CN108507549A - 高温气冷堆堆内石墨砖和碳砖的安装测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于核电站反应堆堆内构件的安装施工技术领域。为了解决采用现有方法对石墨砖和碳砖进行安装过程的数据测量时，存在测量效率低和测量精度差的问题，本发明公开了一种高温气冷堆堆内石墨砖和碳砖的安装测量方法。该安装测量方法，具体包括以下步骤：步骤S1，进行激光跟踪仪的安装；步骤S2，进行控制网的建立；步骤S3，在控制网内利用激光跟踪仪对每层每块石墨砖和碳砖上表面的高度、水平度及平面度进行测量；步骤S4，对每层石墨砖上的吸收球孔道、控制棒孔道和冷氦气孔道位置度进行测量；步骤S5，对测量数据进行分析并对石墨砖和碳砖的位置进行调整。采用本发明方法对石墨砖和碳砖进行安装过程的数据测量，可以大大提高测量效率和测量精度。

Description

高温气冷堆堆内石墨砖和碳砖的安装测量方法

技术领域

本发明属于核电站反应堆堆内构件的安装施工技术领域，具体涉及一种高温气冷堆堆内石墨砖和碳砖的安装测量方法。

背景技术

堆内构件是核电站核心部位，是核反应堆的压力容器的内部结构，对核电站安全运行起关键作用。其中，石墨砖和碳砖堆内构件属于核电独有的堆内构件结构，分别在两个反应堆舱室安装，每个反应堆舱室有53层，并且它的结构复杂、精度要求高，因此需要在空间狭小的安装空间内进行大量参数的测量，例如每层每块石墨砖、碳砖上表面的高度、水平度及平面度的测量以及每层石墨砖上的吸收球孔道、控制棒孔道、冷氦气孔道的位置度测量，以保证石墨砖和碳砖的安装精度。

如果采用水准尺和水准仪相配合的常规方法进行上述参数的测量，则首先在每块石墨砖和碳砖的上表面进行至少三个点位的水准尺放置，并借助水准仪对每个点位的水准尺分别进行观测读数，获得每块石墨砖和碳砖的高度、水平度及平面度的数据，然后再借助其他测量设备对每层石墨砖上的吸收球孔道、控制棒孔道、冷氦气孔道的位置度数据进行测量。然而，目前常规的测量设备无法满足对每层石墨砖上的吸收球孔道、控制棒孔道、冷氦气孔道的位置度进行测量的精度，而且在实际测量过程中，为了保证测量精度，尤其是平面度参数，一般会选取五个点位进行测量，这样就要大大增加测量数据的工作量，导致测量效率的降低，并且在操作人员进行观测读数的过程中也会产生误差，对测量的精度造成影响。此外，由于使用的水准尺和测量脚架都为钢性材质，因此在往复搬运安装的过程中对石墨砖和碳砖存在磕碰破坏的风险。

发明内容

为了解决采用现有方法对高温气冷堆堆内石墨砖和碳砖进行安装过程的数据测量时，存在测量效率低和测量精度低的问题，本发明提出了一种高温气冷堆堆内石墨砖和碳砖的安装测量方法。该安装测量方法，具体包括以下步骤：

步骤S1，进行激光跟踪仪的安装；将激光跟踪仪与压力容器的法兰面进行固定连接，并且使激光跟踪仪沿压力容器的中心方向延伸至压力容器中；

步骤S2，进行控制网的建立；首先，在堆芯壳法兰面内圆进行一圈基准点的设置；接着，利用激光跟踪仪对基准点进行数据采集；然后，对采集的数据进行拟合获得堆芯壳法兰中心；最后，采集堆芯壳法兰面上的方位象限孔的数据进行定向，从而完成控制网的建立；

步骤S3，对每层每块石墨砖和碳砖上表面的高度、水平度及平面度进行测量，其中在每块石墨砖和碳砖的上表面至少选取三个点位进行测量；

步骤S4，对每层石墨砖上的吸收球孔道、控制棒孔道和冷氦气孔道的位置度进行测量；

步骤S5，对石墨砖和碳砖的测量数据进行分析，并对石墨砖和碳砖的位置进行调整。

优选的，在所述步骤S1中，采用测量架对激光跟踪仪进行安装固定；所述测量架为长杆形结构，一端为固定端与压力容器的法兰面连接，另一端为安装端用于固定激光跟踪仪，并且安装端沿水平方向伸入压力容器内。

进一步优选的，所述测量架的固定端与压力容器的法兰面之间采用转动连接。

进一步优选的，所述测量架与压力容器的法兰面之间通过转轴连接；其中，所述测量架的固定端设有沿竖直方向贯穿的通孔，压力容器的法兰面上设有沿竖直方向设置的安装孔，所述转轴穿过所述通孔后插装至所述安装孔中。

进一步优选的，在固定端设有沿水平方向设置的锁紧螺钉，并且锁紧螺钉的一端伸入所述通孔内。

优选的，所述测量架的安装端设有法兰孔，用于固定激光跟踪仪。

优选的，所述测量架采用空心的长方体结构。

优选的，在所述步骤S3中，在每块石墨砖和碳砖的上表面选取五个点位进行测量，分别为每块砖的四个角点及中心点。

优选的，在所述步骤S3中，借助靶球对每个孔道的内部进行多个点位的数据测量。

优选的，在所述步骤S2中，完成控制网的建立后，将建立控制网的数据转移至转站座上；其中，转站座的布设范围要对整个待测的石墨砖和碳砖堆内构件进行包围。

采用本发明的方法对高温气冷堆堆内石墨砖和碳砖的安装进行测量，具有以下有益效果：

1、在本发明中，通过在压力容器的法兰面设置激光跟踪仪、在堆芯壳法兰面内圆设置基准点，利用激光跟踪仪对基准点的测量以及堆芯壳法兰面上方位象限孔的定向，从而完成控制网的建立，进而利用激光跟踪仪在该控制网中对舱室内石墨砖和碳砖进行快速测量，直接测量获得每层每块石墨砖和碳砖上表面的高度、水平度及平面度数据以及每层石墨砖上吸收球孔道、控制棒孔道和冷氦气孔道的位置度，最终直接根据测量数据对石墨砖和碳砖的位置进行调整，完成对石墨砖和碳砖的安装。在此过程中，不仅省去了对水准尺和水准仪的使用还解决了位置度常规测量设备无法满足精度要求方法，简化了操作的复杂度，提高了操作效率，同时避免了使用水准尺和水准仪过程中可能对石墨砖和碳砖造成的破坏，提高了对石墨砖和碳砖的保护，而且通过激光跟踪仪对数据的直接采集，消除了人工读取数据的误差，大大提高了测量的精度。

2、在本发明中，通过采用悬臂式测量架将激光跟踪仪固定在压力容器法兰面并延伸至压力容器中，从而形成激光跟踪仪对整个待测的石墨砖和碳砖堆内构件的俯角测量，提高激光跟踪仪对石墨砖和碳砖的可视度，保证测量的精度和效率。

3、在本发明中，通过将测量架与压力容器的法兰面设计为水平转动连接，从而可以对激光跟踪仪的空间位置进行灵活调整。这样，既可以满足测量过程中对激光跟踪仪的空间位置要求，保证激光跟踪仪对石墨砖和碳砖的测量精度，同时可以在堆内构件的吊装过程中，对激光跟踪仪进行临时水平转动，从而避免对吊装过程的影响，保证吊装的正常进行，同时实现对激光跟踪仪的保护。

附图说明

图1为采用本发明的安装测量方法对石墨砖和碳砖的安装进行测量的流程示意图；

图2为本发明中测量架与压力容器连接时的局部分解示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步介绍。

结合图1所示，采用本发明的安装测量方法对高温气冷堆堆内石墨砖和碳砖的安装进行测量的具体步骤为：

步骤S1，进行激光跟踪仪的安装。将激光跟踪仪与压力容器的法兰面进行固定连接，并且使激光跟踪仪沿指向压力容器的中心方向延伸至压力容器中，从而形成激光跟踪仪对反应堆舱室内所有石墨砖和碳砖的俯角测量。

结合图2所示，在本实施例中，借助测量架1对激光跟踪仪2进行安装固定。其中，测量架1为长杆形结构，一端作为固定端与压力容器3的法兰面连接，另一端作为安装端用于安装和固定激光跟踪仪2，并且安装端沿水平方向伸入压力容器3的内部，形成悬臂梁结构。此时，通过调整测量架将激光跟踪仪支撑架设在压力容器的上方，从而形成了对位于下方的测量物项保持俯角测量状态。

优选的，在测量架1与压力容器3的法兰面之间采用转动连接，以便于对激光跟踪仪2的空间位置进行调整。在本实施例中，测量架1与压力容器3之间通过转轴4的连接，形成水平面内的转动。其中，在测量架1的固定端设有沿竖直方向贯穿的通孔11，同时在压力容器3的法兰面上设有沿竖直方向设置的安装孔31，此时转轴4的下端穿过通孔11后插装至安装孔31中，从而完成测量架1与压力容器3之间的水平转动连接。这样，在进行堆内构件的吊装过程中，即可通过转动测量架对激光跟踪仪进行水平面内的转动平移，从而避免对吊装的影响，保证吊装操作的顺利进行，同时提高对激光跟踪仪的保护。

进一步优选的，在测量架1的固定端还设有一个锁紧螺钉5。锁紧螺钉5沿水平方向设置，并且前端贯穿通孔11的孔壁伸至通孔11内，从而对转轴4和测量架1进行相对位置关系的锁紧固定。

同时，在测量架1的安装端设有多个沿圆周方向均布的法兰孔12，并且法兰孔12的分布位置与激光跟踪仪2的安装法兰相对应。这样，通过法兰孔12即可完成激光跟踪仪2与测量架1之间的连接固定。

此外，在本实施例中，测量架1采用空心的长方体结构，并且由多个钢板拼装焊接而成。这样，不仅可以减轻整个测量架的重量，便于操作人员对其进行水平方向的转动，而且可以提高整个测量架的抗弯曲强度，保证对激光跟踪仪支撑固定的稳定性。

步骤S2，进行控制网的建立。首先，在堆芯壳法兰面内圆进行一圈基准点的设置；接着，利用激光跟踪仪对基准点进行数据采集；然后，对采集的数据进行拟合获得堆芯壳法兰中心；最后，采集堆芯壳法兰面上的方位象限孔的数据进行定向，从而完成控制网的建立。

其中，在本实施例中，沿堆芯壳法兰面内圆进行了八个基准点的均布，即相邻基准点之间夹角为45°，从而满足对基准点数据测量的精度，进而保证控制网建立的精度。同样，在其他实施例中，也可以根据用于布置基准点的圆周尺寸进行基准点数量的调整，从而获得最佳的数据测量效率和数据测量精度的匹配。

此外，在本发明中，通过对基准点的实际测量数据进行拟合获得堆芯壳法兰的中心，从而以堆芯壳法兰中心和堆芯壳法兰面上的方位象限孔进行控制网的建立，进而利用控制网对石墨砖和碳砖的相关数据进行测量，保证最终墨砖和碳砖与堆芯壳法兰中心和堆芯壳法兰面之间位置关系的精度要求。

另外，在本实施例中，在完成对控制网的建立后，将建立控制网的数据转移至转站座上，以便于后续对建立控制网的数据再次使用时，可以直接调取使用，省去再次进行数据测量采集的操作，提高操作效率。其中，要求转站座的布设范围可以对整个待测的石墨砖和碳砖堆内构件进行包围，从而将测量误差控制在允许范围内，防止布设范围扩大或随机时产生的新误差。

步骤S3，对每层每块石墨砖和碳砖上表面的高度、水平度及平面度进行测量。其中，在每块石墨砖和碳砖的上表面至少选取三个点位进行测量，以满足对平面度的测量要求。

优选的，在本实施例中，在每块石墨砖和碳砖的上表面分别选取五个点位进行测量，并且五个点位分别为每块砖的四个角点及中心点，以实现对砖面的有效覆盖面积，从而达到对每块石墨砖和碳砖测量精度和测量效率的匹配。

步骤S4，对每层石墨砖上的吸收球孔道、控制棒孔道和冷氦气孔道的位置度进行测量。

优选的，借助靶球对每个孔道的内部进行多个点位的数据测量。在本实施例中，通过在每个孔道的内部均布六个点位进行数据测量，从而保证对每个孔道测量的精度。其中，在每层石墨砖上设有30个冷氦气孔道、6个吸收球孔道和24个控制棒孔道，这样在每个孔道内部使用靶球采集6个点位数据时，每层总共测量360个数据，而每个数据测量时间约为5～8秒钟，所以大概需要40分钟左右即可完成一层中吸收球孔道、控制棒孔道和冷氦气孔道的位置度测量。

步骤S5，根据石墨砖和碳砖的安装要求，对石墨砖和碳砖的测量数据进行分析，并根据数据的分析结果对石墨砖和碳砖的位置进行调整，从而满足石墨砖和碳砖的安装要求。

根据现场实际统计，在每一层中总共有60块石墨砖和碳砖的情况下，选用5个点位对每块砖进行测量时，在每一层中需要总共测量300个数据。此时，当采用现有技术通过将水准尺和水准仪对每个点位进行观测读数时，则每个数据测量时间大约在1分钟左右，这样需要5个小时才能完成对每层中的高度、水平度及平面度数据的测量；而采用本发明的方法，在控制网内利用激光跟踪仪对每个数据的测量时间大约只有5～8秒钟，从而可以在30分钟左右完成一层高度、水平度及平面度的数据测量，从而大大缩短测量用时，提高测量效率。

Claims (10)

1.一种高温气冷堆堆内石墨砖和碳砖的安装测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，进行激光跟踪仪的安装；将激光跟踪仪与压力容器的法兰面进行固定连接，并且使激光跟踪仪沿压力容器的中心方向延伸至压力容器中；

步骤S2，进行控制网的建立；首先，在堆芯壳法兰面内圆进行一圈基准点的设置；接着，利用激光跟踪仪对基准点进行数据采集；然后，对采集的数据进行拟合获得堆芯壳法兰中心；最后，采集堆芯壳法兰面上的方位象限孔的数据进行定向，从而完成控制网的建立；

步骤S3，对每层每块石墨砖和碳砖上表面的高度、水平度及平面度进行测量，其中在每块石墨砖和碳砖的上表面至少选取三个点位进行测量；

步骤S4，对每层石墨砖上的吸收球孔道、控制棒孔道和冷氦气孔道的位置度进行测量；

步骤S5，对石墨砖和碳砖的测量数据进行分析，并对石墨砖和碳砖的位置进行调整。

2.根据权利要求1所述的安装测量方法，其特征在于，在所述步骤S1中，采用测量架对激光跟踪仪进行安装固定；所述测量架为长杆形结构，一端为固定端与压力容器的法兰面连接，另一端为安装端用于固定激光跟踪仪，并且安装端沿水平方向伸入压力容器内。

3.根据权利要求2所述的安装测量方法，其特征在于，所述测量架的固定端与压力容器的法兰面之间采用转动连接。

4.根据权利要求3所述的安装测量方法，其特征在于，所述测量架与压力容器的法兰面之间通过转轴连接；其中，所述测量架的固定端设有沿竖直方向贯穿的通孔，压力容器的法兰面上设有沿竖直方向设置的安装孔，所述转轴穿过所述通孔后插装至所述安装孔中。

5.根据权利要求4所述的安装测量方法，其特征在于，在固定端设有沿水平方向设置的锁紧螺钉，并且锁紧螺钉的一端伸入所述通孔内。

6.根据权利要求2所述的安装测量方法，其特征在于，所述测量架的安装端设有法兰孔，用于固定激光跟踪仪。

7.根据权利要求2-6中任意一项所述的安装测量方法，其特征在于，所述测量架采用空心的长方体结构。

8.根据权利要求1所述的安装测量方法，其特征在于，在所述步骤S3中，在每块石墨砖和碳砖的上表面选取五个点位进行测量，分别为每块砖的四个角点及中心点。

9.根据权利要求1所述的安装测量方法，其特征在于，在所述步骤S3中，借助靶球对每个孔道的内部进行多个点位的数据测量。

10.根据权利要求1所述的安装测量方法，其特征在于，在所述步骤S2中，完成控制网的建立后，将建立控制网的数据转移至转站座上；其中，转站座的布设范围要对整个待测的石墨砖和碳砖堆内构件进行包围。