阅读说明：本技术 一种中子通量管端部切割、成型手持式在线加工装置 (Handheld online processing device for cutting and forming end part of neutron flux tube ) 是由 王成林 代巍巍 陆少威 戚宏昶 陆蕾 翁云峰 张铭刻 王海南 施靖峰 袁佳 于 2018-08-17 设计创作，主要内容包括：本发明涉及核电站维修技术领域,具体涉及一种适用于核电站反应堆中子通量管端部切割、成型在线加工装置,主要解决了指套管端部切割、成型加工工艺复杂,操作难度大的问题。本发明是由夹持装置、刀架、驱动装置三部分组成,其中,刀架部件两端固定连接夹持装置和轴向进给装置,轴向进给装置另一端连接驱动装置。夹持装置包括：支撑架、连接盘、夹持头。刀架包括：连接架、轴向进给环、刀柄、坡口刀和断面刀。刀架固定连接夹持装置和驱动装置。驱动装置包括：电机、外壳以及锂电池。本发明切割、成型加工后指套管端面平整垂直度、焊接坡口形式、圆柱度、同轴度、表面光洁度等均能满足要求,可完全替代手工操作。(The invention relates to the technical field of nuclear power station maintenance, in particular to an online processing device for cutting and molding an end part of a neutron flux tube in a nuclear power station reactor, and mainly solves the problems of complex cutting and molding processing technology and high operation difficulty of the end part of a fingerstall. The invention is composed of a clamping device, a tool rest and a driving device, wherein two ends of the tool rest component are fixedly connected with the clamping device and an axial feeding device, and the other end of the axial feeding device is connected with the driving device. The clamping device comprises: support frame, connection pad, clamping head. The tool holder includes: the connecting frame, axial feed ring, handle of a knife, groove sword and section sword. The tool rest is fixedly connected with the clamping device and the driving device. The drive device includes: motor, shell and lithium cell. The end surface of the cut and formed fingerstall can meet the requirements of flatness and verticality, welding groove form, cylindricity, coaxiality, surface finish and the like, and can completely replace manual operation.)

一种中子通量管端部切割、成型手持式在线加工装置

技术领域

本发明涉及核电站维修技术领域，具体涉及一种适用于核电站反应堆一种中子通量管端部切割、成型手持式在线加工装置。

背景技术

压水堆核电厂反应堆中子通量管，俗称指套管，是压水堆核电厂的关键设备之一，反应堆的大小不同中子通量管的数量不等，常规堆型单台机组中子通量管的数量为20～50根。作为堆芯核测系统中子通量的测量通道，中子通量管均匀分布在堆芯燃料组件通道中，贯穿燃料组件，并裸露在堆芯内。中子通量管是一回路压力边界，因为辐照脆化和流致振动导致的机械磨损会使其管壁减薄甚至破损，进而引起一回路冷却剂的泄漏和污染。

以1000MWe核电厂为例，单台机组有50根中子通量管，长度为13～18 米不等。从国内外经验反馈来看，因1000MWe核电厂一回路冷却剂装量大及热工水力特性复杂，中子通量管更换工作已普遍开展，对中子通量管的备件需求旺盛。

由于每根中子通量管长度不一，核电厂无法针对每一根中子通量管做备件储备，而是统一按照最长尺寸储备，备件使用时则根据所需更换的中子通量管实际长度进行备件的制备。中子通量管备件的制备涉及中子通量管的尺寸测量、切割、坡口打磨、焊接，以及制备完成后的水压试验、无损检测等。国内核电厂不具备中子通量管备件制备的技术，在进行中子通量管备件制备技术的原创性开发过程中产生了一系列的科技创新。

在中子通量管首次安装，及核反应堆寿期内中子通量管更换过程中，均需要对指套管端部进行切割、成型加工，切割、成型加工工艺复杂，操作难度大，易造成中子通量管备件损坏，或者加工后不能满足工艺要求，导致中子通量管端部强度和耐压能力降低。为了提高切割、成型加工的工艺水平，避免备件损坏，设计制作一种适用于核电站反应堆一种中子通量管端部切割、成型手持式在线加工装置在线加工装置，可用于在役期间中子通量管的整体更换，对中子通量管的首次安装也有积极意义。

发明内容

本发明的技术解决问题是：

中子通量管是核电厂反应堆一回路压力边界，其可靠密封是核安全的必然要求。因此在中子通量管新装与电厂在役期间的更换过程中，需确保一种中子通量管端部切割、成型手持式在线加工装置加工后端面平整垂直度、焊接坡口形式、圆柱度、同轴度、表面光洁度等均能满足要求。

目前国内核电站中子通量管的切割、成型加工均采用手动方式，没有任何工具辅助，易造成中子通量管备件损坏，或者加工后不能满足工艺要求。为确保一种中子通量管端部切割、成型手持式在线加工装置加工后能高标准满足焊接要求，设计制作一种适用于核电站反应堆一种中子通量管端部切割、成型手持式在线加工装置在线加工装置。

本发明的技术解决方案是：

基于一种中子通量管端部切割、成型手持式在线加工工艺复杂，操作难度大的事实，设计制造这样一种一种中子通量管端部切割、成型手持式在线加工装置在线加工装置，该装置能精确控制轴向进给尺寸，完成外径≤10mm 中子通量管的端面处理以及45°焊接坡口加工。

一种中子通量管端部切割、成型手持式在线加工装置是由夹持装置、刀架、驱动装置三部分组成，其中，刀架部件两端固定连接夹持装置和轴向进给装置，轴向进给装置另一端连接驱动装置。现对各部分结构和功能介绍如下：

如上所述的夹持装置包括：支撑架、连接盘、夹持头。其中，支撑架为中空圆柱外接X型把手，连接盘为圆环，中空圆柱的外径小于连接盘的外径，内径相同。夹持头为分瓣式结构，内径与中子通量管外径相同，夹持装置带有锁紧装置，通过锁紧装置卡紧中子通量管。支撑架和连接盘相连接，夹持头内嵌连接在连接盘中，并从支撑架的中空圆柱中伸出。

如上所述的刀架包括：连接架、轴向进给环、刀柄、坡口刀和断面刀。连接架一端和连接盘相连，另一端和轴向进给环的一端相连。轴向进给装置的另一端和刀柄相连，刀柄的另一端上是一个45°的坡口刀和断面刀。刀架固定连接夹持装置和驱动装置。

如上所述的驱动装置包括：电机、外壳以及锂电池。驱动装置整体为T 型结构，电机安装在顶部，锂电池安装在底部，电机和锂电池电路连接，电机和锂电池外装有外壳。

本发明与现有技术相比有益效果为：

一种中子通量管端部切割、成型手持式在线加工装置经现场验证，能完成中子通量管端部的切割和成型加工功能，同时切割、成型加工后端面平整垂直度、焊接坡口形式、圆柱度、同轴度、表面光洁度等均能满足要求，可完全替代手工操作。

附图说明

图1一种中子通量管端部切割、成型手持式在线加工装置结构图

图2一种中子通量管端部切割、成型手持式在线加工装置夹持装置结构图

图3一种中子通量管端部切割、成型手持式在线加工装置轴向进给装置结构图

图4一种中子通量管端部切割、成型手持式在线加工装置刀架结构图

图5一种中子通量管端部切割、成型手持式在线加工装置驱动装置结构图

图中：1、中子通量管；2、夹持装置；3、刀架；4、轴向进给装置；5、驱动装置；6、支撑架；7、连接盘；8、夹持头；9、连接架；11、刀柄；12、45°坡口刀；13、断面刀；14、电机；15、锂电池。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述：

如图1所示，一种中子通量管端部切割、成型手持式在线加工装置在线加工装置是由夹持装置2、刀架3、轴向进给装置4、驱动装置5组成，其中，刀架3两端固定连接夹持装置2和轴向进给装置4，轴向进给装置4另一端连接驱动装置5。夹持装置2带有锁紧装置，通过锁紧装置卡紧中子通量管1，在保证不造成中子通量管1变形的前提下提供足够的夹持力，同时初步定位出切割基线位置，安装前需在中子通量管1上做好标记，初步定位夹持位置，避免安装不到位导致重复拆卸调整。中子通量管1装入夹持装置中，顺时针转动锁紧装置手柄进行锁紧即可。

如图1和图2所示，夹持装置包括：支撑架6、连接盘7、夹持头8；所述的支撑架6为中空圆柱外接X型把手，连接盘7为圆环，中空圆柱的外径小于连接盘7的外径，内径相同。所述的夹持头8为分瓣式结构，内径与中子通量管外径相同，夹持装置带有锁紧装置，通过锁紧装置卡紧中子通量管。支撑架6和连接盘7相连接，夹持头8内嵌连接在连接盘7中，并从支撑架6的中空圆柱中伸出。

如图3所示，轴向进给装置11两端分别和连接架9和刀柄11相连接。

如图4所示，刀架3包括：连接架9、刀柄11、坡口刀12和断面刀13；刀架3两端固定连接夹持装置2和驱动装置5。连接架9一端和连接盘7相连，另一端和轴向进给装置4的一端相连；轴向进给装置4的另一端和刀柄 11相连，刀柄11的另一端上是一个45°的坡口刀12和断面刀13。刀架3 配装的刀头可以实现轴向手动精确进给，完成中子通量管的端面处理以及45°焊接坡口加工。

如图5所示，驱动装置包括：包括电机14、外壳以及锂电池15。驱动装置整体为T型结构，电机14安装在顶部，锂电池15安装在底部，电机14和锂电池15电路连接，电机14和锂电池15外装有外壳。驱动装置采用电动马达提供动力，使用电源线连接检修电源，同时端部与刀架通过螺栓连接，实现动力的传输，保证刀具能够完成中子通量管端部的切割和加工。