[发明专利]核反应堆顶法兰平面高精度现场加工装备及现场加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种核反应堆顶法兰平面高精度现场加工装备及现场加工方法。

背景技术

AP1000核电堆型是由美国WEC公司设计的世界上最先进的第三代核电。AP1000在建造中大量采用模块化建造技术。整个电站共分4种模块类型，其中结构模块122个，管道模块154个，机械设备模块55个，电气设备模块11个。模块化建造技术使可AP1000的建设工期缩短至60个月。

但是有些现场加工是必不可少，如反应堆关键部件压力容器的支撑装置——CA04模块顶法兰。该法兰直径达到6.6米，位于9米多高的安全壳顶部，其平面加工平面度要求为误差不超过0.127mm，如果在车间内预先进行铣削加工，吊装、焊接后会产生变形，平面度超差，必然达不到设计要求。因此CA04模块顶法兰平面最后的精铣削工序只能在吊装、焊接完毕后，在施工现场进行。

三门核电项目是AP1000堆型的首堆项目，CA04模块顶法兰平面加工难度大，风险高，施工现场局促、环境狭小，且无任何现成的设备、资料可供利用和参照模板。在三门核电全球招标过程，韩国、美国、新加坡等多个公司先后知难而退。该项技术难关如不能攻破，整个核电建设工程将不得不停滞下来。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何填补现有技术的上述空白，提供一种核反应堆顶法兰平面高精度现场加工装备及现场加工方法。

为解决上述技术问题，本核反应堆顶法兰平面高精度现场加工装备包括动力头，该动力头含有Z向运动机构、刀具主轴和铣削驱动电机，其特征在于：其还包括长方架、拖板和至少三个高精度可调塞块，该长方架上设有两条X向导轨和X向丝杠，所述拖板设置在X向导轨上，与X向丝杠配合的X向丝母固定在拖板上，形成X运动机构；所述拖板上设有Y向滑台，该Y向滑台通过丝杠、丝母机构控制移动，形成Y运动机构，所述动力头固定在Y向滑台上，所述长方架压在高精度可调塞块上。

传统的设计是将工件固定在机床上，通过不断移动、调整工件，完成铣削加工；本发明反其道而行，将机床固定在核反应堆顶法兰平行位置上，移动机床的动力头，来完成铣削加工。增设的高精度可调塞块，可以精确地将本发明核反应堆顶法兰平面高精度现场加工装备调整至相当高的水平状态，确保铣削加工达到设计要求。

作为优化，所述拖板上固定有Y向导轨和Y向丝母，所述Y向滑台设置在Y向导轨上，其上设有一可转动的Y向丝杆，该Y向丝杆穿过Y向丝母。如此设计，Y向丝杆随同Y向滑台移动，体积更紧凑，结构更稳定。

作为优化，所述X向丝杠一端设有调节手轮；其另一端设有行走驱动电机，该行走驱动电机通过减速机构驱动X向丝杠，所述Y向丝杠外端设有调节手轮。如此设计，操作方便。

作为优化，所述高精度可调塞块包括基座、调节丝杠和滑块，其中基座设有螺纹孔，该螺纹孔与调节丝杠外螺纹配合，调节丝杠外端设有卡部，卡部与外螺纹之间设有颈部环槽，所述滑块上设有U形槽，颈部环槽卡入U形槽内，滑块压在基座上，且二者接触面为坡面。如此设计，结构简单，调整方便，通过微调，可以达到很高的平整度。

作为优化，其还包括大方架，该大方架配有四个大方架临时托脚，其四角各切去一个直角三角形，切除后其对角线长度等于核反应堆相对内壁间的距离；所述长方架配有多个长方架临时托脚。如此设计，便于安装。

作为优化，其还包括电控箱，该电控箱内设有PLC程控电路，可在手动/自动/点动状态之间转换，并对X方向行走速度进行调整。如此设计，控制操作方便。

作为优化，所述动力头上还设有主轴调整装置，借以调整刀具主轴与工件表面的垂直度。如此设计，更加精确。

本发明还涉及AP1000核电站核反应堆CA04模块顶法兰现场加工方法，包括下述步骤：

①、将本发明核反应堆顶法兰平面高精度现场加工装备运至现场；

②、在AP1000核电站核反应堆CA04模块内壁的相应位置上焊接四个大方架临时托脚，位置与大方架四角相对应，在其上方相应位置上焊接长方架临时托脚；

③、在大方架临时托脚和长方架临时托脚上加装高精度可调塞块，吊装本核反应堆顶法兰平面高精度现场加工装备，使其长方架压在所述高精度可调塞块上，并靠近AP1000核电站核反应堆CA04模块顶法兰的一个待加工法兰平面；

④、用高精度激光水平测试仪，在两条X向导轨上每隔一段距离(如200mm)检测一次，并根据检测结构，反复调节所述高精度可调塞块，直至本核反应堆顶法兰平面高精度现场加工装备调至高度水平；