AP1000空氣導流板B型板制造工裝

2015-07-19 06:50:12李大鵬劉江英山東核電設備制造有限公司山東海陽265118

中國新技術新產品 2015年15期

李大鵬　劉江英　田　通（山東核電設備制造有限公司，山東　海陽　265118）

AP1000空氣導流板B型板制造工裝

李大鵬劉江英田通
（山東核電設備制造有限公司，山東海陽265118）

摘要：AP1000空氣導流板位于屏蔽墻和鋼安全殼之間，通過空氣循環流動帶走反應堆安全殼表面的熱量。空氣導流板包括A型板、B型板、C型板和導流裝置等部分，主要材質為鋁合金，其中B型板數量最多，體積最大，制造時容易產生變形且鉚接量大。為防止B型板制造時產生變形并提高工作效率，特設計和制造了B型板制造專用工裝。經驗證使用該工裝后，不僅大大提高了工作效率，且有效防止了制造時變形的產生。該工裝的使用對其他面積較大鋁板和鋼板的加工提供一定的借鑒意義。

關鍵詞：AP1000；空氣導流板；B型板；工裝

1　引言

AP1000空氣導流板是非能動安全殼冷卻系統（PCS）的一個重要組成部分，是非能動反應堆安全殼核電站特有設備之一。它位于混凝土屏蔽廠房與鋼制安全殼之間，形成下降流外環隙和上升流內環隙，利用煙囪效應，形成一個非能動的自然循環冷卻空氣通道，為非能動安全殼冷卻系統提供氣流路徑，引導空氣流動并帶走安全殼表面的熱量，實現事故狀態下鋼制安全殼非能動冷卻的安全功能。空氣導流板包括A型板、B型板、C型板、導流裝置和支撐結構等部分，A、B、C型板和導流裝置材質為鋁合金，支撐結構材質為碳鋼。其中B型板數量最多，單堆數量為396件，面積最大，截面尺寸為4m×2.2m，包括面板、背板、筋板和端板等部分。B型板結構如圖1所示。B型板制造的主要工藝流程為面板、背板下料，筋板組裝，筋板分別與面板和背板進行鉚接，端板與面板和背板分別進行焊接。單件需鉚接鉚釘數量832顆，如將B型板置于地面進行鉚接，工作效率低，且將筋板與面板鉚接完成后需將B型板吊裝翻轉，再進行筋板與背板的鉚接；如制作工作平臺，則占用車間內大量空間，造成過道狹小，且工件邊緣棱角多，容易引發安全事故。另外，面板和背板厚度僅為3.2mm，筋板厚度為1.6mm，鉚接過程中發現板材原有的內應力和筋板組裝時產生的內應力導致面板和筋板，背板和筋板間產生很大的間隙，鉚接無法進行。強行鉚接則會產生扭曲變形。

圖1　空氣導流板B型板結構圖

2　工裝設計與應用

2.1工裝設計需解決問題。問題一：鉚接過程中B型板不發生變形，同時避免鋁材表面劃傷。問題二：在保證安全的基礎上方便人工操作，提高工作效率。

2.2工裝結構設計。本文設計的工裝主體為鋼結構，參照鋼結構規范及AWS焊接標準，通過將型材、板材焊接或栓接成一個整體。工裝結構圖如圖2所示。主要由立柱和夾具兩大部分組成，夾具和立柱通過軸承聯接。立柱由工字鋼和鋼板組焊而成，用地腳螺栓固定在地面上。在立柱的工字鋼頂部焊有圓弧形板用于軸承的滾動。立柱的高度可根據需加工工件的尺寸確定，在本文中，立柱高度大約為B型板寬度的一半。夾具為“方框”形結構，四周用槽鋼組焊而成，長度和寬度分別等于B型板的長度和寬度。夾具四個角落分別焊有用于其吊裝的吊耳。夾具上下兩側分別裝有四根方管用于固定B型板，方管長度與B型板寬度一致。其中一側的方管焊接在槽鋼上，使用時不可拆卸；另外一側的方管則與槽鋼采用螺紋聯結，使用時可進行拆卸。由于方管為碳鋼件，B型板為鋁合金件，為避免在B型板裝配時碳鋼腐蝕或劃傷鋁材，需在與B型板直接接觸的方管上固定PVC塑料板。在夾具寬度方向兩側焊接方板和圓鋼等，最后進行軸承的安裝。軸承安裝在寬度方向中間，直接與立柱的圓弧板進行接觸。為節省空間，該工裝閑置時夾具應豎直放置，所以在立柱底部裝有銷軸，可將立柱和夾具進行銷接，使工裝保持豎直從而節省空間。

2.3工裝的使用。工裝組裝完成后，按如下步驟進行空氣導流板B型板的組裝：使用行吊將夾具從立柱吊到地面上水平放置，與槽鋼焊接側方管置于下側；將與槽鋼進行螺紋聯結的四根方管（即上側方管）進行拆卸；將已進行預鉚接的空氣導流板B型板吊裝至夾具中，并用可拆卸方管進行緊固；將固定完成的B型板及夾具吊裝至立柱上；調整夾具使B型板至于豎直位置，進行施鉚；鉚接時先可鉚接B型板的下側，并可前后同時進行鉚接；下側鉚接結束后，利用軸承將夾具翻轉180°，再進行上側的鉚接；全部鉚釘鉚接結束后，將夾具吊裝至地面并吊出B型板至產品存放位置，這樣便完成了B型板的鉚接。為提高工作效率，可制造多套工裝用于B型板的裝配，操作過程圖如圖3所示。

2.4工裝產生的效果。（1）由于工裝中的夾具可將空氣導流板B型板完全固定，所以鉚接時B型板不會發生變形；且在整個裝配過程中B型板不與地面接觸，所以不會發生劃傷鋁材的結果。（2）使用該工裝制造空氣導流板B型板時，鉚接時可幾人同時操作，同時避免了吊裝翻轉等工序，大大提高了工作效率。