一種核島一回路主管道安裝方法
【專利摘要】一種核島一回路主管道安裝方法，采用穩(wěn)定可控的窄間隙自動氬弧焊方法，通過精密測量儀器的測量及建模擬合配合，利用剛性物體上任意點的移動軌跡相同的基本原理，預(yù)先加工好主管道兩側(cè)的坡口，通過控制主管道反應(yīng)堆壓力容器側(cè)焊接收縮量和收縮方向，使蒸汽發(fā)生器側(cè)焊口無應(yīng)力合格組對并焊接。本發(fā)明的有益效果是：采用穩(wěn)定可控的窄間隙自動氬弧焊方法，通過精密測量儀器的測量及建模擬合配合，利用剛性物體上任意點的移動軌跡相同的基本原理，預(yù)先加工好主管道兩側(cè)的坡口，控制主管道反應(yīng)堆壓力容器側(cè)焊接收縮量和收縮方向，使蒸汽發(fā)生器側(cè)焊口無應(yīng)力合格組對并焊接，與目前三代百萬級壓水堆核島主管道施工方案相比可以節(jié)約工期1～1.5月。
【專利說明】—種核島一回路主管道安裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種核島一回路主管道安裝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]第三代壓水堆核電技術(shù)一回路系統(tǒng)由反應(yīng)堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器(含主泵)和主管道(單個回路由兩根冷段，一根熱段組成，共兩個回路)組成。主管道安裝時，反應(yīng)堆壓力容器已就位并固定不動，蒸汽發(fā)生器未正式就位，可以有少量的位移，但正式就位位置已確定，且蒸汽發(fā)生器上三個接管嘴位置相對固定。當反應(yīng)堆壓力容器側(cè)焊口焊接至50%厚度時，移動蒸汽發(fā)生器與主管道三個管口同時實現(xiàn)無應(yīng)力組對焊接。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決目前的核島主管道安裝時反應(yīng)堆壓力容器側(cè)焊口焊接至50%厚度時，移動蒸汽發(fā)生器與主管道三個管口同時實現(xiàn)無應(yīng)力組對焊接的問題，本發(fā)明提出了一種能夠有效控制管道整體變形移動的控制方法，解決主管道安裝時反應(yīng)堆壓力容器側(cè)焊口焊接至50%厚度時，移動蒸汽發(fā)生器與主管道三個管口同時實現(xiàn)無應(yīng)力組對焊接的核島一回路主管道安裝方法。
[0004]一種核島一回路主管道安裝方法，包括以下步驟:
[0005]I)通過對主管道同規(guī)格、同材質(zhì)的焊口進行焊接試驗，獲得在規(guī)定組對條件下焊縫的50%厚度時的收縮量C ;其中，所述的主管道包括一條主管道熱段和兩條主管道冷段；所述的組對條件指的是組對間隙O?2mm,組對錯邊量O?0.8mm ；
[0006]2)預(yù)設(shè)采用窄間隙自動氬弧焊技術(shù)焊接所需的焊接參數(shù)；其中所述的焊接參數(shù)指的是脈沖頻率:2.0Hz ;脈沖寬度:50% ;擺動寬度:0.35?0.65in、內(nèi)停留時間:0.2?0.4s ;外停留時間:0.2?0.4s ;行走延時:2?3s ;送絲延時2?3s ;氬氣流量:25?55L/min、行走速度:3.0-5.0in/min ;送絲速度15?70in/min ;脈沖電流:基值50?200A、峰值150 ?300A、電壓 6 ?15U;
[0007]3)采用激光跟蹤儀測量反應(yīng)堆壓力容器接管嘴、蒸汽發(fā)生器接管嘴以及主管道的空間坐標，通過激光跟蹤儀配套的Spatial Analyzer建立設(shè)備和管道的模型，將各模型在同一空間下按設(shè)備就位位置進行計算比對，確定主管道坡口加工位置，，并按建模比對結(jié)果加工主管道兩側(cè)坡口，在RV側(cè)加工時，在切割位置前預(yù)留相應(yīng)的焊口焊接至50%厚度時的焊縫收縮量；在主管道與壓力容器組對時，按步驟I)得出的組對條件進行；
[0008]4)將反應(yīng)堆壓力容器的三個接管嘴分別與主管道熱段、主管道冷段采用窄間隙自動氬弧焊技術(shù)焊接，保證主管道的整體自由度，讓主管道隨焊縫收縮自由移動；并且主管道與反應(yīng)堆壓力容器接管嘴焊接過程中，每層焊縫焊接完成后，通過激光跟蹤儀測量分別與蒸汽發(fā)生器接管嘴連接的主管道的蒸汽發(fā)生器側(cè)管口位置；
[0009]5)對步驟4)采集的主管道的蒸汽發(fā)生器側(cè)管口位置數(shù)據(jù)進行分析，然后通過改變焊接起弧位置、調(diào)整局部位置焊接工藝參數(shù)或者通過焊縫挖補方法控制與反應(yīng)堆壓力容器接管嘴連接的主管道的反應(yīng)堆壓力容器側(cè)焊縫在圓周方向各處的橫向收縮量一致，使主管道的蒸汽發(fā)生器側(cè)管口位置移動到與理論預(yù)設(shè)位置；
[0010]6)主管道反應(yīng)堆壓力容器側(cè)焊接完成50%厚度時，測量主管道蒸汽發(fā)生器側(cè)管口位置并建模，根據(jù)公式(I)和公式(2)以及局部微調(diào)蒸汽發(fā)生器位置設(shè)置三個焊口的組對間隙、組對錯邊，與蒸汽發(fā)生器接管嘴模型進行最佳擬合:
[0011]S=Cos a C (I)
[0012]A=SinaC (2)
[0013]其中，a為主管道的彎曲角度；C為焊縫收縮量；S為組對見習(xí)方向移動量;A為錯變量方向移動量；當反應(yīng)堆壓力容器側(cè)焊縫收縮量為C時，蒸汽發(fā)生器側(cè)主管道移動量也為C。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:采用穩(wěn)定可控的窄間隙自動氬弧焊方法，通過精密測量儀器的測量及建模擬合配合，利用剛性物體上任意點的移動軌跡相同的基本原理，預(yù)先加工好主管道兩側(cè)的坡口，控制主管道反應(yīng)堆壓力容器側(cè)焊接收縮量和收縮方向，使蒸汽發(fā)生器側(cè)焊口無應(yīng)力合格組對并焊接，與目前三代百萬級壓水堆核島主管道施工方案相比可以節(jié)約工期I?1.5月。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的示意圖(以CAP1000型核島一回路為例，5代表主泵)。
[0016]圖2是本發(fā)明的主管道冷段變形分析示意圖(以CAP1000型核島為例)。
[0017]圖3是CAP1000型核島主管道熱段變形分析示意圖(以CAP1000型核島為例)。
[0018]圖4是本發(fā)明的模擬圖(其中H代表重疊量即需切割量)。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明
[0020]參照附圖:
[0021]實施例1 一種核島一回路主管道安裝方法，包括以下步驟:
[0022]I)通過對主管道同規(guī)格、同材質(zhì)的焊口進行焊接試驗，獲得在規(guī)定組對條件下焊縫的50%厚度時的收縮量分別為6.5mm, 4.5mm ;其中，所述的主管道包括一條主管道熱段I和兩條主管道冷段2 ;其中，組對條件指的是:組對間隙0.2mm，錯邊Omm ；
[0023]2)預(yù)設(shè)采用窄間隙自動氬弧焊技術(shù)焊接所需的焊接參數(shù)；其中所述的焊接參數(shù)指的是脈沖頻率:2.0Hz ;脈沖寬度:50% ;擺動寬度:0.35?0.65in、內(nèi)停留時間:0.2?
0.4s ;外停留時間:0.2?0.4s ;行走延時:2?3s ;送絲延時2?3s ;氬氣流量:25?55L/min、行走速度:3.0-5.0in/min ;送絲速度15?70in/min ;脈沖電流:基值50?200A、峰值150 ?300A、電壓 6 ?15U;
[0024]3)采用激光跟蹤儀測量反應(yīng)堆壓力容器3接管嘴、蒸汽發(fā)生器4接管嘴以及主管道的空間坐標，通過激光跟蹤儀配套的Spatial Analyzer建立設(shè)備和管道的模型，將各模型在同一空間下按設(shè)備就位位置進行計算比對，確定主管道坡口加工位置，并按建模比對結(jié)果加工主管道兩側(cè)坡口，在RV側(cè)加工時，在切割位置前預(yù)留相應(yīng)的焊口焊接至50%厚度時的焊縫收縮量；在主管道與壓力容器組對時，按組對間隙0.2mm，錯邊Omm的組對要求進行；
[0025]4)將反應(yīng)堆壓力容器3的三個接管嘴分別與主管道熱段1、主管道冷段2采用窄間隙自動氬弧焊技術(shù)焊接，保證主管道的整體自由度，讓主管道隨焊縫收縮自由移動；并且主管道與反應(yīng)堆壓力容器3接管嘴焊接過程中，每層焊縫焊接完成后，通過激光跟蹤儀測量分別與蒸汽發(fā)生器接管嘴連接的主管道的蒸汽發(fā)生器側(cè)管口位置；
[0026]5)對步驟4)采集的主管道的蒸汽發(fā)生器側(cè)管口位置數(shù)據(jù)進行分析，然后通過改變焊接起弧位置、調(diào)整局部位置焊接工藝參數(shù)或者通過焊縫挖補方法控制與反應(yīng)堆壓力容器接管嘴連接的主管道的反應(yīng)堆壓力容器側(cè)焊縫在圓周方向各處的橫向收縮量一致，使主管道的蒸汽發(fā)生器側(cè)管口位置移動到與理論預(yù)設(shè)位置；
[0027]6)主管道反應(yīng)堆壓力容器側(cè)焊接完成50%厚度時，測量主管道蒸汽發(fā)生器側(cè)管口位置并建模，根據(jù)公式(I)和公式(2)以及局部微調(diào)蒸汽發(fā)生器位置設(shè)置三個焊口的組對間隙、組對錯邊，與蒸汽發(fā)生器4接管嘴模型進行最佳擬合:
[0028]S=Cos a C (I)
[0029]A=SinaC (2)
[0030]其中，a為主管道的彎曲角度；C為焊縫收縮量；S為組對見習(xí)方向移動量;A為錯變量方向移動量；當反應(yīng)堆壓力容器側(cè)焊縫收縮量為C時，蒸汽發(fā)生器側(cè)焊縫收縮量也為C0
[0031]RV側(cè)的三只焊口的焊縫收縮與預(yù)留值相符，經(jīng)過測量后SG側(cè)三只焊口的組對均符合主管道安裝技術(shù)文件的要求。組對數(shù)據(jù)如下:
[0032]
【權(quán)利要求】
1.一種核島一回路主管道安裝方法，包括以下步驟: 1)通過對主管道同規(guī)格、同材質(zhì)的焊口進行焊接試驗，獲得在規(guī)定組對條件下焊縫的50%厚度時的收縮量C ;其中，所述的主管道包括一條主管道熱段和兩條主管道冷段；所述的組對條件指的是組對間隙O?2mm,組對錯邊量O?0.8mm ； 2)預(yù)設(shè)采用窄間隙自動氬弧焊技術(shù)焊接所需的焊接參數(shù)；其中所述的焊接參數(shù)指的是脈沖頻率:2.0Hz ;脈沖寬度:50% ;擺動寬度:0.35?0.65in、內(nèi)停留時間:0.2?0.4s;外停留時間:0.2?0.4s ;行走延時'2?3s ;送絲延時2?3s ;氬氣流量:25?55L/min、行走速度:3.0-5.0in/min ;送絲速度15?70in/min ;脈沖電流:基值50?200A、峰值150?300A、電壓 6 ?15U; 3)采用激光跟蹤儀測量反應(yīng)堆壓力容器接管嘴、蒸汽發(fā)生器接管嘴以及主管道的空間坐標，通過激光跟蹤儀配套的Spatial Analyzer建立設(shè)備和管道的模型，將各模型在同一空間下按設(shè)備就位位置進行計算比對，確定主管道坡口加工位置，，并按建模比對結(jié)果加工主管道兩側(cè)坡口，在RV側(cè)加工時，在切割位置前預(yù)留相應(yīng)的焊口焊接至50%厚度時的焊縫收縮量；在主管道與壓力容器組對時，按步驟I)得出的組對條件進行； 4)將反應(yīng)堆壓力容器的三個接管嘴分別與主管道熱段、主管道冷段采用窄間隙自動氬弧焊技術(shù)焊接，保證主管道的整體自由度，讓主管道隨焊縫收縮自由移動；并且主管道與反應(yīng)堆壓力容器接管嘴焊接過程中，每層焊縫焊接完成后，通過激光跟蹤儀測量分別與蒸汽發(fā)生器接管嘴連接的主管道的蒸汽發(fā)生器側(cè)管口位置； 5)對步驟4)采集的主管道的蒸汽發(fā)生器側(cè)管口位置數(shù)據(jù)進行分析，然后通過改變焊接起弧位置、調(diào)整局部位置焊接工藝參數(shù)或者通過焊縫挖補方法控制與反應(yīng)堆壓力容器接管嘴連接的主管道的反應(yīng)堆壓力容器側(cè)焊縫在圓周方向各處的橫向收縮量一致，使主管道的蒸汽發(fā)生器側(cè)管口位置移動到與理論預(yù)設(shè)位置； 6)主管道反應(yīng)堆壓力容器側(cè)焊接完成50%厚度時，測量主管道蒸汽發(fā)生器側(cè)管口位置并建模，根據(jù)公式(I)和公式(2)以及局部微調(diào)蒸汽發(fā)生器位置設(shè)置三個焊口的組對間隙、組對錯邊，與蒸汽發(fā)生器接管嘴模型進行最佳擬合: S=Cos a C (I) A=sina C (2) 其中，α為主管道的彎曲角度；C為焊縫收縮量4為組對見習(xí)方向移動量4為錯變量方向移動量；當反應(yīng)堆壓力容器側(cè)焊縫收縮量為C時，蒸汽發(fā)生器側(cè)焊縫主管道移動量也為C。
【文檔編號】B23K9/095GK103769723SQ201310754975
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】姜煌, 陳根衛(wèi), 謝國偉, 張家剛 申請人:浙江省火電建設(shè)公司