一種用于核燃料起重設(shè)備載荷試驗的一體化動態(tài)試驗裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明應(yīng)用于核電站裝卸料機調(diào)試及定期試驗，具體涉及一種用于核燃料起重設(shè)備載荷試驗的一體化動態(tài)試驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]壓水堆核電站利用核燃料的受控自持鏈式裂變反應(yīng)所釋放的熱量進行發(fā)電，隨著裂變反應(yīng)的持續(xù)進行，裝載在反應(yīng)堆堆芯中的燃料組件富集度也逐漸降低，因此在一定運行周期后，需對堆芯相應(yīng)位置的燃料組件進行更換。燃料組件在反應(yīng)堆中的裝載和卸出的更換工作主要利用燃料操作與貯存系統(tǒng)(簡稱PMC系統(tǒng))來完成，裝卸料機、人橋吊車是核燃料組件的起重設(shè)備，也是PMC系統(tǒng)的核心設(shè)備，其工作的安全可靠性與核安全直接相關(guān)。
[0003]燃料組件在反應(yīng)堆堆芯與相鄰組件間隙只有1mm，燃料棒包殼厚度僅為0.8mm，因此燃料組件起升及下降過程中，與相鄰組件存在較大掛碰風(fēng)險。掛碰會產(chǎn)生載荷變化，觸發(fā)起重設(shè)備的超載或欠載保護系統(tǒng)動作，及時停止主提升運動，避免因組件掛碰后繼續(xù)運動導(dǎo)致燃料組件破損，甚至燃料棒包殼破裂，突破第一道核安全屏障(也是換料大修期間，唯一一道屏障)。因此，核燃料組件起重設(shè)備調(diào)試及定期試驗中，對其負載后稱重傳感器精度進行標定，以及超載、欠載保護功能有效性進行動態(tài)驗證尤為重要。
[0004]目前針對核燃料起重設(shè)備負載后載荷標定，核電站通常采用三種方案:
[0005]1.配重法
[0006]工作原理是通過手動添加或減少重量來實現(xiàn)模擬載荷變化。該方法操作繁瑣，不適用于模擬電廠水下?lián)Q料的工況，且無法實現(xiàn)主提升運動中載荷變化的動態(tài)模擬。
[0007]2.定值修改法:
[0008]其工作原理是利用電站的假組件重量作為試驗基準重量來調(diào)整控制系統(tǒng)的保護定值以實現(xiàn)保護動作。該方法無法對起重設(shè)備負載后稱重傳感器進行載荷標定，且無法實現(xiàn)動態(tài)模擬。
[0009]3.載荷模擬器法:
[0010]工作原理是利用載荷模擬器模擬重量信號輸入控制器及接口，控制器發(fā)出指令使執(zhí)行單元動作。該方法無法對起重設(shè)備負載后稱重傳感器進行載荷標定，且只能驗證傳感器至控制器部分的功能，而對提升機構(gòu)機械傳動部分的功能則無法驗證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有的核燃料起重設(shè)備負載標定方法無法適用于水下?lián)Q料工況，且無法實現(xiàn)動態(tài)模擬的問題，提供了一種用于核燃料起重設(shè)備載荷試驗的一體化動態(tài)試驗裝置。
[0012]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:
[0013]—種用于核燃料起重設(shè)備載荷試驗的一體化動態(tài)試驗裝置，包括底板、支撐環(huán)、基礎(chǔ)重量模塊、欠載配重補償模塊、超載配重補償模塊、提升桿、抓取模塊、頂板、吊耳、超載配重補償模塊支撐環(huán)、欠載配重補償模塊支撐環(huán)和基礎(chǔ)重量模塊支撐環(huán)；
[0014]底板為圓形板狀結(jié)構(gòu)；支撐架為板狀結(jié)構(gòu)，共有3塊呈120°均布，下端與底板焊接連接，支撐架內(nèi)側(cè)為階梯形狀，為各支撐環(huán)提供安裝位置；頂板為環(huán)形板狀結(jié)構(gòu)，與支撐架頂端螺栓連接；超載配重補償模塊支撐環(huán)、欠載配重補償模塊支撐環(huán)、基礎(chǔ)重量模塊支撐環(huán)均為環(huán)形結(jié)構(gòu)，且內(nèi)、外徑依次減小，由上至下依次放置于支撐架內(nèi)側(cè)的臺階上，與支撐架采用螺栓連接；基礎(chǔ)重量模塊為若干塊圓餅，且中心開圓形孔，圓孔直徑略大于提升桿外徑，放置于基礎(chǔ)重量模塊支撐環(huán)上，其外徑略小于欠載配重補償模塊支撐環(huán)內(nèi)徑；欠載配重補償模塊為若干塊圓餅，且中心開圓形孔，圓孔直徑略大于提升桿外徑，放置于欠載配重補償模塊支撐環(huán)上，其外徑略小于超載配重補償模塊支撐環(huán)內(nèi)徑；超載配重補償模塊為若干塊圓餅，且中心開圓形孔，圓孔直徑略大于提升桿外徑，放置于超載配重補償模塊支撐環(huán)上；提升桿為圓桿，下端連接有板狀結(jié)構(gòu)，帶動基礎(chǔ)重量模塊上升；抓取模塊為方形，結(jié)構(gòu)與核燃料組件上管座完全相同，用于與核燃料起重設(shè)備抓具連接，其下端與提升桿上端螺紋連接；吊耳共有3個，為板狀結(jié)構(gòu)，中間開孔，分別焊接在支撐架外側(cè)上部，用于裝置吊裝。
[0015]如上所述的抓取模塊、提升桿、基礎(chǔ)重量模塊載荷相加，為燃料組件水下欠載載荷，下降過程中觸發(fā)核燃料起重設(shè)備欠載報警。
[0016]如上所述的抓取模塊、提升桿、基礎(chǔ)重量模塊、欠載配重補償模塊載荷相加，為燃料組件水下實際載荷，用于核燃料起重設(shè)備稱重傳感器載荷標定。
[0017]如上所述的抓取模塊、提升桿、基礎(chǔ)重量模塊、欠載配重補償模塊、超載配重補償模塊載荷相加，為燃料組件水下超載載荷，上升過程中可觸發(fā)核燃料起重設(shè)備超載報警。
[0018]如上所述的底板、支撐環(huán)、基礎(chǔ)重量模塊、欠載配重補償模塊、超載配重補償模塊、提升桿、抓取模塊、頂板、吊耳、超載配重補償模塊支撐環(huán)、欠載配重補償模塊支撐環(huán)和基礎(chǔ)重量模塊支撐環(huán)均采用不銹鋼材料制成。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:
[0020]本發(fā)明包括底板1、支撐環(huán)2、基礎(chǔ)重量模塊3、欠載配重補償模塊4、超載配重補償模塊5、提升桿6、抓取模塊7、頂板8、吊耳9、超載配重補償模塊支撐環(huán)10、欠載配重補償模塊支撐環(huán)11和基礎(chǔ)重量模塊支撐環(huán)12。本發(fā)明可在水下進行載荷標定及超載欠載試驗，裝置與起重設(shè)備可實現(xiàn)遠程連接、脫開；該裝置模擬燃料組件載荷、超載載荷、欠載載荷均為通過浮力計算后的實際載荷；能對傳感器、控制器及提升機構(gòu)機械傳動部分的功能進行綜合驗證；可實現(xiàn)超載、欠載試驗的動態(tài)模擬；實現(xiàn)負載載荷標定、超載保護功能驗證、欠載保護功能驗證的一體化設(shè)計，且多項驗證過程中無需改變裝置結(jié)構(gòu)或增減附件；該裝置采用不銹鋼加工，不易被硼酸水腐蝕，強度較高。
[0021]本發(fā)明已應(yīng)用于方家山1#、2#機組裝卸料機的現(xiàn)場調(diào)試，以及首次裝料前的超載、欠載制動性能檢查，效果良好。方家山1#及2#機組首次裝料時間49小時及43小時，先后刷新國內(nèi)核電機組首次裝料的最短用時，兩臺機組裝卸料機在首次裝料過程中，主提升制動性能良好，超載、欠載功能正常。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明的一種用于核燃料起重設(shè)備載荷試驗的一體化動態(tài)試驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]其中:1.底板，2.支撐架，3.基礎(chǔ)重量模塊，4.欠載配重補償模塊，5.超載配重補償模塊，6.提升桿，7.抓取模塊，8.頂板，9.吊耳，10.超載配重補償模塊支撐環(huán)，11.欠載配重補償模塊支撐環(huán)，12.基礎(chǔ)重量模塊支撐環(huán)。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行進一步描述。
[0025]如圖1所示，一種用于核燃料起重設(shè)備載荷試驗的一體化動態(tài)試驗裝置，包括底板1、支撐環(huán)2、基礎(chǔ)重量模塊3、欠載配重補償模塊4、超載配重補償模塊5、提升桿6、抓取模塊7、頂板8、吊耳9、超載配重補償模塊支撐環(huán)10、欠載配重補償模塊支撐環(huán)11和基礎(chǔ)重量模塊支撐環(huán)12。
[0026]底板1為圓形板狀結(jié)構(gòu)；支撐架2為板狀結(jié)構(gòu)，共有3塊呈120°均布，下端與底板1焊接連接，支撐架2內(nèi)側(cè)為階梯形狀，可為各支撐環(huán)提供安裝位置；頂板8為環(huán)形板狀結(jié)構(gòu)，與支撐架2頂端螺栓連接；超載配重補償模塊支撐環(huán)10、欠載配重補償模塊支撐環(huán)11、基礎(chǔ)重量模塊支撐環(huán)12均為環(huán)形結(jié)構(gòu)，且內(nèi)、外徑依次減小，由上至下依次放置于支撐架2內(nèi)側(cè)的臺階上，與支撐架2采用螺栓連接；基礎(chǔ)重量模塊3為若干塊圓餅，且