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摘要：本文就研究的内容，系统设计的关键技术以及工艺的评定，技术创新点做出解析
关键词：骨架：技术创新：工艺：关键技术
1.系统设计
1.1骨架产品检查项目需求
骨架是由下管座、导向管、根仪表管、结构格架、跨间搅混格架和套管组成。其中采用压力电阻点焊工艺将导向管、仪表管与格架舌片连接成一个整体，导向管下端与下管座用轴肩螺钉连接；导向管上端与套管通过胀接方法连接。按照产品技术条件的要求，骨架制造结束后应对以下项目实施检查（设备的功能需求）：
（1）下管座垂直度
（2）格架位置和垂直度
（3）骨架长度
（4）套管平面度
（5）套管胀形的轴向和径向尺寸
（6）导向管和仪表管的内径
（7）骨架外观
以上检查项目是产品设计方提供的要求，是制造厂必须严格执行遵循的标准。
1.2骨架检查装置硬件结构
骨架检查装置的主要测量方式是通过光栅尺和长度计实施长度测量，然后由系统软件对数据进行处理，该装置的原理图见附件，具体组成如下：
（1）大理石平台（部件1）
（2）光栅尺（部件6）
（3）长度计（部件8）
（4）直线导轨（部件5）
（5）工控机
（6）大理石方箱（部件10）
（7）辅助定位工装（部件2，3，4，7，9）
（8）专用极限量规
1.3数据通讯及处理软件程序的设计
软件系统的功能是实现远程与本地控制，实时读取测量仪器的信息、将检测数据在工控机上进行显示、处理和储存。
AFAG3G燃料元件骨架检查装置的软件系统功能如图1所示：
软件的实现方式：本系统采用C++语言，利用多线程的工作方式进行底层与设备通信部分的开发，将数据采集、控制、界面显示与存储分别放入不同的工作线程当中，使得各部分互不影响，充分利用C++语言的特性，做到不丢数，控制灵敏，采集数据迅速，采用C#语言进行人机界面、数据存储和报表部分的开发。利用C#语言的特性，开发利于操作的人机界面。后台存储部分采用SQL SERVER数据库进行存储，编写sql脚本对存储时的数据在不同标准下进行判定计算，为了能响应光栅尺和长度计的数据存储请求，建立多个数据表、视图等，对数据进行科学合理的安排，按照逻辑关系合理的加工后加载到每一个表中，体现了数据库独立设计思路。编制出人性化的检测系统。
根据AFAG3G燃料组件报表的具体要求和格式，设计了动态生成报表，且根据骨架标准和允许的误差范围自动判断每一个数值的符合性，从而自动给出骨架的检查结果，这样不仅提高了工作效率，而且还节约了人力成本。同时数据的生成时间和测量员姓名自动填写在报表相应的位置上，对测量数据进行科学有效的管理。输入查询条件，可以对任意历史报表进行打印或数据输出，见图3。
（二）关键技术
在项目实施过程中重点解决以下四项关键技术：
（1）建立了下管座、格架两者相对于骨架轴线垂直度的测量方法；
（2）建立了格架位置和骨架长度的测量方法；
（3）建立了导向管套管端面共面区的平面度、套管胀形的轴向和径向尺寸、导向管和仪表管的内径的测量方法；
（4）开发了一套完整的数据通讯及处理软件程序；
下面对测量方法的实现过程进行说明：
（1）下管座垂直度的测量
（2）格架位置和垂直度的测量
（3）骨架长度的测量
（4）套管平面度的测量
（5）套管胀形的轴向和径向尺寸的测量
（6）导向管和仪表管的内径
（7）骨架外观
（三）工艺评定
为了验证骨架检查装置的各项功能满足骨架检查工艺的要求，在正式投入使用前实施了工艺评定，结果如下：
3.1评定项目
（1）下管座垂直度的测量
（2）格架位置的测量
（3）骨架长度的测量
（4）数据处理系统
3.2评定过程描述
评定过程由两部分组成，第一部分是使用激光跟踪仪对标准骨架进行标定，第二部分是使用骨架检查装置对标准骨架进行测量，通过分析两种测量方法对相同零件的测量结果，给出对骨架检查装置测量系统的评价结论。
（1）激光跟踪仪对标准骨架的标定
（2）骨架检查装置对标准骨架的检测
（四）技术创新点
⑴ 自主研发了一套AFA3G核燃料组件骨架检测专用设备、相关测量系统及相应的检测方法。该装置已成功地应用到生产中，实现国内首次应用。
⑵ 主要创新点如下：
① 采用先进的、高精度的光栅尺与长度计、大理石方箱等专用标准测量具，设计研制了一台专用的核燃料组件骨架检测装置，布局合理、结构紧凑、操作和维护简便，填补了国内同类检测设备的空白，达到国外同类设备的制造技术水平；
② 利用研发的骨架检测装置，建立下管座垂直度、格架位置和垂直度、骨架长度、套筒平面度、套筒胀形的轴向和径向尺寸、导向管和仪表管的内径、骨架外观等7项骨架产品检查方法，满足了骨架产品质量检测要求；
③ 自主设计了骨架检测装置的控制软件和数据采集处理系统，实现了远程控制，具有控制速度快、反应灵敏、取数精确等优点。
总结：设备现在的应用情况为：对于该装置的整体性能，经过工艺评定及调试运行后表明其可以满足骨架检查工艺的使用要求，平均每个骨架的检查时间为22分钟，相对于三坐标仪平均每个骨架检测时间30分钟节约了8分钟，证明其简便易用，数据可靠、性能稳定，并可推广用于其它压水堆核燃料组件骨架的检查。
产生的经济效益以及社会效益：本套装置为国产化自主研发项目，其制造成本约合人民币30万元，相对于进口设备或三坐标测量机上百万元的价格，实现了低成本研制的目标。
参考文献：
[1]陈红江。案例精解（M）北京，中国电力出版社。2008.
[2]杨建国，绍世煌。自顶向下的设计方式及装配模型（J）微型电脑应用，1997，18-21.
[3]陈伯雄，机械设计应用（M）北京，机械工业出版社，2003.3.
论文作者:李万普
论文发表刊物:《基层建设》2015年21期供稿
论文发表时间:2016/4/8
标签：骨架论文; 测量论文; 装置论文; 套管论文; 长度论文; 导向论文; 数据论文; 《基层建设》2015年21期供稿论文;