[发明专利]核电站CRDM下部Ω焊缝坡口加工方法及刀具

说明书

技术领域

本发明涉及核电站焊接技术领域，尤其涉及一种核电站CRDM下部Ω焊缝坡口加工方法及刀具。

背景技术

核电站用来定位控制棒组件的控制棒驱动机构(CRDM，Control Rod Drive Machine)安装于反应堆压力容器顶盖接管座上，是完全防泄漏的磁锁。三个电磁线圈顺序排列，在反应堆控制系统发出的电信号控制下，通过驱动控制棒束抽出、保持或插入反应堆，来控制核反应速率；其中，抽出控制棒使核反应增强，插入控制棒使核反应减弱。

CRDM耐压壳有上、中、下三道焊缝，上部和中部焊缝在设备制造厂焊接完成，下部焊缝是Ω焊缝，在现场由自动焊焊接完成。由于CRDM耐压壳属一回路承压边界，在运行期间受高温、高压、中子辐照及高低温疲劳载荷作用，三道焊缝容易产生裂纹，从而严重影响核电站的安全运行，因此对CRDM耐压壳的焊缝质量要求非常严格。

当前有的核电站的CRDM耐压壳与反应堆压力容器顶盖接管座的连接方式为上部螺纹和下部Ω密封焊连接，如图1所示，该下部Ω密封焊通过Y型密封环填充和一次自动焊接成型焊缝(通常采用钨极氩弧焊)，对焊缝的外观、平行度、宽度、高度进行检查，要求苛刻严格。除了焊接工艺以外，Y型密封环与接管座的间隙gap(通常为0.04mm)(如图1所示)、与钨极的相对位置，以及接管座唇边(如图2所示)的尺寸等，对焊缝的成型都有着至关重要的影响。

在首次安装焊接阶段，因CRDM耐压壳和反应堆压力容器顶盖接管座的 焊接是在设备制造厂由大型数控车床加工而成，所以该接管座唇边尺寸可以得到精确的保证，对接管座唇边尺寸不存在影响。但当该接管座已经冷装焊接在压力容器顶盖上之后，如果安装阶段因各种原因需对CRDM返修，或在役电站大修期间需进行CRDM的更换等，则需对该焊缝进行切割，然后重新加工压力容器顶盖接管座唇边尺寸。此时，不仅无法采用数控机床，而且操作空间狭小，在役机组还面临着放射性辐射等严峻考验。

针对上述情况，现有技术在进行CRDM返修或更换时，主要采用三种普通的刀具对压力容器顶盖接管座唇边进行坡口加工，利用这三种刀具对接管座唇边上部平面和内、外侧面平面进行6次配合切削以完成加工，如图3所示，包括：1)第1、2、3次切削使用刀具1，每次切削量约0.1mm，目的将原Y型密封环在焊缝中的残留去除；2)第4、5次切削使用刀具2，每次切削量约0.2mm，目的将原Y型密封环在焊缝外侧壁焊缝残留去除；3)第6次切削使用刀具3，以控制唇边厚度为2.0mm左右来控制切削量，目的将原焊缝的内部焊缝残留去除。

现有技术至少存在以下技术缺陷：

1)压力容器顶盖接管座唇边内表面存在弧形的倒角，当采用直立的刀具进行加工时，会形成一个转角，影响焊接质量，进而影响核电站运行安全；

2)由于采用三种刀具配合加工，在每次变换刀具后需要重新对加工角度进行调整，加工的尺寸精度难保证，可靠性低；

3)加工过程中多次变换刀具，增加了调整时间，使得整个工期延长，尤其是在役机组高放射性剂量的情况下，增加了施工人员的受照时间。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的核电站CRDM下部Ω焊缝坡口加工的尺寸精度难保证且可靠性低，进而影响焊接质量，以及延长工期而增加施工人员的受照时间的技术问题，提供一种核电站CRDM下部Ω焊缝坡口加工方法及刀 具。提高CRDM更换的效率，提高压力容器顶盖接管座唇边尺寸的加工精度，保证CRDM下部Ω焊缝的焊接质量，加强实施的可靠性。

一方面，本发明提供了一种核电站CRDM下部Ω焊缝坡口加工方法，应用于刀具驱动设备中，所述Ω焊缝为CRDM与反应堆压力容器顶盖接管座唇边通过Ω密封焊形成的焊缝，所述刀具驱动设备用于驱动核电站CRDM下部Ω焊缝坡口加工刀具切削所述接管座唇边的焊缝残留，所述刀具包括：第一加工刀面、第二加工刀面和第三加工刀面；所述坡口加工方法包括以下步骤：

S1、在所述刀具固定装夹在所述刀具驱动设备的旋转机头上后，检测并调整所述刀具驱动设备与所述接管座的同心度，以使所述刀具驱动设备与所述接管座的同心度一致；以及设定所述刀具相对所述接管座唇边的初始位置；