Ter vergelijking wordt het meest optimale schema van de geïntegreerde verticale reinigingsmachine voor de hoofdmoeren van reactoren voorgesteld. De hoofdbouten en -moeren kunnen slechts eenmaal en herhaaldelijk worden gecontroleerd en gesmeerd. Het principe is gebaseerd op het gebruik van een spreider om de bout verticaal omhoog te hijsen voor het laden en lossen. De moer wordt vervolgens actief gecontroleerd en er wordt een schroefdraadontwikkelingsdiagram gegenereerd. Het product produceert minder radioactief afval en neemt minder ruimte in beslag. Deze apparatuur is met succes toegepast in de kernenergiesector en kan volledig voldoen aan de eisen voor de hoofdbouten van het reactordrukvat.
Enkele representatieve bestaande RPV-hoofdbouten enmoerDe schoonmaakmachines zijn als volgt:
(1) De eerste generatie wasmachines van CNNC Wuhan Nuclear Power Operation Technology Co., Ltd. (hierna CNPO genoemd) is van een horizontaal type.
(2) Het Instituut voor Opto-elektronische Technologie van de Chinese Academie van Wetenschappen maakt gebruik van horizontale reiniging en de apparatuur is geïntegreerd.
(3) Het China Nuclear Power Research and Design Institute past verticale reiniging toe.
1. Onderzoeksvraag
Nadat het drukvat van de reactor van een kerncentrale enige tijd in bedrijf is geweest, kunnen olievlekken en andere onzuiverheden op het oppervlak ontstaan.hoofdboutenDe bouten en moeren van de reactordrukvaten zijn uitgehard in een omgeving met hoge temperaturen en hoge druk. Als ze niet tijdig worden gereinigd, kan dit enerzijds leiden tot vastlopen van de schroefdraad en anderzijds de uitvoering van latere inspecties beïnvloeden, met als gevolg signaalafwijkingen en verkeerde beoordelingen. Het reinigen van de bouten en moeren van de reactordrukvaten is een van de taken om ervoor te zorgen dat deze bouten en moeren langdurig in een veilige en betrouwbare staat verkeren. Daarom is het van essentieel belang om de bouten en moeren van de reactordrukvaten efficiënt te reinigen.
Om de efficiëntie van de reinigingsmachine te verbeteren en te voldoen aan de eisen van de energiecentrale met betrekking tot minder vloeroppervlak, minder afvalwater en hoge veiligheid, is na een uitgebreide vergelijking geconcludeerd dat de verticale reinigingsmachine met een sterk geïntegreerd systeem de beste oplossing is.
Gezien deze omstandigheden hebben we zelfstandig de RPV-hoofdbout- en moer-verticale reinigingsmachine met een hogere mate van automatisering ontwikkeld. Deze machine kan in één hijsbeweging automatisch moeren laden en lossen, bouten en moeren reinigen en luchtdrogen, en tevens een visuele inspectie met een draadmachine uitvoeren en bouten oliën.
2. De belangrijkste problemen
In deze studie wordt, voortbouwend op de bestaande technologie en kennis van horizontale reinigingsmachines en met behoud van een optimaal reinigingseffect, het reinigingsproces geoptimaliseerd. Daarbij wordt een RPV-hoofdbout enmoer verticaalEen reinigingsmachine met een hogere mate van automatisering is ontworpen en ontwikkeld, waarbij specifiek rekening is gehouden met de volgende aspecten:
(1) Het ontwerp van de hijsmethode van de boutconstructie.
(2) Het ontwerp van de realisatiemethode voor het automatisch laden en lossen van moeren.
(3) Het ontwerp van de realisatiemethode voor het gelijktijdig verticaal reinigen van bouten en moeren.
(4) Het ontwerp van de realisatiemethode van visuele inspectie van draadmachines.
(5) Ontwerp van de implementatie van het besturingssysteem.
3. Onderzoeksproces en -methode
De belangrijkste verticale reinigingsmachine voor bouten en moeren heeft de functies van automatisch laden en lossen van moeren, draadreiniging, luchtdrogen, visuele inspectie van de boutdraad en smering.
Het wasmachinesysteem is sterk geïntegreerd en de hoofdopstelling is als volgt: De bout- en moerreinigingseenheid bevindt zich in het midden van de wasmachine, de tandwielpomp voor het afvoeren van afvalvloeistof is onderin geplaatst en de vloeistofopslagtank en het filter van het reinigingsvloeistofcirculatiesysteem zijn respectievelijk in de linkerkast geïnstalleerd. Verder bevinden zich de magneetpomp, de afvalvloeistoftank en de ventilator en het filter van het pneumatische luchttoevoer- en afvoersysteem. Een beeldacquisitiecomponent is buiten de boutreinigingskast geïnstalleerd voor visuele inspectie door een draadmachine. Een cantileverconstructie is bovenop de kast gemonteerd en het display aan het uiteinde van de cantilever wordt gebruikt voor de bediening van de apparatuur. Aan de achterzijde van de kast zijn de besturingscomponenten geplaatst. Aan de voorzijde van de boutreinigingskast is een afgesloten deur gemonteerd met glas om de reinigingsstatus te kunnen observeren. De afgesloten deur is op drie punten aangedrukt om een goede afdichting te garanderen (zie onderstaande afbeelding).
De belangrijkste voordelen van deze reinigingsmachine zijn:
(1) Alle functies kunnen in één hijsbeweging worden voltooid.
(2) De moer kan automatisch worden geladen en gelost.
(3) Reinig de moeren en verticale bouten tegelijkertijd.
(4) Het heeft de functie van machinevisie voor draadinspectie en genereert een draadontwikkelingsdiagram.
Het implementatieproces van deze belangrijkste voordelen en functies wordt hieronder in detail beschreven.
3.1 Het optillen van de boutconstructie
De bout- en moercombinatie wordt vanuit de boutopslagmand naar de hoofdbak in de bout- en moerreinigingsmachine gehesen door middel van een speciale C-vormige spreider (zie afbeelding 2).
3.2 Automatisch laden en lossen van moeren
(1) Samenstelling van de uitrusting
De automatische laad- en loseenheid voor moeren is geïntegreerd in de reinigingskast. Deze bestaat hoofdzakelijk uit een mechanisme voor het aandrijven van bouten, een mechanisme voor het heffen van moeren en een mechanisme voor het vastklemmen van bouten.
Het boutaandrijfmechanisme bestaat hoofdzakelijk uit de boutgeleider en de tandwielmotor die de bouten aandrijft.
Het moerhefmechanisme bestaat hoofdzakelijk uit een hoofdmoerbevestigingsclip, een aandrijfschuif, een volgschuif, een trapeziumvormige schroef, een optische geleidingsas en een schroefaandrijfmotor.
Het klemmechanisme met boutbevestiging wordt gebruikt om de hoofdschroefklem in de doos vast te zetten. Het is een klemconstructie met twee halve cirkelbogen en is gemonteerd op het binnenframe van de reinigingsdoos.
(2) Functionele realiteit
Het laden en lossen van bouten, moeren en moeren, het actieve mechanisme, kan ervoor zorgen dat de schroefdraad niet beschadigd raakt. Tegelijkertijd kunnen gebruikers
De procedure voor het verwijderen van de moer is als volgt:
De hoofdbout draait tegen de klok in, de naald draait, de moer draait, de naald draait, en draait vervolgens in de omtreksrichting, draait alleen, en kan alleen in de draairichting bewegen, terwijl hij langs de as beweegt, stijgt de bewegingsgeleider en drijft de stang de rotatie aan, waardoor de motor, ...
De moer komt los van het schroefdraadgedeelte, de hoofdbout draait, de actieve rotatie en de beweging, en, met de daaropvolgende beweging, duwt het schuifblok het contact, duwt, duwt het daaropvolgende schuifblok. Tot zover is de automatische demontage van de hoofdmoer voltooid.
Het programma is geïnstalleerd en vice versa.
Het reinigen bestaat hoofdzakelijk uit het reinigen van de binnendraad van de moer en het in drie stappen reinigen van de buitendraad van de bout. Omdat de moer zich direct boven de bout bevindt, wordt er na het reinigen van de bouten en moeren nog een spoelstap toegevoegd om te voorkomen dat de reinigingsvloeistof langs de moer naar beneden loopt en de gereinigde bouten vervuilt.
(1)Noten reinigen
Het reinigen van moeren gebeurt hoofdzakelijk door de samenwerking van de moerborstel en het moerhefmechanisme. De moerborstel en de aandrijfmotor zijn gemonteerd op de bovenste kap van de reinigingsmachine.
De moerreinigingsborstel bestaat hoofdzakelijk uit een borstelkop, een as en een steuncilinder. De borstelkop heeft een centrifugaalconstructie. Wanneer deze niet roteert, is de buitendiameter van de borstel kleiner dan de binnendiameter van de moer. Wanneer de borstelkop roteert, opent de borstelhouder zich onder invloed van de centrifugale kracht, waardoor de nylon borstel die op de houder is gemonteerd, dicht tegen het binnendraadoppervlak van de moer komt.
Voordat de moer wordt gereinigd, wordt de moer met behulp van een hefmechanisme omhooggetild en in de reinigingsborstel geplaatst. Vervolgens wordt de aandrijfmotor van de moerreinigingsborstel gestart om de borstelkop te laten draaien. Terwijl de borstelkop draait, beweegt de moer op en neer onder invloed van het hefmechanisme, waardoor het gehele schroefdraadgedeelte wordt gereinigd.
(2)Boutreiniging
De boutreinigingseenheid bestaat hoofdzakelijk uit een rolborstelconstructie, een zwenkmechanisme voor de rolborstel, een bevestigingsinrichting voor de hoofdbout en een aandrijfinrichting voor de hoofdbout. De rolborstelconstructie is via de zwenkstang verbonden met de zuigerstang van de zwenkcilinder. Wanneer de zuigerstang van de rolborstelcilinder naar buiten wordt geduwd, zwenkt de rolborstelconstructie naar het schroefdraadgedeelte van de hoofdbout. Bij het terugtrekken beweegt de rolborstelconstructie zich van de hoofdbout af. De aandrijfmotor van de rolborstel drijft de rolborstel aan via een riemschijf.
Bij het reinigen van de hoofdbouten zorgt de aandrijfmotor ervoor dat de hoofdbouten op de krukas draaien. De zwenkcilinder beweegt de borstelrol dichter naar de driedelige schroefdraad van de hoofdbout, start de aandrijfmotor van de borstelrol en de borstelrol draait tegen het oppervlak van de hoofdbout. De hoofdbouten kunnen vervolgens worden gereinigd.
Tijdens het reinigingsproces voert het circulatiesysteem voor de reinigingsvloeistof de vloeistof naar de vloeistofsproeibuis. Op de vloeistofsproeibuis zijn meerdere sproeikoppen gemonteerd om de reinigingsvloeistof gelijkmatig op het boutoppervlak te spuiten.
4. Problemen en oplossingen
Tijdens het onderzoeks- en ontwerpproces werden, om de prestaties van de apparatuur te verifiëren, na de fabricage van de apparatuur een groot aantal tests uitgevoerd met een simulatielichaam van bouten en moeren. Hierbij werden enkele problemen geconstateerd en passende oplossingen gevonden.
(1) Lekkage van de reinigingsbox
Omdat de apparatuur een verticale constructie is, stelt dit hogere eisen aan de afdichting van de behuizing. Tijdens het reinigingsproces bleek dat een deel van de reinigingsvloeistof tegen de binnenzijde van de luchtdichte deur en het frame was gespat en vervolgens naar beneden was gestroomd, waardoor lekkage was ontstaan. Neem in dit verband de volgende stappen:
(2) Tijdens het gehele reinigings- en luchtdroogproces bevindt de ventilator zich continu in de zuigstand om ervoor te zorgen dat de luchtdruk in de reinigingsbox lager is dan de atmosferische druk en dat er sprake is van onderdruk. Dit voorkomt effectief het overlopen van afvalvloeistof en afvalgas in de box en garandeert de veiligheid van de operators volledig.
(3) Het oppervlak van de roestvrijstalen onderdelen in de afgesloten deur van de reinigingsbox wordt bespoten met een superhydrofobe coating, en het deurglas wordt ook hydrofoob behandeld, zodat de waterdruppels die tijdens het reinigingsproces op de afgesloten deur spatten, niet aan het deurpaneel en het glas blijven kleven, waardoor het probleem van achtergebleven waterdruppels op het deurpaneel wordt verbeterd.
(2) Verschijnsel van het slippen van de bout
De hoofdboutenbak is in eerste instantie opgebouwd uit rubberen platen die op de metalen onderdelen zijn gelijmd. Bij een te hoog aanhaalmoment glijden de rubberen platen over de onderkant van de bouten, waardoor ze een beschermende functie vervullen.
In de beginfase van de inbedrijfstelling werd water als reinigingsmiddel gebruikt, waardoor de hoofdbout goed vastgedraaid kon worden. In een later stadium, nadat het reinigingsmiddel was vervangen door de reinigingsvloeistof die daadwerkelijk in kerncentrales wordt gebruikt, bleek dat de hoofdbout niet meer vastgedraaid kon worden en doorslipte. Na analyse bleek de oorspronkelijke methode voor het vastdraaien van de bout ongeschikt te zijn vanwege het smerende effect van de reinigingsvloeistof.
Door de structuur van de rubberen plaat die aan de metalen onderdelen van de boutgeleider is bevestigd te verwijderen, zijn er direct vier kogelvormige plunjers op de boutgeleider gemonteerd. Wanneer de bout wordt aangedraaid, schuiven twee van deze kogelvormige plunjers in de groef aan de onderkant van de bout, waardoor de bout wordt aangedraaid. Als het aanhaalmoment te hoog is, treedt er een beveiliging in werking. Tegelijkertijd is de servomotor voor het aandraaien van de bout ook voorzien van een koppelbeveiliging. Wanneer het aanhaalmoment de ingestelde waarde overschrijdt, stopt de motor en wordt er een alarm gegeven.
(4) Het luchtdroogeffect is niet goed
Na het debuggen ontdekten we dat de bouten niet volledig aan de lucht waren gedroogd en dat het effect verbeterd moet worden.
Door het luchtdroogproces van de apparatuur te bestuderen, werd vastgesteld dat in de beginfase van de ingebruikname de boutrolborstel alleen dichterbij komt en met hoge snelheid roteert wanneer de bout wordt gereinigd om oppervlakkige vlekken te verwijderen. Nadat het luchtdroogproces is gestart, verlaat de boutrolborstel de bout en wordt de bout alleen nog gedroogd door de hogesnelheidsstraal perslucht.
Om deze reden verbetert de auteur het luchtdroogproces. Na het reinigen, wanneer de luchtstroom voor het drogen start, beweegt de rolborstel dicht langs de bout en draait vervolgens met hoge snelheid om oppervlaktevocht te verwijderen. Na 1/3 van de luchtdroogcyclus verlaat de rolborstel de bout en stopt met draaien, waarna de bouten verder worden gedroogd door een hogesnelheidsstraal perslucht.
De praktijk heeft bewezen dat na de verbetering het luchtdroogeffect aanzienlijk verbetert.
Geplaatst op: 17 november 2022
