Để so sánh, phương án tối ưu nhất của máy làm sạch bu lông chính lò phản ứng tích hợp theo phương thẳng đứng được đề xuất. Các bu lông chính và ốc vít chỉ cần được kiểm tra và bôi trơn một lần duy nhất. Nguyên lý hoạt động: Nguyên lý hoạt động sử dụng bộ phận nâng để nâng bu lông theo phương thẳng đứng vào vị trí tải và dỡ. Đai ốc được xử lý theo nguyên lý chủ động. Máy tự động phát hiện và tạo ra biểu đồ phát triển ren, sản phẩm có ít chất thải phóng xạ và chiếm diện tích nhỏ. Thiết bị này đã được ứng dụng thành công trong lĩnh vực điện hạt nhân và có thể đáp ứng đầy đủ nhu cầu làm sạch các bu lông chính của bình áp suất lò phản ứng.
Một số mẫu bu lông chính RPV hiện có tiêu biểu vàhạtCác loại máy làm sạch như sau:
(1) Máy giặt thế hệ đầu tiên của Công ty TNHH Công nghệ Vận hành Điện hạt nhân Vũ Hán CNNC (sau đây gọi là CNPO) sử dụng loại nằm ngang.
(2) Viện Công nghệ Quang điện tử, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc áp dụng phương pháp làm sạch ngang và thiết bị được tích hợp.
(3) Viện Nghiên cứu và Thiết kế Điện hạt nhân Trung Quốc áp dụng phương pháp làm sạch theo chiều dọc.
1. Câu hỏi nghiên cứu
Sau một thời gian vận hành, bình áp suất lò phản ứng hạt nhân sẽ xuất hiện các vết dầu và các tạp chất khác trên bề mặt.bu lông chínhCác bu lông và đai ốc chính của lò phản ứng hạt nhân đã bị đông cứng trong môi trường nhiệt độ và áp suất cao. Nếu không được làm sạch kịp thời, một mặt có thể gây kẹt ren, mặt khác sẽ ảnh hưởng đến việc thực hiện các cuộc kiểm tra trong quá trình vận hành sau này, dẫn đến các bất thường về tín hiệu và phán đoán sai. Việc làm sạch các bu lông và đai ốc chính của lò phản ứng hạt nhân là một trong những nhiệm vụ để đảm bảo các bu lông chính của lò phản ứng hạt nhân ở trạng thái an toàn và đáng tin cậy trong thời gian dài. Do đó, cần phải làm sạch các bu lông và đai ốc chính của lò phản ứng hạt nhân một cách hiệu quả.
Để nâng cao hiệu quả của máy làm sạch và đáp ứng nhu cầu của nhà máy điện với diện tích mặt bằng nhỏ, lượng chất thải lỏng ít và độ an toàn cao, sau khi so sánh toàn diện, kết luận rằng máy làm sạch thẳng đứng với hệ thống tích hợp cao là giải pháp tối ưu nhất.
Trên cơ sở đó, chúng tôi đã tự phát triển máy làm sạch bu lông và đai ốc chính RPV theo phương thẳng đứng với mức độ tự động hóa cao hơn, có thể hoàn thành việc tự động nạp và dỡ đai ốc, làm sạch và sấy khô bu lông và đai ốc, cũng như kiểm tra trực quan bằng máy tiện ren và bôi dầu cho bu lông chỉ trong một lần nâng hạ.
2. Các vấn đề chính
Trong nghiên cứu này, trên cơ sở kế thừa những thành tựu công nghệ và kiến thức chung của máy làm sạch ngang và đảm bảo hiệu quả làm sạch, quy trình làm sạch được tối ưu hóa, và một bu lông chính của RPV vàđai ốc thẳng đứngMáy làm sạch với mức độ tự động hóa cao hơn được thiết kế và phát triển, đặc biệt bao gồm các khía cạnh sau:
(1) Thiết kế phương pháp nâng cụm bu lông.
(2) Thiết kế phương pháp thực hiện việc tự động nạp và dỡ đai ốc.
(3) Thiết kế phương pháp thực hiện việc làm sạch đồng thời theo chiều dọc các bu lông và đai ốc.
(4) Thiết kế phương pháp thực hiện kiểm tra thị giác máy ren.
(5) Thiết kế thực hiện hệ thống điều khiển.
3. Quy trình và phương pháp nghiên cứu
Máy làm sạch bu lông và đai ốc dạng đứng chính có các chức năng tự động nạp và dỡ đai ốc, làm sạch ren, sấy khô bằng khí, kiểm tra ren bu lông bằng máy và bôi trơn.
Hệ thống máy giặt có tính tích hợp cao, bố cục chính như sau: Bộ phận làm sạch bu lông và đai ốc được đặt ở giữa máy giặt, bơm bánh răng để hút chất lỏng thải được bố trí ở phần dưới, và bình chứa chất lỏng và bộ lọc của hệ thống tuần hoàn chất lỏng làm sạch được lắp đặt riêng biệt trong hộp bên trái. Bên trái còn có bơm từ, bình chứa chất lỏng thải và quạt cùng bộ lọc của hệ thống cấp và hút khí nén. Một bộ phận thu thập hình ảnh được lắp đặt bên ngoài hộp làm sạch bu lông để kiểm tra bằng thị giác máy. Một kết cấu dạng console được lắp đặt trên đỉnh của tủ, và màn hình hiển thị được lắp đặt ở cuối kết cấu console được sử dụng để vận hành thiết bị. Phía sau hộp giặt bu lông là nơi lắp đặt các bộ phận điều khiển. Một cửa kín được lắp đặt ở phía trước hộp làm sạch bu lông, và kính được lắp đặt trên cửa để thuận tiện quan sát trạng thái làm sạch. Cửa kín được ép chặt ở 3 điểm để đảm bảo hiệu quả làm kín (xem hình dưới).
Những ưu điểm chính của máy vệ sinh này là:
(1) Tất cả các chức năng có thể được hoàn thành trong một lần nâng.
(2) Đai ốc có thể được nạp và tháo tự động.
(3) Làm sạch các đai ốc và bu lông thẳng đứng cùng một lúc.
(4) Nó có chức năng kiểm tra thị giác máy ren và tạo ra sơ đồ phát triển ren.
Quy trình triển khai các ưu điểm và chức năng chính này sẽ được giới thiệu chi tiết bên dưới.
3.1 Nâng cụm bu lông
Bộ bu lông và đai ốc được nâng từ giỏ chứa bu lông lên khay bu lông chính bên trong máy làm sạch bu lông và đai ốc thông qua một bộ phận nâng hình chữ C đặc biệt (xem Hình 2).
3.2 Tự động nạp và dỡ hạt
(1) Thành phần thiết bị
Bộ phận tự động nạp và dỡ đai ốc được tích hợp bên trong hộp làm sạch. Nó chủ yếu bao gồm cơ cấu dẫn động bu lông, cơ cấu nâng đai ốc và cơ cấu kẹp bu lông.
Cơ cấu dẫn động bu lông chủ yếu bao gồm khay bu lông chính và mô tơ giảm tốc dẫn động bu lông.
Cơ cấu nâng đai ốc chủ yếu bao gồm kẹp giữ đai ốc chính, thanh trượt dẫn động, thanh trượt theo dõi, vít hình thang, trục quang dẫn hướng và mô tơ vít.
Cơ cấu kẹp bu lông được sử dụng để cố định kẹp vít chính trong hộp. Đó là cấu trúc kẹp hai nửa cung tròn và được lắp đặt trên khung bên trong của hộp vệ sinh.
(2) Thực tế chức năng
Cơ cấu siết và tháo bu lông, đai ốc, đai ốc chủ động, có thể hoạt động như một cơ cấu, có thể đảm bảo rằng ren không bị hư hại. Đồng thời, người dùng có thể đồng thời
Quy trình tháo đai ốc như sau:
Bu lông chính quay ngược chiều kim đồng hồ, kim quay, đai ốc quay, kim quay, và sau đó quay theo hướng chu vi, chỉ quay và chỉ có thể di chuyển theo hướng quay, trong khi di chuyển dọc theo trục, thanh dẫn hướng chuyển động nâng lên và thanh truyền động quay, làm cho động cơ động cơ động cơ động cơ động cơ thanh trượt thanh trượt một cùng nâng lên ...
Đai ốc tách rời khỏi phần ren, bu lông chính, bu lông chính quay, chuyển động quay chủ động, và cùng với sự tiếp nối của khối trượt, đẩy tiếp điểm, đẩy, đẩy khối trượt tiếp nối. Đến đây, thao tác tháo rời tự động của đai ốc chính đã hoàn tất.
Đã cài đặt chương trình và ngược lại.
Quá trình làm sạch chủ yếu được chia thành làm sạch ren trong của đai ốc chính và làm sạch ren ngoài ba bước của bu lông chính. Vì đai ốc chính nằm ngay phía trên bu lông chính, để ngăn dung dịch làm sạch chảy xuống đai ốc chính làm ô nhiễm các bu lông đã được làm sạch, sau khi hoàn tất việc làm sạch bu lông và đai ốc, bu lông được thêm bước xả sạch.
(1)Làm sạch hạt
Việc làm sạch đai ốc chủ yếu được thực hiện nhờ sự phối hợp giữa bàn chải làm sạch đai ốc và cơ cấu nâng đai ốc. Bàn chải làm sạch đai ốc và động cơ truyền động được lắp đặt trên nắp trên cùng của máy làm sạch.
Bàn chải làm sạch đai ốc chủ yếu bao gồm đầu bàn chải, trục chính và xi lanh đỡ. Đầu bàn chải có cấu trúc ly tâm. Khi không quay, đường kính vỏ ngoài của bàn chải nhỏ hơn đường kính trong của đai ốc. Khi đầu bàn chải quay, đế giữ bàn chải sẽ mở ra dưới tác dụng của lực ly tâm, và bàn chải nylon được lắp trên đế giữ sẽ tiếp xúc sát với bề mặt ren trong của đai ốc.
Trước khi làm sạch đai ốc, cơ cấu nâng đai ốc được sử dụng để nâng đai ốc lên và đưa vào đầu bàn chải làm sạch, sau đó động cơ truyền động bàn chải làm sạch đai ốc sẽ khởi động để quay đầu bàn chải. Trong khi đầu bàn chải quay, đai ốc chính di chuyển lên xuống dưới sự truyền động của cơ cấu nâng, để làm sạch toàn bộ phần ren.
(2)Vệ sinh bu lông
Bộ phận làm sạch bu lông chủ yếu bao gồm cụm bàn chải lăn, cơ cấu xoay bàn chải lăn, thiết bị cố định bu lông chính và thiết bị dẫn động bu lông chính. Cụm bàn chải lăn được nối với cần piston của xi lanh xoay thông qua cần xoay bàn chải lăn. Khi cần piston của xi lanh bàn chải lăn được đẩy ra, cụm bàn chải lăn sẽ xoay đến gần phần ren của bu lông chính, và khi thu lại, cụm bàn chải lăn sẽ cách xa bu lông chính. Động cơ dẫn động bàn chải lăn sẽ truyền động cho bàn chải lăn quay thông qua ròng rọc.
Khi vệ sinh các bu lông chính, mô tơ dẫn động bu lông chính sẽ làm cho các bu lông chính trên khay quay, xi lanh xoay sẽ di chuyển cụm bàn chải lăn đến gần ren ba đoạn của bu lông chính, khởi động mô tơ dẫn động bàn chải lăn, và bàn chải lăn sẽ quay tiếp xúc với bề mặt của bu lông chính. Nhờ đó, các bu lông chính có thể được làm sạch.
Trong quá trình làm sạch, hệ thống tuần hoàn dung dịch làm sạch cung cấp dung dịch làm sạch đến ống phun dung dịch, và nhiều vòi phun được lắp đặt trên ống phun dung dịch để phun đều dung dịch làm sạch lên bề mặt bu lông.
4. Vấn đề và giải pháp
Trong quá trình nghiên cứu và thiết kế, để kiểm chứng hiệu suất của thiết bị, một lượng lớn các thử nghiệm đã được thực hiện với mô hình mô phỏng bu lông và đai ốc sau khi thiết bị được chế tạo, và một số vấn đề đã được phát hiện trong quá trình này, và các giải pháp tương ứng đã được đưa ra.
(1) Rò rỉ hộp vệ sinh
Do thiết bị có cấu trúc thẳng đứng, điều này đặt ra yêu cầu cao hơn về độ kín của hộp. Trong quá trình vệ sinh, phát hiện một phần dung dịch vệ sinh bắn vào mặt trong của cửa kín và khung, sau đó chảy xuống gây rò rỉ. Hãy thực hiện các bước sau để khắc phục sự cố này:
(2) Trong suốt quá trình làm sạch và sấy khô bằng khí, quạt luôn ở trạng thái hút để đảm bảo áp suất không khí trong hộp làm sạch thấp hơn áp suất khí quyển và ở trạng thái áp suất âm, giúp ngăn chặn hiệu quả sự tràn chất lỏng thải và khí thải trong hộp, và đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người vận hành.
(3) Bề mặt của các bộ phận bằng thép không gỉ bên trong cửa kín của hộp làm sạch được phun một lớp phủ siêu kỵ nước và kính cửa cũng được xử lý kỵ nước, để các giọt nước bắn vào cửa kín trong quá trình làm sạch sẽ không bám vào tấm cửa và kính, nhờ đó cải thiện vấn đề các giọt nước còn sót lại trên tấm cửa rơi xuống.
(2) Hiện tượng trượt bu lông
Ban đầu, khay bu lông chính sử dụng cấu trúc dạng tấm cao su liên kết với các bộ phận kim loại. Khi mô-men xoắn khi siết quá lớn, cao su và đáy bu lông sẽ trượt và đóng vai trò bảo vệ.
Ở giai đoạn đầu vận hành thử, nước được sử dụng làm chất làm sạch, và hiệu quả siết bu lông chính khá tốt; ở giai đoạn sau, sau khi thay thế chất làm sạch bằng dung dịch làm sạch thực tế được sử dụng trong các nhà máy điện hạt nhân, người ta phát hiện ra rằng bu lông chính không thể siết chặt và bị trượt. Sau khi phân tích, phương pháp siết bu lông ban đầu không còn hiệu quả do tác dụng bôi trơn của dung dịch làm sạch.
Bằng cách loại bỏ cấu trúc liên kết tấm cao su trên các bộ phận kim loại của khay bu lông chính, 4 pít tông hình cầu được lắp đặt trực tiếp trên khay bu lông chính. Khi siết bu lông chính, 2 pít tông hình cầu sẽ trượt vào rãnh ở đáy bu lông chính để thực hiện việc siết bu lông; nếu mô-men xoắn quá lớn, cơ chế bảo vệ cũng có thể được kích hoạt. Đồng thời, động cơ servo siết bu lông chính cũng được trang bị chức năng bảo vệ mô-men xoắn. Khi mô-men xoắn siết bu lông chính vượt quá giá trị cài đặt, nó sẽ dừng lại và phát ra cảnh báo.
(4) Hiệu quả sấy khô bằng không khí không tốt
Sau khi gỡ lỗi, chúng tôi phát hiện ra rằng các bu lông chưa được làm khô hoàn toàn bằng không khí, và cần phải cải thiện hiệu quả này.
Qua nghiên cứu quy trình sấy khô bằng khí của thiết bị, người ta nhận thấy rằng ở giai đoạn đầu vận hành, bàn chải lăn bu lông chỉ di chuyển lại gần và quay với tốc độ cao khi làm sạch bu lông để loại bỏ các vết bẩn trên bề mặt. Sau khi quá trình sấy khô bằng khí bắt đầu, bàn chải lăn bu lông rời khỏi bu lông, và bu lông chỉ được sấy khô bằng luồng khí nén tốc độ cao.
Vì lý do này, tác giả đã cải tiến quy trình sấy khô bằng khí. Sau khi làm sạch, khi luồng khí sấy bắt đầu, bàn chải lăn di chuyển đến gần bu lông và sau đó quay với tốc độ cao để loại bỏ chất lỏng trên bề mặt. Sau 1/3 chu kỳ sấy khô bằng khí, bàn chải lăn rời khỏi bu lông và ngừng quay, sau đó tiếp tục sấy khô bu lông bằng luồng khí nén tốc độ cao.
Thực tiễn đã chứng minh rằng sau khi cải tiến, hiệu quả sấy khô bằng không khí được cải thiện đáng kể.
Thời gian đăng bài: 17/11/2022
