AP1000空气导流板B型板制造工装

2015-07-19李大鹏刘江英山东核电设备制造有限公司山东海阳265118

中国新技术新产品 2015年15期

关键词：工装

李大鹏　刘江英　田　通（山东核电设备制造有限公司，山东　海阳　265118）

AP1000空气导流板B型板制造工装

李大鹏刘江英田通
（山东核电设备制造有限公司，山东海阳265118）

摘要：AP1000空气导流板位于屏蔽墙和钢安全壳之间，通过空气循环流动带走反应堆安全壳表面的热量。空气导流板包括A型板、B型板、C型板和导流装置等部分，主要材质为铝合金，其中B型板数量最多，体积最大，制造时容易产生变形且铆接量大。为防止B型板制造时产生变形并提高工作效率，特设计和制造了B型板制造专用工装。经验证使用该工装后，不仅大大提高了工作效率，且有效防止了制造时变形的产生。该工装的使用对其他面积较大铝板和钢板的加工提供一定的借鉴意义。

关键词：AP1000；空气导流板；B型板；工装

1　引言

AP1000空气导流板是非能动安全壳冷却系统（PCS）的一个重要组成部分，是非能动反应堆安全壳核电站特有设备之一。它位于混凝土屏蔽厂房与钢制安全壳之间，形成下降流外环隙和上升流内环隙，利用烟囱效应，形成一个非能动的自然循环冷却空气通道，为非能动安全壳冷却系统提供气流路径，引导空气流动并带走安全壳表面的热量，实现事故状态下钢制安全壳非能动冷却的安全功能。空气导流板包括A型板、B型板、C型板、导流装置和支撑结构等部分，A、B、C型板和导流装置材质为铝合金，支撑结构材质为碳钢。其中B型板数量最多，单堆数量为396件，面积最大，截面尺寸为4m×2.2m，包括面板、背板、筋板和端板等部分。B型板结构如图1所示。B型板制造的主要工艺流程为面板、背板下料，筋板组装，筋板分别与面板和背板进行铆接，端板与面板和背板分别进行焊接。单件需铆接铆钉数量832颗，如将B型板置于地面进行铆接，工作效率低，且将筋板与面板铆接完成后需将B型板吊装翻转，再进行筋板与背板的铆接；如制作工作平台，则占用车间内大量空间，造成过道狭小，且工件边缘棱角多，容易引发安全事故。另外，面板和背板厚度仅为3.2mm，筋板厚度为1.6mm，铆接过程中发现板材原有的内应力和筋板组装时产生的内应力导致面板和筋板，背板和筋板间产生很大的间隙，铆接无法进行。强行铆接则会产生扭曲变形。

图1　空气导流板B型板结构图

2　工装设计与应用

2.1工装设计需解决问题。问题一：铆接过程中B型板不发生变形，同时避免铝材表面划伤。问题二：在保证安全的基础上方便人工操作，提高工作效率。

2.2工装结构设计。本文设计的工装主体为钢结构，参照钢结构规范及AWS焊接标准，通过将型材、板材焊接或栓接成一个整体。工装结构图如图2所示。主要由立柱和夹具两大部分组成，夹具和立柱通过轴承联接。立柱由工字钢和钢板组焊而成，用地脚螺栓固定在地面上。在立柱的工字钢顶部焊有圆弧形板用于轴承的滚动。立柱的高度可根据需加工工件的尺寸确定，在本文中，立柱高度大约为B型板宽度的一半。夹具为“方框”形结构，四周用槽钢组焊而成，长度和宽度分别等于B型板的长度和宽度。夹具四个角落分别焊有用于其吊装的吊耳。夹具上下两侧分别装有四根方管用于固定B型板，方管长度与B型板宽度一致。其中一侧的方管焊接在槽钢上，使用时不可拆卸；另外一侧的方管则与槽钢采用螺纹联结，使用时可进行拆卸。由于方管为碳钢件，B型板为铝合金件，为避免在B型板装配时碳钢腐蚀或划伤铝材，需在与B型板直接接触的方管上固定PVC塑料板。在夹具宽度方向两侧焊接方板和圆钢等，最后进行轴承的安装。轴承安装在宽度方向中间，直接与立柱的圆弧板进行接触。为节省空间，该工装闲置时夹具应竖直放置，所以在立柱底部装有销轴，可将立柱和夹具进行销接，使工装保持竖直从而节省空间。

2.3工装的使用。工装组装完成后，按如下步骤进行空气导流板B型板的组装：使用行吊将夹具从立柱吊到地面上水平放置，与槽钢焊接侧方管置于下侧；将与槽钢进行螺纹联结的四根方管（即上侧方管）进行拆卸；将已进行预铆接的空气导流板B型板吊装至夹具中，并用可拆卸方管进行紧固；将固定完成的B型板及夹具吊装至立柱上；调整夹具使B型板至于竖直位置，进行施铆；铆接时先可铆接B型板的下侧，并可前后同时进行铆接；下侧铆接结束后，利用轴承将夹具翻转180°，再进行上侧的铆接；全部铆钉铆接结束后，将夹具吊装至地面并吊出B型板至产品存放位置，这样便完成了B型板的铆接。为提高工作效率，可制造多套工装用于B型板的装配，操作过程图如图3所示。

2.4工装产生的效果。（1）由于工装中的夹具可将空气导流板B型板完全固定，所以铆接时B型板不会发生变形；且在整个装配过程中B型板不与地面接触，所以不会发生划伤铝材的结果。（2）使用该工装制造空气导流板B型板时，铆接时可几人同时操作，同时避免了吊装翻转等工序，大大提高了工作效率。