二Ω焊缝模拟件的上部设置有内螺纹，第一Ω焊缝模拟件和第二Ω焊缝模拟件螺纹连接，构成控制棒驱动机构上部Ω焊缝模拟件；

所述第二Ω焊缝模拟件下部设置有内螺纹，所述第三Ω焊缝模拟件的上部设置有外螺纹，所述第二Ω焊缝模拟件和第三Ω焊缝模拟件螺纹连接；

所述第三Ω焊缝模拟件下部设置有外螺纹，所述第四Ω焊缝模拟件的上部设置有内螺纹，所述第三Ω焊缝模拟件和第四Ω焊缝模拟件螺纹连接，构成控制棒驱动机构中部Ω焊缝模拟件；

所述第四Ω焊缝模拟件下部设置有外螺纹，所述第五Ω焊缝模拟件上部设置有内螺纹，所述第四Ω焊缝模拟件和第五Ω焊缝模拟件螺纹连接；

所述第五Ω焊缝模拟件下部设置有内螺纹，所述第六Ω焊缝模拟件上部设置有外螺纹，所述第五Ω焊缝模拟件和第六Ω焊缝模拟件螺纹连接，构成控制棒驱动机构下部Ω焊缝模拟件；

所述第六Ω焊缝模拟件下部设置有内螺纹，所述管座贯穿件模拟件上部设置有外螺纹，所述第六Ω焊缝模拟件和管座贯穿件模拟件螺纹连接。

作为本实用新型核电厂用于修复或更换控制棒驱动机构的模拟台架的一种改进，每一个所述外螺纹都进行镀铬处理。

作为本实用新型核电厂用于修复或更换控制棒驱动机构的模拟台架的一种改进，所述第二Ω焊缝模拟件、第三Ω焊缝模拟件、第四Ω焊缝模拟件、第五Ω焊缝模拟件、第六Ω焊缝模拟件和管座贯穿件模拟件上均设置有相交90o的通孔。

作为本实用新型核电厂用于修复或更换控制棒驱动机构的模拟台架的一种改进，所述底板上至少安装有4个吊环螺栓。

作为本实用新型核电厂用于修复或更换控制棒驱动机构的模拟台架的一种改进，所述控制棒驱动机构的顶部还设置有吊环螺栓，所述吊环螺栓与第一Ω焊缝模拟件螺纹连接。

相对于现有技术，本实用新型核电厂用于修复或更换控制棒驱动机构的模拟台架具有以下技术效果：

1)结构简单、安装方便，占用空间小，节约制造成本；

2)能够完成CRDM修复的工艺评定和操作演练；

3)能够实现CRDM上部、中部和下部三道Ω密封焊缝的堆焊修复操作；

4)能够实现CRDM下部Ω密封焊缝的切割、坡口加工和再焊接操作。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型核电厂用于修复或更换控制棒驱动机构的模拟台架及其有益技术效果进行详细说明，其中：

图1为现有技术中控制棒驱动机构的结构示意图。

图2为本实用新型核电厂用于修复或更换控制棒驱动机构的模拟台架的剖视示意图。

图3为本实用新型核电厂用于修复或更换控制棒驱动机构的模拟台架的空间布置示意图。

附图标记：

10-底板；20-控制棒驱动结构模拟件；201-吊环螺栓；202-第一Ω焊缝模拟件；203-第二Ω焊缝模拟件；204-棒行程套管模拟件；205-第三Ω焊缝模拟件；206-第四Ω焊缝模拟件；207-密封壳模拟件；208-第五Ω焊缝模拟件；209-第六Ω焊缝模拟件；210-热套管模拟件；211-管座贯穿件模拟件；30-吊环螺栓。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式只是为了解释本实用新型，并非为了限定本实用新型。

请参阅图2和图3所示，本实用新型核电厂用于修复或更换控制棒驱动机构的模拟台架包括：

底板10；以及

多个控制棒驱动机构模拟件20，安装于底板10上，中间位置至少设置有一个控制棒驱动机构模拟件20，其余控制棒驱动机构模拟件20围绕中间位置的控制棒驱动机构模拟件20均匀设置；

其中，每个控制棒驱动机构模拟件20包括从上至下依次可拆卸固定连接的第一Ω焊缝模拟件202、第二Ω焊缝模拟件203、第三Ω焊缝模拟件205、第四Ω焊缝模拟件206、第五Ω焊缝模拟件208、第六Ω焊缝模拟件209和管座贯穿件模拟件211。

底板10为具有一定厚度的钢板，具有足够的强度，在起吊整个模拟实验台架时，能够支撑上面所设的部件。

控制棒驱动机构模拟件20至少为5个，中间位置设置有至少1个控制棒驱动机构模拟件20，周围均匀对称设置有至少4个控制棒驱动机构模拟件20。

请参阅图3所示，作为本实用新型优选的一种实施方式，控制棒驱动机构模拟件20为5个，中间位置设置有1个控制棒驱动机构模拟件20，周围均匀对称设置有4个控制棒驱动机构模拟件20。

中间位置的控制棒驱动机构模拟件20与周围的每一个控制棒驱动机构模拟件20之间的中心距为294～314mm。在图示实施方式中，中间位置的控制棒驱动机构模拟件20与周围的每一个控制棒驱动机构模拟件20之间的中心距离为304mm，四周的每两个相邻控制棒驱动机构模拟件20之间的中心距为430mm。控制棒驱动机构模拟件20的设置方式最好与现有压力容器顶盖上CRDM的布置保持一致，且控制棒驱动机构模拟件20的外形尺寸也最好与压力容器顶盖上CRDM的外形尺寸保持一致。CRDM的模拟修复或更换操作在中间1个控制棒驱动机构模拟件20上进行，周围4个控制棒驱动机构模拟件20起到空间限位作用。在其他实施方式中，控制棒驱动机构模拟件20的数量可根据空间位置进行调整。

请继续参阅图2所示，第一Ω焊缝模拟件202的下部设置有外螺纹，第二Ω焊缝模拟件203的上部设置有内螺纹，第一Ω焊缝模拟件202和第二Ω焊缝模拟件203螺纹连接；第一Ω焊缝模拟件202和第二Ω焊缝模拟件203构成可拆卸的上部Ω密封焊缝结构，用于模拟CRDM上部Ω焊缝焊缝堆焊修复操作；

第二Ω焊缝模拟件203下部设置有内螺纹，第三Ω焊缝模拟件205的上部设置有外螺纹，第二Ω焊缝模拟件203和第三Ω焊缝模拟件205螺纹连接；

第三Ω焊缝模拟件205下部设置有外螺纹，第四Ω焊缝模拟件206的上部设置有内螺纹，第三Ω焊缝模拟件205和第四Ω焊缝模拟件206螺纹连接；第三Ω焊缝模拟件205和第四Ω焊缝模拟件206构成可拆卸的中部Ω密封焊缝结构，用于模拟CRDM中部Ω焊缝焊缝堆焊修复操作；

第四Ω焊缝模拟件206下部设置有外螺纹，第五Ω焊缝模拟件208上部设置有内螺纹，第四Ω焊缝模拟件206和第五Ω焊缝模拟件208螺纹连接；

第五Ω焊缝模拟件208下部设置有内螺纹，第六Ω焊缝模拟件209上部设置有外螺纹，第五Ω焊缝模拟件208和第六Ω焊缝模拟件209螺纹连接；第五Ω焊缝模拟件208和第六Ω焊缝模拟件209构成可拆卸的下部Ω密封焊缝结构，用于模拟CRDM下部Ω焊缝焊缝堆焊修复操作以及下部Ω焊缝焊缝切割、坡口加工、再焊接操作；

第六Ω焊缝模拟件209下部设置有内螺纹，管座贯穿件模拟件211上部设置有外螺纹，第六Ω焊缝模拟件209和管座贯穿件模拟件211螺纹连接。

进一步地，第二Ω焊缝模拟件203与第三Ω焊缝模拟件205之间还设置有棒行程套管模拟件204，棒行程套管模拟件204的上部设置有外螺纹，下部设置有内螺纹，棒行程套管模拟件204的上部与第二Ω焊缝模拟件203的下部螺纹连接，下部与第三Ω焊缝模拟件205的上部螺纹连接。

棒行程套管模拟件204上部的结构与第三Ω焊缝模拟件205上部的结构类似，棒行程套管模拟件204下部的结构与第二Ω焊缝模拟件203下部的结构类似，棒行程套管模拟件204为工装，可以重复使用，必要时可取下棒行程套管模拟件204，将第二Ω焊缝模拟件203直接安装在第三中部Ω焊缝模拟件205上，以减小控制棒驱动机构模拟件20第一Ω焊缝模拟件202和第二Ω焊缝模拟件203所处的高度，便于堆焊操作。

第一Ω焊缝模拟件202和第二Ω焊缝模拟件203两者通过螺纹连接后构成了一个完整的上部Ω焊缝，将上部Ω焊缝堆焊设备(图未示出)套装在此位置，完成Ω焊缝堆焊修复后，可将第一Ω焊缝模拟件202和第二Ω焊缝模拟件203一起从棒行程套管模拟件204上拆卸下来，以便检验堆焊性能。

进一步地，第四Ω焊缝模拟件206与第五Ω焊缝模拟件208之间还设置有密封壳模拟件207，密封壳模拟件207的上部设置有内螺纹，下部设置有外螺纹，上部与第四Ω焊缝模拟件206螺纹连接，下部与第五Ω焊缝模拟件螺纹连接。

密封壳模拟件207为工装，可以重复使用，必要时可取下密封壳模拟件207，将第四Ω焊缝模拟件206直接安装在第五Ω焊缝模拟件208，以减小控制棒驱动机构模拟件20中部Ω焊缝所处的高度，便于堆焊操作。

第三Ω焊缝模拟件205和第四Ω焊缝模拟件206两者通过梯形螺纹连接构成了一个完整的中部Ω焊缝。将中部Ω焊缝堆焊设备(图未示出)套装在此位置，完成Ω焊缝堆焊修复后，可将第三Ω焊缝模拟件205和第四Ω焊缝模拟件206一起从密封壳模拟件207上拆卸下来，以便检验堆焊性能。

第五Ω焊缝模拟件208和第六Ω焊缝模拟件209两者通过梯形螺纹连接构成了一个完整的下部Ω焊缝。将下部Ω焊缝堆焊设备(图未示出)套装在此位置，完成Ω焊缝堆焊修复后，可将第五Ω焊缝模拟件208和第六Ω焊缝模拟件209一起从管座贯穿件模拟件211上拆卸下来，以便检验堆焊性能。

在进行控制棒驱动机构模拟件20更换操作时，将控制棒驱动机构模拟件20下部Ω焊缝切割设备套装在此位置，通过精确定位将下部Ω焊缝切开，然后拧下控制棒驱动机构模拟件20的第五Ω焊缝模拟件208以上部分，更换控制棒驱动机构模拟件20下部Ω焊缝坡口加工设备，对第六Ω焊缝模拟件209上的Ω焊缝坡口进行加工，以满足于新更换的CRDM再次焊接的要求。

进一步地，第六Ω焊缝模拟件209内放置有热套管模拟件210，热套管模拟件210为T形，上部尺寸大于下部尺寸，热套管模拟件210的上部能够抵挡在第六Ω焊缝模拟件209的内上部，实现轴向定位，热套管模拟件210与第六Ω焊缝模拟件209之间无需固定连接。

管座贯穿件模拟件211用于支撑其上面设置的所有部件，截面为凸形结构，下部埋设在底板10中，并与底板10通过焊接固定连接。管座贯穿件模拟件211为工装，可以重复使用。

第一Ω焊缝模拟件202、第二Ω焊缝模拟件203、棒行程套管模拟件204和第三Ω焊缝模拟件205的上部通过两两螺纹连接后，宽度大体一致；第四Ω焊缝模拟件206、密封壳模拟件207、第五Ω焊缝模拟件208两两通过螺纹互相连接后，其宽度大体一致；第三Ω焊缝模拟件205的下部尺寸大于上部尺寸，形状为凸形结构，第六Ω焊缝模拟件209的上部尺寸大于下部尺寸。管座贯穿件模拟件211有外螺纹的位置尺寸较小外，下部其余位置的尺寸与第六Ω焊缝模拟件209的尺寸大体一致。

第二Ω焊缝模拟件203和第五Ω焊缝模拟件208的截面为H形结构，中部的厚度比上部和下部厚度要厚，在中部与上部和下部连接处形成定位台阶。

进一步地，每根控制棒驱动机构模拟件20的顶部还设置有吊环螺栓201，吊环螺栓201与第一Ω焊缝模拟件202螺纹连接，用于起吊单根控制棒驱动机构模拟件20，在图示实施方式中，吊环螺栓201为M30吊环螺栓。

请继续参阅图3所示，底板10上均匀对称安装有4个吊环螺栓30，用于起吊整个模拟试验台架，在其他实施方式中，吊环螺栓30的位置和数量可根据实际进行调整。

需要说明的是，第一Ω焊缝模拟件202、棒行程套管模拟件204、第三Ω焊缝模拟件205、第四Ω焊缝模拟件206、密封壳模拟件207、第六Ω焊缝模拟件209、管座贯穿件模拟件211上的所有外螺纹都需进行镀铬处理，以防止螺纹咬合。

需要进一步说明的是，第二Ω焊缝模拟件203、棒行程套管模拟件204、第三Ω焊缝模拟件205、第四Ω焊缝模拟件206、密封壳模拟件207、第五Ω焊缝模拟件208、第六Ω焊缝模拟件209、热套管模拟件210、管座贯穿件模拟件211上均设置有相交90o的通孔，在安装时，可将扳手插入此孔，从而锁紧螺纹，也可通过此通孔起吊单个部件。

本实用新型核电厂用于修复或更换控制棒驱动机构的模拟台架具有以下技术效果：

1)结构简单、安装方便，占用空间小，节约制造成本；

2)能够完成CRDM修复的工艺评定和操作演练；

3)能够实现CRDM上部、中部和下部三道Ω密封焊缝的堆焊修复操作；

4)能够实现CRDM下部Ω密封焊缝的切割、坡口加工和再焊接操作。

根据上述原理，本实用新型还可以对上述具体实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。