專利名稱：一種核電站用反應堆壓力容器模擬試驗平臺的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種核電站用反應堆壓力容器模擬試驗平臺，特別是涉及一種可在核電站反應堆檢修、培訓，反應堆輻照監督樣品盒設計和開發，反應堆各類型專用工具的設計和開發等領域進行應用的核電站用反應堆壓力容器模擬試驗平臺。
背景技術：
目前世界上絕大多數核電站反應堆檢修和維護的專用工具設計和開發，基本上主要依據反應堆的設計圖紙提供的參數，完成反應堆相關專用工具的制造。例如:反應堆壓力容器內表面及焊縫在役檢查設備，反應堆主螺栓孔自動清洗機，反應堆壓力容器主螺栓孔CCTV電視檢查設備，反應堆主螺栓孔自動上油機，反應堆輻照監督樣品盒抽取專用工具。由于反應堆壓力容器均位于反應堆安全殼內部，運行期間人員禁止進入安全殼內部。這些專用工具能否安全可靠地執行工作任務，與反應堆壓力容器的接口尺寸配合是否合適等問題必須要等到機組停機后，以及人員和專用工具進入反應堆安全殼內部后，在真正的反應堆壓力容器使用過后才能知道。這就造成如下問題:1.不能提前發現反應堆類專用工具存在的設計問題，在真正使用后再發現問題，需要在現場解決專用工具的問題，造成檢 修和維護時間增加，核電站營運時間縮短，經濟效益下降；2.這些反應堆專用工具在真正使用后發現問題時，設備已經被放射性污染，帶出核電站進行外部處理的難度較大，在核電站內部加工處理也比較繁瑣，有時核電站自備的加工車間也不滿足加工條件的要求。3.在目前大多數核電站的運行及檢修過程中，反應堆類專用工具調試、驗證及人員培訓的手段較少，缺乏合適的操作平臺，另外很多核電站基本上都是在安全殼內實際的反應堆壓力容器上進行專用工具的現場調試，增加了反應堆檢修主線工作的時間，增加了操作人員接受的輻照劑量，也不利于專用工具存在問題的及早發現和解決。本實用新型為絕大多數核電站提供了一種解決方案，該方案作為反應堆類專用工具設計及驗證、人員培訓等工作用的平臺。該平臺可安裝到核電站廠區內反應堆安全殼外適合的廠房內，在機組停機及檢修工作開始前，完成專用工具的調試、驗證及人員培訓工作。
發明內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種能夠更加科學和真實地驗證輻照監督樣品盒抽取專用工具的功能和可靠性，并能夠對輻照監督樣品盒抽取專用工具進行性能優化和改造的核電站用反應堆壓力容器模擬試驗平臺。為解決上述技術問題，本實用新型一種核電站用反應堆壓力容器模擬試驗平臺，包括試驗平臺底座6、底端與試驗平臺底座6固定的若干試驗平臺支撐立柱3、與試驗平臺支撐立柱3的頂端固定的壓力容器模擬法蘭7、通過斜支撐與試驗平臺支撐立柱3固定的人員操作平臺1、固定于試驗平臺支撐立柱3之間的上、中、下三層試驗平臺橫檔9、分別與試驗平臺底座6及試驗平臺橫檔9固定的試驗平臺爬梯8、固定于相鄰層試驗平臺橫檔9的模擬壓力容器筒壁立檔、以及固定于試驗平臺底座6之上的試驗平臺模擬水池5。反應堆壓力容器模擬法蘭7上設置有反應堆壓力容器主密封槽。試驗平臺模擬水池5內部裝有樣品盒模擬金屬存放架及樣品盒模擬件10、試驗平臺模擬水池爬梯14、壓力容器模擬筒壁11，水池外壁設置有試驗平臺模擬水池進出水管13。試驗平臺支撐立柱3為彼此平行的豎直的8個試驗平臺支撐立柱3。人員操作平臺I包括圓形的底座、及連接于底座周向之上的護欄。試驗平臺支撐立柱3通過試驗平臺支撐立柱底部法蘭12與試驗平臺底座6固定。壓力容器模擬法蘭7水平度偏差值在1_以內，輻照監督樣品模擬金屬存放架水平度偏差在Imm以內，試驗平臺底座6的水平度偏差要求在Imm以內。壓力容器模擬筒壁11的垂直度在Imm以內，模擬壓力容器筒壁立檔4的垂直度在Imm以內，試驗平臺支撐立柱3的垂直度要求在1_以內。壓力容器模擬筒壁11和壓力容器模擬法蘭7軸線的偏差在Imm以內，壓力容器模擬法蘭7中心與試驗平臺底座6中心偏差在在Imm以內。每個輻照監督樣品盒軸線與壓力容器模擬筒壁11軸線的布置角度要求為9°。本實用新型達到的技術效果如下:1.利用該試驗平臺進行反應堆相關專用工具的驗證，可提前發現專用工具存在的設計問題，不必等到在真正使用后再發現問題，確保了反應堆的檢修和維護周期，以及核電站經濟效益。2.專用工具可不必運到反應堆安全殼內部，可提前在試驗平臺上進行專用工具的調試和驗證，避免了在設備被放射性污染情況下，處理該專用工具問題的困難和繁瑣，可提前發現專用工具存在的問題，并放到干凈無放射性污染的具備加工條件的車間進行。3.可利用該試驗平臺對各類反應堆專用工具在實際使用前進行調試、試驗和操作人員培訓，避免了一些反應堆專用工具由于外形尺寸較大，只能進行設備單體調試和驗證的局限性，可利用該試驗平臺進行大型反應堆專用工具的整體的綜合性聯合調試和驗證，確保大型的反應堆專用工具整體的安全性、可用性和可靠性。一些較大型的反應堆專用工具有反應堆在役檢查設備、輻照監督樣品盒抽取專用工具等，基本上每個專用工具都包含有很多機、電、儀的相關設備，這些設備不僅需要單體調試，更需要整體組裝起來進行聯合調試。因此壓力容器模擬試驗平臺，為上述大型專用工具提供了進行聯合調試的可能。4.可利用該平臺進行反應堆壓力容器內表面及焊縫在役檢查設備，反應堆主螺栓孔自動清洗機，反應堆壓力容器主螺栓孔CCTV電視檢查設備，反應堆主螺栓孔自動上油機，反應堆輻照監督樣品盒抽取專用工具的驗證、調試、人員操作培訓。可顯著提高人員操作技能，明顯降低在反應堆壓力容器高輻射區域內人員單位時間內接受到的劑量水平。5.反應堆壓力容器模擬法蘭上設計有反應堆壓力容器主密封槽，可利用該密封槽進行反應堆主密封圈的焊接成型、安裝和拆除工作培訓，以及進行反應堆壓力容器主密封槽相關的尺寸檢查、測量培訓工作。可提高人員操作技能，降低壓力容器法蘭面上高輻射區域內的人員單位時間內接受到的劑量水平。[0025]6.由于本實用新型方案中，設計有反應堆壓力容器模擬筒壁，某些核電站所特有的輻照監督樣品盒，可通過焊接等方式安裝并固定到該反應堆壓力容器模擬筒壁上，利用壓力容器模擬試驗平臺可對為該輻照監督樣品盒配置的專用工具可進行相關的調試和驗證試驗。同時對某些堆型的核電站的輻照監督樣品盒的設計和開發工作也具有一定的參考意義，例如可將相關的輻照監督樣品盒焊接并固定到該模擬平臺的壓力容器模擬筒壁上，利用該模擬平臺的水池可進行充排水的條件，進行輻照監督樣品盒設計相關的的流致振動分析，安裝和固定可靠性分析和設計驗證等。
圖1為本實用新型所提供的一種核電站用反應堆壓力容器模擬試驗平臺的示意圖。圖2為壓力容器模擬筒壁示意圖。圖3為試驗平臺模擬水池俯視圖。圖中:I為人員操作平臺，2為斜支撐，3為試驗平臺支撐立柱，4為模擬壓力容器筒壁立檔，5為試驗平臺模擬水池，6為試驗平臺底座，7為壓力容器模擬法蘭，8為試驗平臺爬梯，9為試驗平臺橫檔，10為樣品盒模擬金屬存放架及樣品盒模擬件，11為壓力容器模擬筒壁，12為試驗平臺支撐立柱底部法蘭，13為試驗平臺模擬水池進出水管，14為試驗平臺模擬水池爬梯。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細的說明。本實用新型包括人員操作平臺1、斜支撐2、試驗平臺支撐立柱3、模擬壓力容器筒壁立檔4、試驗平臺 模擬水池5、試驗平臺底座6，壓力容器模擬法蘭7、試驗平臺爬梯8、試驗平臺橫檔9、樣品盒模擬金屬存放架及樣品盒模擬件10，壓力容器模擬筒壁11，試驗平臺支撐立柱底部法蘭12、試驗平臺模擬水池進出水管13，以及試驗平臺模擬水池爬梯14。人員操作平臺I主要用于操作人員站立在壓力容器模擬法蘭旁邊，從事與反應堆壓力容器檢修、培訓、工具調試、驗證等相關作業。人員操作平臺I要能夠承載人員的重量及部分小工具器具及零部件的重量。例如:可進行輻照樣品盒切取裝置在試驗平臺上的調試、培訓，及反應堆壓力容器在役檢查工具的相關驗證和培訓等。人員操作平臺I共分成兩個半圓，通過螺栓連接成一個整圓形的操作平臺。每一個半圓型人員操作平臺由底座和護欄兩部分組成，人員操作平臺整體上靠近壓力容器模擬法蘭，以方便操作人員工作。斜支撐2主要用于支撐和固定人員操作平臺。斜支撐2上有四個連接法蘭，分別是上部法蘭和側向法蘭。其中上部法蘭通過螺栓螺母緊固件連接到人員操作平臺I底部。側向法蘭通過螺栓螺母緊固件連接試驗平臺支撐立柱3上。8個試驗平臺支撐立柱3是試驗平臺的重要承重部件，用于在豎直方向上承載壓力容器模擬法蘭7、斜支撐2、人員操作平臺1，壓力容器模擬法蘭7上裝載的設備和人員等。試驗平臺支撐立柱3由280X280X12的方鋼、上部法蘭、底部法蘭、筋板、導向栓通過焊接方式組成。上部法蘭通過螺栓螺母墊片緊固件將其連接到壓力容器模擬法蘭7上，試驗平臺支撐立柱底部法蘭12也是通過螺栓螺母墊片緊固件將其連接到試驗平臺底座6上的連接法蘭上。試驗平臺支撐立柱3有三個側面分別焊接有3、2、3個連接法蘭，分別用于與試驗平臺橫檔9、斜支撐2、試驗平臺橫檔9通過螺栓螺母緊固件的方式連接。模擬壓力容器筒壁立檔4主要用于局部模擬反應堆壓力容器內壁，便于輻照監督樣品盒切取裝置上手動抓具的側向支撐。模擬壓力容器筒壁立檔4有兩個，分別對應于兩個輻照監督樣品盒的正上方，通過螺栓螺母緊固件的方式連接到試驗平臺橫檔9上，要求模擬壓力容器筒壁立檔4內壁的軸線，內側表面的方位和角度與現場反應堆壓力容器保持—致。試驗平臺模擬水池5采用不銹鋼材質制作，主要用于承裝約15m3的除鹽水，用于反應堆類專用工具在水下進行調試和驗證。試驗平臺模擬水池5內部裝有樣品盒模擬金屬存放架及樣品盒模擬件10、試驗平臺模擬水池爬梯14、壓力容器模擬筒壁11，。試驗平臺模擬水池5通過其底部自身帶連接法蘭與試驗平臺底座6通過螺栓連接。在試驗平臺底座6上安裝時，要考慮到其內部壓力容器模擬筒壁11的方向與模擬壓力容器筒壁立檔4的方向保持一致，同時進行10號件與模擬壓力容器筒壁立檔4、以及壓力容器模擬法蘭7的軸線，方位，角度保持一致的操作。試驗平臺模擬水池5的一個側面安裝有試驗平臺模擬水池進出水管13，用于試驗平臺模擬水池5的充水和排水。試驗平臺模擬水池進出水管13通過焊接方式連接到模擬水池上。試驗平臺模擬水池5內部焊接有支架，用于支撐和定位壓力容器模擬筒壁11。試驗平臺底座6用于承載整個試驗平臺、設備及操作人員的重量。試驗平臺底座6上焊接有連接法蘭與試驗平臺支撐立柱3和試驗平臺模擬水池5連接。試驗平臺底座6上中間區域有連接法蘭與試驗平臺模擬水池5相連，用于模擬水池的定位和調整。同時試驗平臺底座6具有防止設備及人員在上面工作時，試驗平臺不發生傾翻情況的設計考慮。壓力容器模擬法蘭7也是重要的承重部件，反應堆相關工具可以放置到壓力容器模擬法蘭7上并進行固定。壓力容器模擬法蘭7上開有模擬現場反應堆壓力容器的螺紋孔，用于反應堆相關工具自帶平臺或支座的固定。試驗平臺支撐立柱3連接到壓力容器模擬法蘭7底部，用于壓力容 器模擬法蘭7的支撐。試驗平臺爬梯8用于人員攀爬至壓力容器模擬法蘭7上進行工作。試驗平臺爬梯8通過螺栓及墊片緊固件固定在試驗平臺橫檔9的上層、中層、下層橫檔上相應的固定位置。試驗平臺爬梯8底部也通過螺栓及墊片緊固件固定在試驗平臺底座6上。試驗平臺爬梯8從上到下焊接有圓形護欄，可增加人員攀爬爬梯的安全性。試驗平臺橫檔9用于試驗平臺支撐立柱3、模擬壓力容器筒壁立檔4、試驗平臺爬梯8的固定，是防止試驗平臺在載荷狀態下發生扭轉，加固其結構穩定性的重要部件。試驗平臺橫檔9在試驗平臺整個高度上，分成上層、中層、下層三部分。樣品盒模擬金屬存放架及樣品盒模擬件10主要用于模擬輻照監督樣品盒金屬存放架及樣品盒的外形尺寸。樣品盒模擬金屬存放架及樣品盒模擬件10金屬材料與現場反應堆壓力容器內部的安裝的樣品盒模擬金屬存放架及樣品盒模擬件金屬材料相同。樣品盒模擬金屬存放架，通過焊接方式固定在壓力容器模擬筒壁11上。兩個樣品盒模擬金屬存放架相對于壓力容器模擬筒壁11、模擬壓力容器筒壁立檔4、試驗平臺模擬水池5、試驗平臺底座6、壓力容器模擬法蘭7的布置方位、角度、軸線要與真實的反應堆壓力容器保持一致。樣品盒模擬體件主要包括有樣品盒和樣品盒蓋兩部分，樣品盒首先放入樣品盒模擬金屬存放架中，然后安裝樣品盒蓋將樣品盒固定在金屬存放架內部。樣品盒蓋通過兩個沉頭緊固螺釘固定在金屬存放架的外壁上，沉頭螺釘緊固后，不會突出金屬存放架的壁面，所以不會影響反應堆相關工器具在水下的操作和試驗。壓力容器模擬筒壁11主要用于模擬真實反應堆壓力容器筒體壁面。其布置方位、角度、軸線與真實反應堆壓力容器筒體壁面保持一致。壓力容器模擬筒壁11安裝在試驗平臺模擬水池5中。壓力容器模擬筒壁11焊接固定到兩個方形鋼管上，以防止其自身在使用中發生變形。每個方形鋼管的上下部焊接有支架，該支架上開有一段水平和軸向的滑槽，該支架與試驗平臺模擬水池5上焊接的支架通過螺栓螺母緊固件配合，現場方形鋼管上下部支架的前后和軸向移動，從而實現壓力容器模擬筒壁11的前后和軸向移動的調整。試驗平臺支撐立柱底部法蘭12已經與試驗平臺支撐立柱3焊接成整體。試驗平臺模擬水池進水管焊接在試驗平臺模擬水池5的上部，用于試驗平臺模擬水池5的充水。出水管焊接在水池的下部，用于模擬水池的排水。進出水管上均安裝有球閥，用于充排水管的關閉和開啟。試驗平臺模擬水池爬梯14焊接在試驗平臺模擬水池5內外壁上，用于人員從模擬水池外壁攀爬到試驗平臺模擬水池5內部，方便人員在水池內進行與反應堆有關的專用工具的調試和驗證。本實用新型各部件組裝順序如下:1、試驗平臺底座6定位和水平度調整2、試驗平臺模擬水池5 (含試驗平臺模擬水池爬梯14)初裝3、8個試驗 平臺支撐立柱3安裝和水平度調整，緊固4、安裝中層試驗平臺橫檔95、人員操作平臺I及斜支撐2安裝6、試驗平臺爬梯8安裝7、壓力容器模擬法蘭7安裝8、安裝上層試驗平臺橫檔99、安裝下層試驗平臺橫檔910、8個試驗平臺支撐立柱3最終緊固11、試驗平臺主要形位精度檢測12、試驗平臺整體緊固13、試驗平臺模擬水池5 (含試驗平臺模擬水池爬梯14)調整，定位14、試驗平臺模擬水池5內模擬壓力容器筒壁11調整與定位15、樣品盒模擬金屬存放架及樣品盒模擬件10安裝16、試驗平臺主要參數檢查與檢測，并進行局部調整和必要檢測17、確認試驗平臺總裝完成本實用新型組裝時幾何尺寸檢驗要求:1、壓力容器模擬法蘭7水平度測量，偏差值Imm以內。2、壓力容器模擬筒壁11和壓力容器模擬法蘭7軸線的偏差，Imm以內。3、每個輻照監督樣品盒軸線與筒體軸線的布置角度要求為9°。4、壓力容器模擬筒壁11的垂直度，在Imm以內。[0069]5、輻照監督樣品模擬金屬存放架到模擬法蘭上平面尺寸滿足反應堆壓力容器圖紙要求。6、模擬壓力容器筒壁立檔4的垂直度，在Imm以內。7、壓力容器模擬法蘭7中心與試驗平臺底座6中心偏差在在Imm以內。8、壓力容器模擬筒壁11相對于對壓力容器模擬法蘭7的半徑滿足反應堆壓力容器圖紙要求。9、輻照監督樣品模擬金屬存放架水平度偏差在Imm以內。10、試驗平臺支撐立柱3的垂直度要求在Imm以內。11、試驗平臺底座6的水平度偏差要求在Imm以內。本實用新型使用方法如下:1、將反應堆壓力容器試驗平臺組裝，進行各項參數測量，并檢測合格。2、根據反應堆專用工具的調試要求及人員培訓工作的需要，可進行干式試驗和濕式試驗。3、對于干式試驗，不需要向試驗平臺模擬水池5內部充水，將所驗證的工具直接安裝到試驗平臺上面的壓力容器模擬法蘭7，進行專用工具的調試和培訓。4、對于濕式試驗，通過充水管線向試驗平臺模擬水池5內部充水，將所驗證的工具直接安裝到試驗平臺上，進行專用工具的調試和培訓。5、工作結束后，將試驗平臺模擬水池5內部水通過下部排水管線排出。6、在平日不用時可將反應堆壓力容器模擬試驗平臺拆除，分散包裝，其貯存條件要求為:室內無雨水環境，維持室溫，一般倉庫均可貯存。7、為避免反應堆壓力容器模擬試驗平臺的重復拆除和安裝，可將反應堆壓力容器模擬試驗平臺安裝并 固定在某一廠房，可節約很多時間和人力。今后可不再拆除該試驗平臺，直接在該試驗平臺上進行相關工作即可。
權利要求1.一種核電站用反應堆壓力容器模擬試驗平臺，其特征在于:包括試驗平臺底座(6)、底端與所述試驗平臺底座(6)固定的若干試驗平臺支撐立柱(3)、與所述試驗平臺支撐立柱(3)的頂端固定的壓力容器模擬法蘭(7)、通過斜支撐與所述試驗平臺支撐立柱(3)固定的人員操作平臺(I)、固定于所述試驗平臺支撐立柱(3)之間的上、中、下三層試驗平臺橫檔(9)、分別與所述試驗平臺底座(6)及試驗平臺橫檔(9)固定的試驗平臺爬梯(8)、固定于相鄰層試驗平臺橫檔(9)的模擬壓力容器筒壁立檔、以及固定于所述試驗平臺底座(6)之上的試驗平臺模擬水池(5)。
2.根據權利要求1所述的一種核電站用反應堆壓力容器模擬試驗平臺，其特征在于:反應堆壓力容器模擬法蘭(7)上設置有反應堆壓力容器主密封槽。
3.根據權利要求1所述的一種核電站用反應堆壓力容器模擬試驗平臺，其特征在于:所述試驗平臺模擬水池(5)內部裝有樣品盒模擬金屬存放架及樣品盒模擬件(10)、試驗平臺模擬水池爬梯(14)、壓力容器模擬筒壁(11 )，水池外壁設置有試驗平臺模擬水池進出水管(13)。
4.根據權利要求1所述的一種核電站用反應堆壓力容器模擬試驗平臺，其特征在于:所述試驗平臺支撐立柱(3)為彼此平行的豎直的8個試驗平臺支撐立柱(3)。
5.根據權利要求1所述的一種核電站用反應堆壓力容器模擬試驗平臺，其特征在于:所述人員操作平臺(I)包括圓形的底座、及連接于底座周向之上的護欄。
6.根據權利要求1所述的一種核電站用反應堆壓力容器模擬試驗平臺，其特征在于:所述試驗平臺支撐立柱 (3 )通過試驗平臺支撐立柱底部法蘭(12 )與所述試驗平臺底座(6 )固定。
7.根據權利要求1所述的一種核電站用反應堆壓力容器模擬試驗平臺，其特征在于:壓力容器模擬法蘭(7)水平度偏差值在Imm以內，輻照監督樣品模擬金屬存放架水平度偏差在Imm以內，試驗平臺底座(6)的水平度偏差要求在Imm以內。
8.根據權利要求1所述的一種核電站用反應堆壓力容器模擬試驗平臺，其特征在于:壓力容器模擬筒壁(11)的垂直度在Imm以內，模擬壓力容器筒壁立檔(4)的垂直度在Imm以內，試驗平臺支撐立柱(3)的垂直度要求在1_以內。
9.根據權利要求1所述的一種核電站用反應堆壓力容器模擬試驗平臺，其特征在于:壓力容器模擬筒壁(11)和壓力容器模擬法蘭(7)軸線的偏差在Imm以內，壓力容器模擬法蘭(7)中心與試驗平臺底座(6)中心偏差在Imm以內。
10.根據權利要求1所述的一種核電站用反應堆壓力容器模擬試驗平臺，其特征在于:每個輻照監督樣品盒軸線與壓力容器模擬筒壁(11)軸線的布置角度要求為9°。
專利摘要本實用新型涉及一種核電站用反應堆壓力容器模擬試驗平臺，包括試驗平臺底座、底端與試驗平臺底座固定的若干試驗平臺支撐立柱、與試驗平臺支撐立柱的頂端固定的壓力容器模擬法蘭、通過斜支撐與試驗平臺支撐立柱固定的人員操作平臺、固定于試驗平臺支撐立柱之間的上、中、下三層試驗平臺橫檔、分別與試驗平臺底座及試驗平臺橫檔固定的試驗平臺爬梯、固定于相鄰層試驗平臺橫檔的模擬壓力容器筒壁立檔、以及固定于試驗平臺底座之上的試驗平臺模擬水池。本實用新型可安裝到核電站廠區內反應堆安全殼外的適合的廠房內，在機組停機及檢修工作開始前，完成專用工具的調試、驗證及人員培訓工作。
文檔編號G09B25/02GK203134244SQ20132008674
公開日2013年8月14日 申請日期2013年2月26日 優先權日2013年2月26日
發明者黃潛, 張建軍, 張福海, 劉永生, 孫永平, 吳磊, 武仲斌 申請人:江蘇核電有限公司