一种反应堆压力容器主密封面测量装置
阅读说明：本技术 一种反应堆压力容器主密封面测量装置 (Reactor pressure vessel main seal face measuring device ) 是由 张军超 刘勇 尤晓波 易良川 曾振华 姜华 张建军 曹晔 隋震 赵翔 于 2020-12-29 设计创作，主要内容包括：本发明属于核电站反应堆检修领域,具体涉及一种反应堆压力容器主密封面测量装置,包括：测量仪表、测量仪表固定杆、锁紧螺母、可伸缩测量表头和支撑座；测量仪表底部连接有可伸缩测量表头,测量仪表固定连接于测量仪表固定杆的上部；锁紧螺母套设于支撑座上,锁紧螺母与支撑座可调节连接；测量仪表固定杆的下部设于支撑座内部,测量仪表固定杆与支撑座通过锁紧螺母固定连接,可伸缩测量表头由支撑座的底部伸出。本发明装置实现了对测量仪表的稳定夹持且不损伤测量仪表的固定杆,保证了测量结果的准确性。(The invention belongs to the field of nuclear power station reactor maintenance, and particularly relates to a reactor pressure vessel main sealing surface measuring device, which comprises: the device comprises a measuring instrument, a measuring instrument fixing rod, a locking nut, a telescopic measuring instrument head and a supporting seat; the bottom of the measuring instrument is connected with a telescopic measuring instrument head, and the measuring instrument is fixedly connected to the upper part of a measuring instrument fixing rod; the locking nut is sleeved on the supporting seat and is in adjustable connection with the supporting seat; inside the supporting seat was located to the lower part of measuring instrument dead lever, measuring instrument dead lever passed through lock nut fixed connection with the supporting seat, and scalable measuring gauge outfit is stretched out by the bottom of supporting seat. The device realizes the stable clamping of the measuring instrument, does not damage the fixed rod of the measuring instrument, and ensures the accuracy of the measuring result.)
技术领域
本发明属于核电站反应堆检修领域，具体涉及一种反应堆压力容器主密封面测量装置。
背景技术
田湾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。反应堆压力容器是反应堆的一个重要部件，用于容纳堆内构件，堆芯部件(如燃料组件，控制棒组件和可燃毒物组件)及其它相关部件(测量仪表等)。反应堆压力容器是一回路冷却剂压力边界和防止裂变产物逸出的第三道屏障，其设计压力为17.64MPa，设计温度为350℃，水压试验压力为24.5MPa。反应堆压力容器的主体密封由压力容器顶盖和压力容器结合完成，两者之间的密封面称之为主密封面。主密封面设计有内外两道V型密封槽，为保证主密封面的密封性，需要在内外两道V型密封槽中安装2根镍垫圈，通过54个主螺栓、54个主螺母、108个半球面垫片的共同配合实现主密封面的密封。密封原理为使用整体式螺栓拉伸机将54根主螺栓拉伸，然后拧紧54个主螺母，在螺栓预紧力作用下将两根镍垫圈压缩、压实，从而保证主密封面的密封。
在核电站进行换料大修时，为了保证反应堆压力容器回装时的密封可靠性，每次需要对主密封面的V型密封槽尺寸、镍垫圈在V型密封槽安装的突出量、压力容器顶盖压痕进行测量。再根据三者的数值进行核算，确保相关尺寸满足密封要求。具体测量位置及数量为V型密封槽尺寸：内圈54个测量点，外圈54个测量点共108个测量点；镍垫圈在V型密封槽安装的突出量尺寸：内圈54个测量点，外圈54个测量点共108个测量点；压力容器顶盖密封面压痕尺寸：内圈54个测量点，外圈54个测量点共108个测量点；总计324个测量点。
根据现场作业环境，其中主密封面V型密封槽尺寸和镍垫圈在V型密封槽安装的突出量尺寸的测量位置与人员站立的位置为同一水平面，测量人员需要蹲下甚至趴在地上进行测量与观察。而压力容器顶盖压痕测量位置位于人员观察位置下方，需要测量人员蹲在地上从下往上测量并观察，而顶盖两条压痕深度均在0.17mm左右。传统使用的测量装置夹持测量仪表时无法观察到测量位置，仅仅靠人为估测及测量仪表检测判断测量位置。测量仪表存在因无法准确检测到压痕位置而造成测量结果的较大误差，而人为估测测量位置更加存在诸多不确定因素。因此传统使用的测量装置夹持测量仪表不能满足上述关键尺寸测量要求。
此外在进行上述关键尺寸测量时作业环境处存在高温、高辐射和产生异物的风险，传统使用的测量装置在测量时耗费时间较长，人员消耗体力较大。
因此，亟待开发一种反应堆压力容器主密封面测量装置，能够有效克服上述测量时存在的弊端及风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种反应堆压力容器主密封面测量装置，通过设有锁紧螺母及伸缩缝工艺孔，实现了对测量仪表的稳定夹持且不损伤测量仪表的固定杆；同时将支撑座的底部设为半开放式结构，方便人员观察到测量位置并判断测量位置是否正确，保证了测量结果的准确性。
实现本发明目的的技术方案：一种反应堆压力容器主密封面测量装置，所述装置包括：测量仪表、测量仪表固定杆、锁紧螺母、可伸缩测量表头和支撑座；测量仪表底部连接有可伸缩测量表头，测量仪表固定连接于测量仪表固定杆的上部；锁紧螺母套设于支撑座上，锁紧螺母与支撑座可调节连接；测量仪表固定杆的下部设于支撑座内部，测量仪表固定杆与支撑座通过锁紧螺母固定连接，可伸缩测量表头由支撑座的底部伸出。
进一步地，所述支撑座包括底座和支撑杆，支撑杆垂直设于底座上表面的中心位置，支撑杆与底座固定连接，支撑杆内部设有竖直贯通的空腔，底座对应设有圆孔，支撑杆的空腔与底座上的圆孔贯通。
进一步地，所述支撑座还包括外锥面、伸缩缝工艺孔和支座外螺纹，外锥面设于支撑杆的顶部，外锥面为均匀间隔有伸缩缝的锥面，外锥面的内表面组成伸缩缝工艺孔，伸缩缝工艺孔与支撑杆的空腔贯通；支座外螺纹设于支撑杆的外表面，位于外锥面的下面。
进一步地，所述外锥面均匀间隔有四条伸缩缝的锥面，呈十字对称结构。
进一步地，所述支撑座还包括弧形块，弧形块对称设于底座下表面的两端，弧形块与底座固定连接。
进一步地，所述可伸缩测量表头由支撑座的底座的底部伸出。
进一步地，所述锁紧螺母包括内锥面和锁紧螺母内螺纹，内锥面设于锁紧螺母内表面的上部，内锥面为一体式锥面，内锥面与外锥面相配合；锁紧螺母内螺纹设于锁紧螺母内表面的下部，位于内锥面的下面，锁紧螺母内螺纹与支座外螺纹相配合。
进一步地，所述锁紧螺母套设于支撑座的支撑杆上，锁紧螺母与支撑座的支撑杆螺纹连接。
进一步地，所述测量仪表固定杆的下部设于支撑座的伸缩缝工艺孔中，通过锁紧螺母的内锥面对支撑座的外锥面的挤压，测量仪表固定杆与支撑座固定连接。
本发明的有益技术效果在于：
1、本发明的一种反应堆压力容器主密封面测量装置的锁紧螺母，保证测量仪表夹持的牢靠性，从而确保测量过程中不会因测量仪表晃动导致测量结果误差；
2、本发明的一种反应堆压力容器主密封面测量装置的伸缩缝工艺孔，区别于传统顶针式单向受力的锁紧结构，伸缩缝工艺孔为四周收缩，保证了锁紧结构对测量仪表的均匀受力，避免了测量仪表固定杆的损伤；
3、本发明的一种反应堆压力容器主密封面测量装置的支撑座底部具有半开放结构，可以观察到被测量位置，保证测量位置准确，避免反复移动造成数据误差；
4、本发明的一种反应堆压力容器主密封面测量装置的支撑座的弧形块内外侧均为圆弧型设计，区别于传统矩形支座，在相同宽度的情况下，圆弧形支座的底部接触面积更大，更容易保持测量装置的稳定性；
5、本发明的一种反应堆压力容器主密封面测量装置的支撑座采用焊接加工，锁紧螺母与支座采用螺纹配合连接，无其他松散零部件，避免对反应堆区域造成异物风险；
6、本发明的一种反应堆压力容器主密封面测量装置操作方便快捷，极大的减少了测量时间，缩短了大修关键路径的时间；单人即可快速完成测量工作，减少了人员受照剂量；
7、本发明的一种反应堆压力容器主密封面测量装置结构简单、测量结果可靠性高、有效避免作业过程中发生工业安全和人因失误事件。
附图说明
图1为本发明所提供的一种反应堆压力容器主密封面测量装置的结构示意图；
图2为本发明所提供的一种反应堆压力容器主密封面测量装置中锁紧螺母与支撑座的安装示意图；
图3为本发明所提供的一种反应堆压力容器主密封面测量装置中支撑座的结构示意图；
图4为本发明所提供的一种反应堆压力容器主密封面测量装置中锁紧螺母的结构示意图。
图中：1、测量仪表；2、测量仪表固定杆；3、锁紧螺母；4、可伸缩测量表头；5、支撑座；6、V型密封槽；7、密封面；8、内锥面；9、伸缩缝工艺孔；10、外锥面；11、支座外螺纹；12、弧形块；13、锁紧螺母内螺纹。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明提供的一种反应堆压力容器主密封面测量装置，包括：测量仪表1、测量仪表固定杆2、锁紧螺母3、可伸缩测量表头4和支撑座5；测量仪表1底部连接有可伸缩测量表头4，测量仪表1固定连接于测量仪表固定杆2的上部；锁紧螺母3套设于支撑座5上，锁紧螺母3与支撑座5可调节连接；测量仪表固定杆2的下部设于支撑座5内部，测量仪表固定杆2与支撑座5通过锁紧螺母3固定连接，可伸缩测量表头4由支撑座5的底部伸出。
如图2-3所示，支撑座5为不锈钢材质，包括底座、支撑杆、外锥面10、伸缩缝工艺孔9、支座外螺纹11和弧形块12。支撑杆垂直设于底座上表面的中心位置，支撑杆与底座焊接连接，支撑杆内部设有竖直贯通的空腔，底座对应设有圆孔，支撑杆的空腔与底座上的圆孔贯通。外锥面10设于支撑杆的顶部，外锥面10均匀间隔有四条伸缩缝的锥面，呈十字对称结构；外锥面10的内表面组成伸缩缝工艺孔9，伸缩缝工艺孔9与支撑杆的空腔贯通。测量仪表固定杆2的下部设于支撑座5的伸缩缝工艺孔9中，通过锁紧螺母3的内锥面8对支撑座5的外锥面10的挤压，测量仪表固定杆2与支撑座5固定连接。四条伸缩缝既为伸缩缝工艺孔9提供了足够的伸缩性，又保证了金属材料的强度，使伸缩缝工艺孔9在夹持测量仪表固定杆2的时候保证其牢靠性。
支座外螺纹11设于支撑杆的外表面，位于外锥面10的下面。
两块弧形块12对称设于底座下表面的两端，弧形块12与底座焊接连接，使得支撑座5底部为以两块对称的弧形块12作为支撑点，形成半开放结构，可伸缩测量表头4由支撑座5的底座的底部伸出。支撑座5的底座与弧形块12形成的半开放结构方便测量人员观察到被测量位置，保证测量位置准确，避免反复移动造成数据误差。弧形块12采用弧形设计，在相同的宽度条件下，弧形结构的接触面积比矩形要大，保证了测量装置在测量时的稳定性。
如图2和图4所示，锁紧螺母3为不锈钢材质，包括内锥面8和锁紧螺母内螺纹13，内锥面8设于锁紧螺母3内表面的上部，内锥面8为一体式锥面，内锥面8与外锥面10相配合；锁紧螺母内螺纹13设于锁紧螺母3内表面的下部，位于内锥面8的下面，锁紧螺母内螺纹13与支座外螺纹11相配合，锁紧螺母3套设于支撑座5的支撑杆上，锁紧螺母3与支撑座5的支撑杆通过螺纹配合连接。
内锥面8为一圈光滑锥面，在锁紧螺母3旋拧的过程中，保证了内锥面8与外锥面10的光滑配合，不发生卡阻现象。
内锥面8的锥面方向与支撑座外锥面10相反，在锁紧螺母3旋拧的过程中，通过锁紧螺母内螺纹13与支座外螺纹11相配合，为内锥面8提供一个向下的压紧力，给内锥面8一个向下的作用力；当内锥面8与支撑座外锥面10接触时，该作用力在锥面的配合下将支撑座外锥面10向内挤压，从而带动伸缩缝工艺孔9向内收缩，抱紧测量仪表固定杆2。
如图1所示，以测量反应堆压力容器主密封面的V型密封槽尺寸为例，使用本发明的一种反应堆压力容器主密封面测量装置进行测量的具体过程如下：
步骤(1)、拧松锁紧螺母3，锁紧螺母3的内锥面8从支撑座5的外锥面10上脱开，作用在外锥面10上的压力为零，从而使受压缩的伸缩缝工艺孔9松开，恢复至自由松弛状态。
步骤(2)、从锁紧螺母3头部插入连接有测量仪表1的测量仪表固定杆2，使测量仪表固定杆2穿入伸缩缝工艺孔9；当测量仪表固定杆2处于伸缩缝工艺孔9中时，测量仪表可伸缩测量表头4伸出支撑座5的底座的下部。
步骤(3)、顺时针旋拧锁紧螺母3，在支座外螺纹11和锁紧螺纹内螺纹13的配合下，锁紧螺母3向下移动；此时锁紧螺母3的内锥面8与支撑座5的外锥面10接触，随着锁紧螺母3继续拧紧，锁紧螺母3的内锥面8施加在支撑座5的外锥面10上的压力越来越大，外锥面10向内收缩，使支撑座5的伸缩缝工艺孔9一并收缩。伸缩缝工艺孔9收缩后抱紧测量仪表固定杆2，使其牢牢固定在支撑座5上，完成反应堆压力容器主密封面测量装置的安装。
步骤(4)、将安装完毕的反应堆压力容器主密封面测量装置放置于水平的密封面7上，使支撑座5底部的弧形块12全部接触到水平的密封面7上且无晃动。此时测量仪表可伸缩测量表头4因为接触水平的密封面7而压缩，测量仪表1显示有数值。然后将测量仪表1归零。
步骤(5)、将测量仪表1归零后的反应堆压力容器主密封面测量装置移动到需要测量的V型密封槽6上，从支撑座5底部的开放区域观察测量仪表1的可伸缩测量表头4处于正确的测量位置(V型密封槽6中间)。此时用手稳住支撑座5的弧形块12，使整个支撑座5平稳不晃动，然后观察测量仪表1的读数。重复以上步骤对其他需要测量的位置进行测量，精确测量出主密封面V型密封槽尺寸、镍垫圈在V型密封槽安装的突出量尺寸、压力容器顶盖压痕尺寸，完成反应堆压力容器主密封面的测量。
上面结合附图和实施例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。
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