一种核电厂主泵密封检修自动移位调整装置的制作方法

1.本实用新型涉及核电维修技术领域，特别是涉及一种核电厂主泵密封检修自动移位调整装置。


背景技术：

2.核电厂一回路主泵密封属于典型放射性精密装置，具有尺寸重量大、技术标准高、结构工艺复杂、放射性污染明显的特点。核电机组正常运行期间，一回路放射性介质系统压力和温度分别为15.5mpa和310℃，通过主泵驱动一回路冷却剂循环流动，强化堆芯传热冷却。因此，主泵既是一回路放射性介质循环流动的驱动装置，也是一回路高温高压放射性环境的承压边界，其轴密封装置检修质量和运行状态直接关系到核电机组安全水平和经济效益。
3.cnp650和cnp1000等压水堆核电机组主泵密封均为可控泄漏型多级密封结构形式，其外径和高度尺寸分别为550mm和500mm，重量约200公斤，主要包括各级密封动静环、导向环、支撑件和外壳等部件结构，其中脆性材料动静环密封副表面质量、橡胶材料柔性密封配合情况、不锈钢材料导向环表面光洁度、动静部件之间配合精度等因素均属于高精密管控环节，其检修质量直接决定主泵密封运行状态，进而影响核电厂放射性介质控制与一回路压力边界完整性。
4.按照核电厂运行技术规范和预维大纲管理要求，主泵密封装置需要定期执行预防性解体检查工作，对各零部件进行拆解、清理、检查、测量和组装、试验。因主泵密封结构复杂、拆装困难，检修过程中需根据工作内容不断调整其摆放角度，并充分考虑移位调整和拆装检查过程中，可能对精密部件造成不良影响的各种潜在风险，保证拆装检修精细可控、移位调整平稳准确，因主泵密封运行工况要求苛刻、各部件精密程度高，检修工作需全程确保环境清洁度水平，并尽量减少工作人员数量、缩短检修操作时间，尽可能地降低人员放射性集体剂量率。
5.针对核电厂一回路主泵密封放射性解体检修过程中的客观需求，经过国内诸多电厂的广泛市场调研，存在两种应对方案。第一种应对方案是传统人工式移位调整，即按照设备部件吊装调整传统操作实施工艺，通常由起重人员根据吊装物重量选择合适的吊具，根据实际工作中的吊装需求，分别在吊装物合适部位安装对应吊具，由起重行车配合进行升降吊装和移位翻转。主泵密封上部为紧固法兰端盖，下部为多级密封动静环部件，中间为密封装置导向支撑环，其中下部动静环密封部件和中间导向支撑环均为关键精密部件，不允许承受外部施加载荷，只有上部法兰端盖可能作为悬吊受力部位。受主泵密封装置结构形状影响，采用传统人工式移位调整工艺实施难度比较大、操作稳定性比较差、集体剂量率比较高，并且吊具可能在移位调整过程中对精密部件造成异常干涉，使主泵密封装置造成潜在损伤，为机组启动后的连续稳定运行留下安全隐患。
6.第二种应对方案是手动机械式移位调整，即根据主泵密封装置结构尺寸，参照大型设备翻转平台设计理念，制作手动机械式翻转操作平台，通过上部法兰端盖将主泵密封
装置固定于翻转台架，下部动静密封装置和中间导向支撑环均不受力，翻转台架两侧设置旋转中心点，端部焊接专用吊耳，吊具不与主泵密封装置接触，而悬挂于翻转台架专用吊耳处，通过行车上下升降操作控制，使主泵密封装置随翻转台架一起绕旋转中心点进行翻转调整。采用通用型手动机械式移位调整工艺，可以将主泵密封装置完全固定于翻转台架，避免翻转过程中吊具对精密部件造成异常损伤，并且翻转过程的操作平稳性明显提升，但翻转工作仍然需要专业行车配合实施，无法实现小型专业化无尘厂房作业环境要求，并且无法满足检修过程中精准可控地定位调整，当主泵密封装置以倾斜角度放置时，悬挂吊具会导致密封装置中心失稳或异常抖动，影响精密部件检修装配工作质量，存在较大的工业安全风险和人因失误风险，对于主泵启机运行安全稳定性造成影响。


技术实现要素：

7.基于此，有必要针对现有核电厂主泵轴密封移位调整装置不能满足核电厂主泵轴密封解体检修过程中精准可控地定位调整，存在较大工业安全风险和人因失误风险的问题，提供一种核电厂主泵轴密封装置检修自动移位调整装置，该装置融合电气驱动、仪控限位、机械传动和自动化控制技术，具有结构简单、使用方便、安全可靠的特点，能够根据实际工作需求对核电厂主泵轴密封进行可靠固定和准确移位，减少现场检修工作量，缩短操作施工时间，降低人员放射性集体剂量率，避免工业安全风险和人因失误风险，提高核电厂主泵轴密封解体检修质量和主泵连续运行可靠性，保证核电厂安全水平和经济效益。
8.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
9.一种核电厂主泵密封检修自动移位调整装置，包括装置主体、驱动电机、齿轮箱、旋转轴、翻转台板、存放支架、限位开关、配电箱和控制面板；所述驱动电机双向转动，所述驱动电机输出轴与齿轮箱输入轴连接，所述齿轮箱输出轴与旋转轴连接，所述旋转轴与翻转台板连接，所述翻转台板与主泵密封装置可拆卸连接；
10.所述装置主体上可拆卸连接与主泵密封装置相匹配的存放支架；所述装置主体左右两侧分别布置仪控限位开关，所述控制面板表面设有控制按钮，所述配电箱内设有电源电路、限位电路和控制电路；当翻转台板运动至水平位置时，所述仪控限位开关与翻转台板接触受压，触发驱动电机断电停运；所述控制面板表面的按钮配合配电箱内的控制电路实现驱动电机的相应操作控制功能；所述电源电路通过接线插头与外部电源进行连接。
11.工作原理：在驱动电机控制下，翻转台板与主泵密封装置实现同步移位调整，存放支架用于主泵密封装置安装前和拆卸后的临时存放；接通配电箱外接电源，操作控制面板按钮，使翻转台板运动至存放支架上方，水平状态时仪控限位开关受压触发停车信号，驱动电机停车制动；将主泵密封装置与翻转台板连接紧固，操作控制面板，使移位调整装置稍微动作，主泵密封装置与存放支架接触面分离，拆除存放支架；根据检修过程实际需求，操作控制面板按钮，使主泵密封装置保持在合适的位置状态，对其开展相应检修工作；主泵密封检修工作完成后，操作控制面板，使翻转台板运动至存放支架上方，安装存放支架，继续操作控制面板,使旋转台板置于水平即限位开关触发停车信号状态，此时主泵密封装置完全坐落于存放支架；将主泵密封装置与翻转台板分离；操作控制面板，使翻转台板反向旋转至水平状态即另一侧限位开关触发停车信号状态；切断配电箱外接电源，将主泵密封装置和主泵自动移位调整装置运至吊车厂房，然后将主泵密封装置吊至专用存放箱内恒温保存，
完成核电厂主泵密封检修工作。
12.进一步地，所述驱动电机的功率型号根据主泵密封装置重量选用。
13.进一步地，驱动电机为双向转动电机，驱动电机端部设有自动电磁刹车装置，通电运行时自动电磁刹车装置与驱动电机自动分离；停车瞬间自动电磁刹车装置自动投运，以制动驱动电机转轴。
14.进一步地，所述驱动电机输出轴与齿轮箱输入轴采用直联形式连接，所述驱动电机壳体通过螺栓与齿轮箱外壳连接固定，立式结构悬装于齿轮箱底部。
15.进一步地，所述齿轮箱为蜗轮蜗杆结构，所述齿轮箱的传动比根据驱动电机的转速和翻转台板的动作速度选择。
16.进一步地，所述齿轮箱箱体通过螺栓与装置主体固定连接；所述齿轮箱内部齿轮啮合采用润滑油油浴润滑，所述齿轮箱外部采用翅式结构进行冷却散热。
17.进一步地，所述齿轮箱输出轴与旋转轴直联连接，所述翻转台板与旋转轴通过均布的固定螺栓连接；旋转轴两端设有轴承室，所述轴承室采用带有轴承端盖的脂润滑滚动轴承结构，轴承室通过轴承端盖进行密封隔离，所述齿轮箱箱体两侧通过轴承端盖和橡胶密封结构进行润滑油密封。
18.进一步地，所述翻转台板为方形结构，所述翻转台板中心设有孔径与主泵轴尺寸相同的圆孔，并在相应位置沿圆周方向均布与主泵密封壳体法兰和内筒体支撑环上的螺纹孔相匹配的螺纹孔，所述翻转台板与主泵密封壳体法兰和内筒体支撑环通过螺栓连接紧固；所述翻转台板的厚度根据主泵密封装置重量计算调整。
19.进一步地，所述装置主体根据主泵密封装置重量采用合适型号的槽钢焊接结构；所述装置主体包括底部构架，所述底部构架左侧、中间和右侧两边分别焊接竖槽钢；所述翻转台板下方，底部构架左侧和中间两边的竖槽钢之间设有抽屉式结构的检修工具柜，用于主泵密封检修过程中临时存放小型工器具；所述底部构架中间和右侧两边的竖槽钢之间的底部构架上通过螺栓连接存放支架；所述存放支架尺寸与主泵密封装置的高度和外径相匹配，用于主泵密封装置安装前和拆卸后的临时存放；所述底部构架中间靠近齿轮箱的竖槽钢与齿轮箱固定连接；所述存放支架采用对开分半式结构；所述装置主体底部设有螺纹孔，用于根据实际需要螺纹安装静音减震滚轮。
20.进一步地，所述装置主体左右两侧分别布置两组仪控限位开关，所述配电箱内设有限位电路，所述仪控限位开关控制限位电路的断开，所述限位电路控制驱动电机的停运；当翻转台板正反转运动至水平位置时，所述仪控限位开关与翻转台板接触受压，触发驱动电机断电停运，并由自动电磁刹车装置自动刹车制动，驱动电机停运。
21.进一步地，所述控制面板表面设有正转、反转和停止按钮，所述配电箱内设有正转、反转和停止控制电路；所述正转按钮与正转控制电路连接，控制正转控制电路的断开；所述反转按钮与反转控制电路连接，控制反转控制电路的断开；所述停止按钮与停止控制电路连接，控制停止控制电路的断开；所述正转控制电路控制驱动电机正转，所述反转控制电路控制驱动电机反转，所述停止控制电路控制驱动电机停止；所述控制面板表面的按钮配合配电箱内的控制电路实现相应操作控制功能。
22.本实用新型的有益技术效果：
23.本实用新型的核电厂主泵轴密封装置检修自动移位调整装置，装置主体满足主泵
密封装置重量要求，将融合电气驱动、仪控限位、机械传动和自动化控制技术，具有结构简单、使用方便、安全可靠的特点，能够满足核电厂一回路主泵密封放射性解体检修需求，实现主泵密封装置的可靠固定和准确移位，提高关键敏感部件检修质量和工作效率，减少现场检修工作量，缩短操作施工时间，降低人员放射性集体剂量率，避免工业安全风险和人因失误风险，实现全程自动化精密控制，满足精密部件无尘清洁检修环境要求，避免核级关键敏感设备异常对核电厂核安全水平造成影响，提高机组健康因子与经济效益，提高核电厂主泵密封解体检修质量和主泵连续运行可靠性，保证核电厂安全水平和经济效益。
附图说明
24.图1为核电厂主泵密封检修自动移位调整装置结构示意图。
25.图中，1、驱动电机；2、齿轮箱；3、旋转轴；4、轴承室；5、翻转台板；6、存放支架；7、限位开关；8、配电箱；9、控制面板；10、检修工具柜。
具体实施方式
26.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上方”、“下方”、“外侧”、“内侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
27.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细地描述。
28.本实用新型提供一种核电厂主泵密封检修自动移位调整装置，包括装置主体、驱动电机1、齿轮箱2、旋转轴3、轴承室4、翻转台板5、存放支架6、限位开关7、配电箱8、控制面板9和检修工具柜10。
29.驱动电机1用于驱动主泵密封检修自动移位调整装置的翻转移位动作，驱动电机1的功率型号根据主泵密封装置重量选用。
30.为了提高主泵密封检修自动移位调整装置使用的安全性，适应主泵密封检修过程中翻转调整和精准移位的客观需求，防止因主泵密封装置自重因素影响翻转移位准确到位和保位悬停功能实现，驱动电机1可以通过正反转选择，带动主泵密封装置双向移位，且驱动电机1端部设有自动电磁刹车装置，通电运行时自动电磁刹车装置与驱动电机1自动分离；停车瞬间自动电磁刹车装置自动投运，以制动驱动电机1转轴，保证主泵密封检修的安全性和定位的准确性。
31.驱动电机1输出轴与齿轮箱2输入轴采用直联形式连接，驱动电机1壳体通过螺栓与齿轮箱2外壳连接固定，立式结构悬装于齿轮箱2底部。
32.齿轮箱2采用蜗轮蜗杆结构，实现驱动电机1扭矩传递和方向转移，并根据驱动电机1转速和翻转台板5速度选择合适的传动比，保证齿轮传动强度和移位调整稳定；齿轮箱2箱体通过螺栓与装置主体固定连接，两侧通过轴承端盖和橡胶密封结构进行润滑油密封；齿轮箱2内部齿轮啮合采用润滑油油浴润滑，齿轮箱2外部采用典型的翅式结构进行冷却散热。
33.齿轮箱2输出轴与旋转轴3直联连接，翻转台板5右侧与旋转轴3之间通过均布的固定螺栓连接，将齿轮箱2输出扭矩通过旋转轴3传递至翻转台板5，完全承受主泵密封装置载
荷负重；旋转轴3两端设有轴承室4，轴承室4采用脂润滑滚动轴承结构，用于承受主泵密封检修自动移位调整装置径向载荷，确保主泵密封检修自动移位调整装置灵活动作，通过轴承端盖对轴承室4进行密封隔离。
34.翻转台板5为方形结构，翻转台板5中心设有孔径与主泵轴尺寸相同的圆孔，并在相应位置沿圆周方向均布与主泵密封壳体法兰和内筒体支撑环上的螺纹孔相匹配的螺纹孔，翻转台板5与主泵密封壳体法兰和内筒体支撑环通过螺栓连接紧固，保证主泵密封装置翻转移位过程稳定可靠。在驱动电机1控制下，翻转台板5与主泵密封装置同步实现移位调整功能。翻转台板5厚度根据主泵密封装置重量计算调整。
35.装置主体根据主泵密封装置重量采用合适型号的槽钢焊接结构；装置主体包括底部构架，底部构架左侧、中间和右侧两边分别焊接竖槽钢；底部构架左侧和中间两边的竖槽钢之间设有抽屉式结构的检修工具柜10，主泵密封结构复杂、技术精密，主泵密封检修过程中用到各种小型精密工具，为了方便各种小型精密工具的存放、使用和保护，翻转台板5下方专门设计有抽屉结构式工具柜，便于主泵密封检修过程中临时存放小型工器具；所述中间和右侧两边的竖槽钢之间的底部构架上通过六角螺栓连接存放支架6，存放支架6根据实际需求灵活拆装，存放支架6尺寸与主泵密封装置高度、外径相匹配，用于主泵密封装置安装前和拆卸后的临时存放；所述底部构架中间靠近齿轮箱2的竖槽钢与齿轮箱2固定连接；考虑到主泵密封检修自动移位调整装置动作过程中，主泵密封装置底部精密部件可能产生的位置干涉，存放支架6采用对开分半式结构，便于根据现场实际需求灵活拆装；装置主体底部设有螺纹孔，可以根据实际需要螺纹安装静音减震滚轮。
36.装置主体左右两侧分别布置两组仪控限位开关7，配电箱8内设有限位电路，仪控限位开关7控制限位电路的断开，限位电路控制驱动电机1的停运。当翻转台板5正反转运动至水平位置时，仪控限位开关7与翻转台板5接触受压，触发驱动电机1断电停运，并由自动电磁刹车装置自动刹车制动，驱动电机1 停运，避免驱动电机1过载损坏或齿轮箱2齿轮磨损断齿。
37.控制面板9表面设有正转、反转和停止按钮，配电箱8内设有正转、反转和停止控制电路；正转按钮与正转控制电路连接，控制正转控制电路的断开；反转按钮与反转控制电路连接，控制反转控制电路的断开；停止按钮与停止控制电路连接，控制停止控制电路的断开；正转控制电路控制驱动电机1正转，反转控制电路控制驱动电机1反转，停止控制电路控制驱动电机1停止；控制面板9表面的按钮配合配电箱8内的控制电路实现相应操作控制功能，便于根据主泵密封检修需求就地控制主泵密封装置灵活移位翻转和准确定位调整。
38.配电箱8内有序布置电源电路、控制电路和限位电路，并通过接线插头与外部电源进行连接。
39.使用本实用新型的核电厂主泵密封检修自动移位调整装置进行核电厂主泵密封检修，包括如下步骤：
40.1、将存放支架6安装固定到位，待主泵密封装置放射性去污完成后，将其吊运至存放支架6，然后将主泵密封装置和主泵密封检修自动移位调整装置运至无尘清洁检修厂房。
41.2、接通配电箱8外接电源，操作控制面板9按钮，使翻转台板5运动至存放支架6上方，水平状态时仪控限位开关7受压触发停车信号，驱动电机1停车制动。
42.3、使用螺栓将翻转台板5与主泵密封壳体法兰和内筒体支撑环连接固定。
43.4、操作控制面板9，使移位调整装置稍微动作，主泵密封装置与存放支架 6接触面分离，拆除存放支架6及其紧固螺栓。
44.5、根据检修过程实际需求，操作控制面板9按钮，使主泵密封装置保持在合适的位置状态，对其开展相应检修工作。
45.6、主泵密封检修工作完成后，操作控制面板9按钮，使翻转台板5运动至存放支架6上方，安装存放支架6及其固定螺栓，继续操作控制面板9,使旋转台板5置于水平即限位开关7触发停车信号状态，此时主泵密封装置完全坐落于存放支架6。
46.7、拆除翻转台板5与主泵密封壳体法兰和内筒体支撑环固定螺栓。
47.8、操作控制面板9按钮，使翻转台板反向旋转至水平状态即另一侧限位开关7触发停车信号状态。
48.9、切断配电箱8外接电源，将主泵密封装置和主泵自动移位调整装置运至吊车厂房，然后将主泵密封装置吊至专用存放箱内恒温保存。
49.将本实用新型的核电厂主泵密封检修自动移位调整装置应用于秦山核电厂主泵密封检修过程中，仅需一人就地操作控制面板9便可实现任意角度移位调整工作，可以节省大量的人力，降低人员劳动强度，缩短检修操作时间，避免检修过程中存在的人因失误和安全风险。同时可以根据现场实际检修需求对主泵密封装置进行精准移位调整，实现全过程实时启停定位和正反向灵活动作，并可通过驱动电机1自带的电磁刹车装置，实现自动移位调整装置精准定位和自动刹车，避免因主泵密封装置自重而造成精密部件受损或检修人员伤亡，显著提高检修工作安全性与检修质量可控性，降低检修人员放射性集体剂量率水平，避免关键敏感设备检修过程造成的潜在安全隐患，提高核电厂安全水平和经济效益。
50.本实用新型的核电厂主泵密封检修自动移位调整装置与传统检修工艺和检修装置相比，具有经济、安全、高效等诸多方面的显著优势，且现场实际使用效果良好，能够达到各项预期目标，对于cnp650、cnp1000、华龙一号等压水堆核电机组大型轴密封检修工作均普遍具有较强的使用价值和广阔的应用市场，该套装置稍微尺寸修改后同样对于其它大型精密部件检修工作具有使用价值。
51.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。