导管中开口销组件的替换制造技术

利用水池下的机器人工作站以新的开口销组件替换选定的核反应堆下导管的旧的开口销组件．许多遥控的机器人工具用于使导管为替换操作而精确地定位，破碎旧开口销组件，在水下处理碎片，并安装一个新开口销组件．下导管定位装置有一个遥控的液压缸，用于使导管取向，以便随后用不同的工具处理，也使得每个导管中的两个开口销组件可以用同一套工具来替换．（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术一般与核反应堆有关，特别与核反应堆导管的修理有关。导管是核反应堆上部内部零件的一部分。导管安装在反应堆堆芯的燃料组件的上方，它用来引导组件的控制棒束，当控制棒束相对于堆芯向上或向下移动时，控制棒就起动。每一个导管都放置在反应堆上部芯板的旁边，横向地附着于芯板上。一般说来，悬挂着一对分叉的销，或者叫开口销，与导管的下端空隔180°。每个开口销用螺帽固定在导管法兰盘的扩孔上。开口销的分叉或叶片有弹性地连接固定导管的反应堆上部芯板的相应洞孔的壁，当控制棒束向上或向下移动时，导管就容纳控制棒束。反应堆的流体冷却剂浸泡着开口销，它对开口销材料是腐蚀性的。我们发现，由于当前在一些反应堆中常用的老式开口销发生应力腐蚀破裂，向下固定开口销的螺帽可能产生有害的松动。在冷却剂的作用下，松动的螺帽可能从反应堆上部的内部零件转移到核反应堆发电厂的管道和蒸汽发电机中，并可能损坏相关的管道或发电机。在反应堆的运转中，发现一个旧螺帽转移到蒸汽发电机的通道头之内后，就需要修理蒸汽发电机。开口销产生裂缝会导致发生故障，裂缝能够用超声波检验测出来。在对美国威斯康星州比奇角(Point Beech)的反应堆进行超声检验时，发现约90%的开口销上存在裂缝。基于这一重要的发现，似乎查找开口销的裂缝不仅要求对有关的导管采取检修，而且也要求对所有导管采取检修，一个反应堆中的导管一般为60或61根。如果在蒸汽发电机的通道头或反应堆发电厂的其它部件中发现一个螺帽，那么对反应堆的所有导管都应采取检修。可以预料也有一些反应堆，用超声检验以外的其它方法发现一个螺帽转移到通道头中，以致开口销可能失效。对于这样推测的反应堆，所有的导管都应采取检修。与先前技术的叙述相一致的是，有过这样的做法，如1982年7月和8月中已经完成的，即全部替换导管组件。这一做法的缺点是，替换的费用很高，时间很长，特别是考虑到导管是用不锈钢制成的，开口销是用铬镍铁耐热合金制成的，因此制造一根导管所花的费用很高，所需的时间很长。一根导管的费用可能高达8万美元，而一整个组件的制造时间可能是一年。一个更重要的缺点是，导管组件体积很庞大，放射性很高，处理这样的物件会产生严重的问题。先前技术的另一做法是日本于1978年下半年发展和使用的，后来法国在1979年初也使用了，那是在“热”室环境中只替换开口销。这一做法在1982年下半年和1983年初在法国得到进一步的发展。在这一做法中，旧开口销被焊接到旧螺帽上。“热”室方法的优点是，在“热”室中新的开口销能被焊接到新螺母上。该法的缺点是，它会使工作人员遭受长时间的高辐射曝光，而且劳动强度很大，费用很高。辐射水准可能高达1000雷姆(＝人体伦琴当量)/小时。已被采用的一种合适措施是在替换开口销之前对整个导管清除污染，但这种措施费用很大，而且清除污染之后仍然留下相当高的残余辐射。本专利技术的目的是克服先前技术中的缺点，提供设备和一种方法，以排除核反应堆导管开口销的故障或潜在故障。从广义上说本专利技术包括一套用新开口销组件替换选定的核反应堆导管的旧开口销组件的设备，所提到的导管和开口销组件是高度放射性的，所提到的设备包括一个在水池下面的工作站，工作站包括(a)遥控的定位装置，用于将一个需要替换上面的旧开口销组件的待处理导管转动定位;(b)遥控的拆除装置，用于将旧开口销组件从上述已定位导管上拆下来;(c)遥控的安装装置，用于将新开口销组件安装在上述已定位导管上;运输装置，用于从上述反应堆上咬住和拆除导管，把拆下的导管运输到上述工作站中的定位装置;还有可在上述水池外操作并连接运输装置的装置，以及在水池外也可操作连接所述的定位装置、拆除装置和安装装置的装置，它们起动定位装置使它对运来的待处理导管定位，而后起动拆除装置从运来的导管上拆除旧的开口销组件，而后起动安装装在导管上安装一个新的开口销组件。旧的产生应力腐蚀破裂的开口销及其旧螺母都替换成未产生应力腐蚀破裂的新开口销和向下紧固的新螺母，替换工作是在水池下的机器人工作站中进行的，水池中的水一般是用硼酸盐处理过的。水池保护工作人员免受放射性危害。在本申请中，每一个开口销和紧固它的螺钉有时候被称作“开口销组件”，旧的被替换的开口销和旧螺母被称作“旧开口销组件”，而新的开口销和螺母被称作“新开口销组件”。机器人工作站包括许多机器人工具，它们由水池外的机器人控制中心远距离起动。用新开口销组件替换旧开口销组件的工作，完全由这些机器人工具在水池下进行。导管由上下两部分构成，上部有时被称作热套筒或上导管，下部被称作下导管(LGT)。在本专利技术的方法中在旧开口销组件的替换中所处理的正是下导管。在旧开口销组件中，螺母和开口销用暗销紧固在一起，并焊接在开口销和螺母上。在硼酸盐处理过的水中焊接，产生严重的问题。避免这些问题的方法是利用锁定帽盖将开口销和螺母紧固在一起。锁定帽盖从螺母处延伸出去，其边缘卷入开口销的槽沟中。明确地说，完成全部替换操作的工具包括一种定位工具，它被称作夹持-转位工具。这种工具将待处理的下导管精确地定位，包括用于下导管转动或转位的装置，使得可以用一套工具处理两个开口销，并使得在每一组连续操作的起始，利用连续程序中合适的工具来适宜地将下导管定位，等待处理。此外，在工作站中有旧开口销组件拆除工具、拾放工具、擦帚工具、开口销插入/旋扭工具、卷边机和新螺母给料器。旧开口销组件拆除工具利用金属破碎加工来破碎旧组件，称为MDM。通常，第一堆碎片包括旧螺母和旧开口销上螺母紧固的那部分，第二堆碎片为旧开口销的残余部分。第一堆碎片在此处称为螺母碎片。拾放工具移去螺母碎片，从给料器移动新螺母，把每个准备拧到相应的新开口销上去的新螺母定位，擦扫工具清扫导管上破碎和移去开口销组件的部位，开口销插入/旋扭工具将新开口销插入导管，将螺母旋扭上去。卷边机将锁定帽盖卷边到新开口销中。从下面一个实施例的具体描述，结合附图，可以更详细地理解本专利技术，此处图1是一个新开口销组件的纵向剖面图，它在本专利技术中替换了一个旧开口销组件。图2，是图1中新组件在Ⅱ-Ⅱ方向的放大平面图。图3是一辐透视图，一般的示意图，表示用于转移上导管部分和待处理下导管的设备。图4表示替换操作期间上、下导管的不同转移路径。图5是一辐局部示意图，表明核反应堆上部内部零件包括导管的部分。图6、7、8、9是与图5相似的局部示意图，表明把导管部件拆卸成下导管和上导管以备转移的连续步骤。图10是一辐局部示意图，表明在修理站安装上导管。图11是一辐示意图，表明替换旧开口销组件的机器人工作站。图1和图2中表示的新开口销组件100，包括一个开口销127(b)和一个新螺母128。开口销包括一个轴杆153，轴杆具有中间螺纹部分155。从车螺纹部分155的顶部延伸出一个无螺纹杆157。杆157具有相对的两个槽158。从轴杆底部延伸出一个法兰盘159。轴杆末端接在法兰盘的抛物形压边条161上。从法兰盘159上延伸出叉齿或叶片164。新螺母128有一个中央螺纹部分，该部分拧到开口销上。螺纹部分一端接在套筒160中，另一端接在裙形板161中。螺母在套筒160的下面有一个键槽162。锁定帽盖167紧固在套筒160的直径相对的孔中，并紧固于杆157中的一对相对的槽158中。锁定帽盖紧固得很紧，因此排本文档来自技高网...

【技术保护点】
用新的开口销组件替换核反应堆导管的选定的旧开口销组件用的设备，特征在于：所述的导管和开口销组件是高度放射性的，所述的设备包括一个水池下的工作站，所述的工作站包括：（ａ）遥控的定位装置，用于将一个需要替换上面的旧开口销组件的导管转动定位， （ｂ）遥控的拆除装置，用于将旧开口销组件从所述定位导管上拆下来，（ｃ）遥控的安装装置，用于将新开口销组件安装在所述定位导管上；运输装置，用于从所述反应堆上咬住和拆除导管，并用于将拆下的导管运输到所述工作站中的定位装置上。可在 所述水池外操作并连接所述运输装置并使其起动的装置，以及也在上述水池外操作并连接定位装置、拆除装置和安装装置的装置，它们起动定位装置使它对运来的待处理导管定位，而后起动拆除装置从运来的导管上拆除旧开口销组件，而后起动安装装置在导管上安装一个新开口销组件。

【技术特征摘要】
1.用新的开口销组件替换核反应堆导管的选定的旧开口销组件用的设备，特征在于所述的导管和开口销组件是高度放射性的，所述的设备包括一个水池下的工作站，所述的工作站包括(a)遥控的定位装置，用于将一个需要替换上面的旧开口销组件的导管转动定位，(b)遥控的拆除装置，用于将旧开口销组件从所述定位导管上拆下来，(c)遥控的安装装置，用于将新开口销组件安装在所述定位导管上；运输装置，用于从所述反应堆上咬住和拆除导管，并用于将拆下的导管运输到所述工作站中的定位装置上。可在所述水池外操作并连接所述运输装置并使其起动的装置，以及也在上述水池外操作并连接定位装置、拆除装置和安装装置的装置，它们起动定位装置使它对运来的待处理导管定位，而后起动拆除装置从运来的导管上拆除旧开口销组件，而后起动安装装置在导管上安装一个新开口销组件。2.按权项1中用新开口销组件替换每个旧开口销组件的设备，其特征在于新开口销组件包括一个新开口销和一个新螺母;螺母有一个锁定帽盖，帽盖的边缘翻卷到上述开口销上，在此处，定位装置、拆除装置和安装装置包括导管定位工具机;将旧开口销组件分解为易拆除碎片的工具机;除去碎片的工具机;清扫导管上除去碎片部分的工具机;盛新螺母的给料器;将新螺母从所述给料器中移出并定位于上述被定位导管上新开口销紧固位置的拾放工具机;销钉插入/旋扭工具机，用来将新开口销定位于导管上由上述定位新螺母紧固的位置，并用于将上述定位新螺母紧固到上述定位的新开口销上;以及卷边工具机，用于将上述锁定帽盖的边缘翻卷到上述已定位的新开口销上。3.一种用新的开口销组件替换选定的核反应堆导管上的旧开口销组件的方法，其特征是每一个新开口销组件包括一个新螺母和一个新开口销，所述螺母有一个锁定帽盖，螺母紧固到所述开口销上，锁定帽盖的边缘翻卷到所述开口销上，所述导管和所述旧开口销组件是高度放射性的，实施所述方法的设备包括用于处理导管以新开口销组件替换旧开口销组件的水池下工作站，和将所述导管连接和运输到所述工作站的运输装置，所述方...

【专利技术属性】
技术研发人员：布鲁斯斯潘德利斯波福德，洛兰福西克，戴维艾伦豪厄尔，琼唐纳德尼，理查德艾伦豪厄尔，
申请(专利权)人：威斯汀豪斯电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]