关键词：AP1000；装换料机；安装；精度
1.概述
AP1000装换料机横跨于换料水池的正上方，用于在燃料转运系统、反应堆堆芯和堆内燃料贮存格架之间转运核燃料。燃料组件位于堆芯理论位置时，相邻组件之间的最小间隙仅有1.02mm，核电厂在进行最后一组燃料组件装载时，堆芯仅有一个空位，必须保证燃料组件插入空位的过程中姿态保持垂直，才能确保装料过程中该组件不与四周产生刮擦。为实现组件的精准定位，装换料机竖直方向运动采用安装于固定套筒上的导向轮对内套筒进行辅助导向，固定套筒与导向轮安装不当，容易导致内套筒运动过程中产生较大的摩擦力，触发载荷保护，导致装卸料活动无法进行。
考虑到装换料工作中的辐射防护，装换料机内外套筒一般设计的比较长，大部分浸没于水下，轨道及套筒等部件的安装误差在装换料机抓具位置处会有数十倍的放大。因此，必须在安装过程中对装换料机各个关键部件的安装精度进行控制。
2.大车轨道安装精度控制
2.1大车轨道介绍
导向轨和非导向轨各由四段组成。导向轨加工精度比非导向轨高，与非导向轨相比，导向轨两个侧面有表面粗糙度和垂直度要求，以便与大车桥架端梁上的导向轮配合，对大车实现直线形走起到导向作用。导向轨和非导向轨加工要求示意如图1，2所示。
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图1：非导向轨示意图 图2：导向轨示意图
大车轨道安装在轨道基础板上，通过地脚螺栓和轨道压板固定，安装关系如图3所示。轨道基础板通过地脚螺栓连接在土建模块上（图3未画出）。
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图3：大车轨道安装示意图
2.2导向轨安装精度控制要点
利用装卸料机及其轨道安装控制点为基准，用全站仪和铟钢尺检查轨道基础（埋板）（轨道基础需要用图表示出来）的标高。根据导向轨上表面标高和水平度公差要求计算需要加垫的厚度。确保导向轨上表面标高满足图纸公差要求（135英尺3英寸±0.25英寸）
利用装卸料机及其轨道安装控制点为基准，使用全站仪将轨道中心线放至轨道基础板上。
将轨道上表面的中心线用墨粉线放到轨道上。
安装轨道，在轨道与基础板之间对应位置上塞上计算得到的相应厚度的垫片，同时使轨道中心线与轨道基础中心线重合，使用轨道压板临时固定。相邻轨道接缝宽度不超过0.25mm。
以轨道两端绷紧的钢琴线为参照，调整轨道整体直线度，使轨道任意6m长范围内直线度偏差不超过±1.52mm，全长度范围内直线度偏差不超过±3.18mm。对直线度超差位置处，使用顶丝或者楔块进行调整。
使用光学对中设备测量压力容器0-180度中心线与导向轨中心线之间的平行度，要求在±0.76mm内。对平行度超差位置处，使用顶丝或者楔块进行调整。
使用全站仪测量导向轨高差，确保导向轨全长范围内每300mm范围内高差在±0.76mm内。通过调整轨道和轨道基础之间的垫片数量使轨道水平度满足要求。
调整轨道接缝处，使水平和垂直方向上轨道错边不超过0.254mm。再次检查轨道接缝宽度，使其不超过0.25mm。
2.3非导向轨安装精度控制要点
利用装卸料机及其轨道安装控制点为基准，用铟钢尺检查轨道基础（埋板）（轨道基础需要用图表示出来）的标高。根据导向轨上表面标高和水平度公差要求计算需要加垫的厚度。确保导向轨上表面标高满足图纸公差要求（135英尺3英寸±0.25英寸）
利用装卸料机及其轨道安装控制点为基准，使用全站仪将轨道中心线放至轨道基础板上。
将轨道上表面的中心线用墨粉线放到轨道上。
安装轨道，在轨道与基础板之间对应位置上塞上计算得到的相应厚度的垫片，同时使轨道中心线与轨道基础中心线重合，使用轨道压板临时固定。相邻轨道接缝宽度不超过0.25mm。
使用全站仪，以导向轨为参照调整非导向轨，使轨道之间的跨距偏差在±3.18mm内。
使用全站仪测量非导向轨高差，确保导非向轨全长范围内每300mm范围内高差在±0.76mm内。通过调整轨道和轨道基础之间的垫片数量使轨道水平度满足要求。
使用全站仪测量计算导向轨和非导向轨之间的高差，要求在±1.52mm以内。若超差，使用垫片进行调整。
调整轨道接缝处，使水平和垂直方向上轨道错边不超过0.254mm。再次检查轨道接缝宽度，使其不超过0.25mm。
3.桥架组装精度控制
3.1桥架组成
设计上，大车桥架由两根主梁，两根端梁拼成矩形，主梁和端梁之间采用螺栓连接，为确保使用过程中大车框架不跑偏，安装时，框架对角线调整合格后，在框架四个角上敲入锥形销进行最终固定。大车桥架组成如图4所示。
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图4：大车桥架组成示意图
3.2桥架组装控制要点
确保框架对角线公差在±1.587mm以内，如不满足要求，松开主梁，端梁之间的连接螺栓进行微调。
确保两根小车轨道高差不超过±0.8mm，如不满足要求，通过在主梁，端梁之间的连接处增减垫片进行调整。
在框架四个角上敲入锥形销，对框架进行最终固定。
4.固定套筒安装精度控制
4.1固定套筒结构
固定套筒安装在固定套筒支撑上，两者之间装有球轴承，固定套筒能够实现一定角度的周向转动，固定套筒支撑安装在小车钢构上，可以通过调整二者之间垫片厚度来调整固定套筒的垂直度，固定套筒外壁装有导向轮组件，共有7对，用于限制内套筒在外套筒内的径向窜动，辅助内套筒导向。结构如图5所示。
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图5：固定套筒结构示意图
4.2固定套筒安装控制要点
使用工装，铅锤将固定套筒上部圆的圆心投影到下部圆，测量铅锤线距离固定套筒下部4个标记之间的距离，得到固定套筒安装的垂直度，确保外套筒垂直度公差在±4.7625mm以内。如不满足要求，通过在套筒支撑处增减垫片进行调整。
5.卷扬机及内套筒安装精度控制
调整卷扬机位置，使内套筒自然状态下位于固定套筒中部。
6.导向轮安装精度控制
内套筒与导向轮之间按照1.2mm间隙要求进行控制，第7对导向轮调整好后，以第7对导向轮为基准，使第1至6对导向轮东西,南北在一条直线上。
7.设备安装精度对设备定位精度的影响分析
利用相似三角形法则可以计算得出，东西或南北方向上，固定套筒支撑在小车钢构结合面上的高差，反映到固定套筒末端会有20倍的放大，大车轨道，大车桥架包括小车轨道的安装精度直接影响固定套筒支撑与小车钢构接合面的高差，进而影响固定套筒垂直度，固定套筒本身垂直度若不合格，会大概率引起内套筒摩擦力过大，内套筒运行轨迹不垂直等问题，造成调试期间设备定位试验不合格。因此，必须在安装过程中按照以上要点对装换料机各个关键部件的安装精度进行控制。
论文作者:于占峰
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年23期
论文发表时间:2020/5/8