核反應堆壓力容器工裝起吊方式改進

胡金璐+陳強+蔣炎

摘 要：核電作為一種清潔高效的能源越來越地被世界各國所接受。在面對環境惡劣和傳統能源短缺的雙重壓力，我國也逐漸開始發展核電。核電壓力容器作為核電設備中重要的零部件，對整個核電設施起著至關重要的作用。針對核電壓力容器加工工藝要求，我們開發設計了滿足CAP1000壓力容器加工需要的裝夾工裝，在市場的推動下我們對其中的起吊方式進行了修改設計，進一步滿足客戶需求，提高使用效率，增強市場競爭力。

關鍵詞：核電設備；壓力容器；工裝夾具；起吊方式

中圖分類號：TH49 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）03-0086-02

Abstract： Nuclear power as a clean and efficient energy is increasingly accepted by countries all over the world. In the face of the environmental and traditional energy shortage of the dual pressure， China has gradually begun to develop nuclear power. As an important part of nuclear power equipment， nuclear pressure vessel plays an important role in the whole nuclear power plant. According to the process requirement of nuclear pressure vessel， we have developed and designed the clamping equipment to meet the need of CAP1000 pressure vessel processing， and we have modified the design of the lifting mode under the promotion of the market， so as to further meet customer needs， improve nuclear use efficiency， and enhance market competitiveness.

Keywords： nuclear power equipment； pressure vessel； fixture； lifting mode

隨著我國日益嚴重的環境問題逐漸突顯，尤其是我國大城市霧霾的加劇，并且在“一帶一路”國家戰略實施和供給側結構性改革加快推進的大背景下，發展清潔高效的新能源已經越來越緊迫。核電能源作為一種高效、環保并且安全的新能源，越來越多地受到來自各國的歡迎。我國從上世紀開始起步發展核能發電，通過技術引進到自主研發的過程，逐漸掌握了核電的關鍵核心技術，并且擁有了自主知識產權的關鍵技術。

我公司為適應時代發展，響應國家戰略和政策，依托市場需求，2015年為東方電氣有限公司核反應堆壓力容器開發設計了滿足加工工藝需求的裝夾工裝。核反應堆壓力容器作為核電設備的重要組成部分，其加工過程的工藝水平和誤差控制對其整體產品質量起著決定性作用。所以我們立足產品加工的質量控制要求，根據其加工工藝要求和加工外部條件，設計出了具有調整定位、固定支撐和輔助起吊功能的裝夾工裝。該工裝具有結構穩定，受力均勻和起吊方便等優點。

今年初我公司為上海電氣核電有限公司開發了針對其所生產的反應堆壓力容器的新一代裝夾工裝，我們通過走訪客戶，技術革新在原有技術基礎上對第一代裝夾工裝進行了升級換代，使其在降低成本，功能使用等方面獲得了很大提高。

1 設備簡介

裝夾工裝主要包括：下框架、上框架、起吊裝置、起吊平臺等。

它的主要工作過程就是通過上框架和下框架做成的鼠籠式框架結構實現對壓力容器工件的支撐和固定，在將鋼纜套進序號2起吊裝置，然后通過起吊平臺將整個工件及工裝吊起。

其中序號2起吊裝置分布在平臺四角，合理分配起吊載荷。

圖2為整個工件和起吊裝置的俯視圖。

2 現行技術利弊

此種起吊結構在起吊過程中有比較穩定的工作狀態，能夠很好的分散起吊載荷，能夠很好地保護工件不受損傷。

但這種起吊結構也有很明顯的弊端：首先由于起吊通過工裝來實現，所以全部載荷由工裝承受，所以會對整個工作結構和強度有更高要求，這樣就是增加整個工裝的重量和生產成本。其次，這種起吊方式導致起吊點在起吊平臺上，所以會對整個平臺的形狀以及尺寸大小形成一定束縛，導致整個工裝平臺對工件后續加工過程有一定影響。

3 起吊方式技術改進

針對上述利弊，在我們現有技術水平和生產條件下，我們對這種起吊方式進行了技術改進，使其能適應市場和時代的需要。

我們的具體改進措施分兩個方面進行：

3.1 起吊方式的改進

我們設置如圖吊環裝置，將核反應堆壓力容器工件接管套住，通過長螺栓將起吊平臺和吊環裝置聯結起來，將工件和起吊平臺壓緊，這樣使得工件與工裝之間在各個方向都沒有自由度，那么我們可以通過在工件上的螺栓工藝孔安裝吊環螺釘，通過起吊工件來實現對工件和工裝的整體吊運。與之前起吊方式的比較，我們可以看出，通過起吊工件來實現整體吊運，可以有效減少起吊過程中工裝承受的載荷，優化起吊平臺的受力狀況，從而可以進一步優化整體結構，做到減輕整體工裝重量，降低工裝成本，同時增加整體安全性和穩定性，適應市場需求。

3.2 起吊平臺的優化設計

通過改造成上述起吊裝置，給起吊平臺的設計優化帶來了一定的空間。從示意圖中可以看出，整個起吊平臺由原來的矩形改為圓型，起吊環按圓周布置。由于工裝和工件最終要在立車機床上完成加工，整個工裝和工件會隨著底部花盤做圓周運動，所以將整個起吊平臺改為圓形，將有利于整個加工過程和工作人員的操作。

4 裝夾工裝升級改造的意義

用于核反應堆壓力容器加工的裝夾工裝由于其所受載荷大，受力工況復雜，所以對其安全性和穩定性有很高的要求。并且由于其應用于核工業領域，對它所帶來的誤差率和錯誤率要做到零容忍，它的使用直接關系到國計民生。

本次升級改造立足于上海核電裝夾工裝項目，基于東方電氣裝夾工裝項目設計經驗，結合用戶需求和最新先進設計理念對其部分功能進行了修改設計，使我們在相關技術領域又前進了一步。另外，從業務層面上提高了我們設計人員的設計水平，為今后的設計工作積累了一些實際經驗，為今后產品的升級換代提供了寶貴的素材。最后，這次改進得到了用戶的一致認可，同時在業界也樹立很好的口碑，為北方重工在核電工裝領域內的開拓進取增色不少。

5 結束語

進軍核電設備加工領域是我公司實現戰略轉型重要一步，是我公司適應市場和社會需求，迎接重要發展機遇和挑戰的一次偉大突破。

參考文獻：

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