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摘 要：控制棒抽插力检测装置是检测燃料组件导向管通过性检查的专用装置，为确保控制棒抽插力值检测的准确性和可靠性，满足大批量燃料组件抽插力检测需求，研制新型悬臂式控制棒抽插力检测装置。新型悬臂式控制棒抽插力检测装置的研制经历了两个阶段：一是主体装置选型与安装，二是装置优化与改进。研制的新型悬臂式控制棒抽插力检测装置具备检测精准、技术先进、操作便捷、安全可靠等优异特性。通过生产实践运用，证明其完全满足大批量燃料组件抽插力检测需求，并取得良好效果，为今后同类设备的开发和研制，提供了有效技术支持和宝贵的制造经验。

关键词： 控制棒抽插力;悬臂式起重机;研制;应用

引言

在原生产线上，燃料组件制造采用流水式作业，即组件组装后，依次进行组件外形检测，组件吹渣清洗，组件预检见证，组件成品入库等工作，各个生产步骤环环相扣、紧密配合。燃料组件所有吊运装置均采用德马格KBK柔性悬挂起重机，其吊运使用的柔性梁吊轨呈规则直线排列，燃料组件吊运入库，必须经过组件抽插力检测工位。而在生产线总体布局中，抽插力检测工位空间有限，若沿用原传统的两节式伸缩吊臂的抽插力检测方式，其伸缩臂势必会对阻碍燃料组件吊运路线，该方式不适用于新生产线使用。因此，新控制棒抽插力检测装置必须重新自主设计。结合现有厂房空间结构以及各设备相互布置情况，参考传统伸缩吊臂的抽插力检测装置测试原理，历经多次方案论证，设计研制出一套全新的悬臂式抽插力检测装置。前期，完成了主体装置功能安装调试，后期又进行了优化改进，最终成功研制出悬臂式控制棒抽插力检测装置并顺利通过设备验收及鉴定，正式投入生产使用。

1燃料组件控制棒抽插力检测简介

1.1 燃料组件控制棒抽插力检测

控制棒组件是核反应堆控制部件，在正常情况下用它停堆、调节反应堆功率，在事故情况下依靠它快速下插，致使反应堆在极短的时间内紧急停堆，确保反应堆安全，因此必须保证控制棒组件在燃料组件导向管内顺利插入或抽出。 控制棒抽插力检测是燃料组件最终检查的关键项目，需100%检测。测试时，观测并记录标准控制棒组件插入燃料组件导向管内产生的摩擦力，若此过程摩擦力最大不大于6.7daN，则表明燃料组件控制棒抽插力检测合格。

1.2传统燃料组件控制棒抽插力装置简介

传统的燃料组件控制棒抽插力检测装置，如图1示意图所示。工作原理为：当进行燃料组件抽插力检测时，通过伸缩电机运动，伸缩臂向前伸出，将控制棒组件从悬挂的非工作位置，前移至工作位置，此过程驱动卷筒电机同时卷动，控制棒组件运动轨迹为“前伸”即向前同时向上。控制棒精确定位后，驱动卷筒动作，放出钢丝绳，控制棒组件插入下降，进行抽插力测试。测试完成后，驱动卷筒卷动钢丝绳，控制棒组件上升工作位置，此时伸缩电机动作，伸缩臂缩回，同时驱动卷筒继续运动，控制棒组件运动轨迹为“后缩”即向后同时下降。伸缩臂伸缩距离为375mm。

2 新型控制棒抽插力检测装置研制

2.1思路及要求

参考传统的燃料组件控制棒抽插力检测装置设计原理，汲取先进经验，开发创新，更注重经济实用型。设计时充分考虑新生产线特有的燃料组件吊运模式，确保燃料组件制造与检验工艺流程流畅、简洁，测试精准、可靠。

2.2  前期研制

2.2.1主体装置研制

1）原有抽插力检测装置的适宜性分析

新是全新的燃料组件生产线，具有设备布局紧密、工艺流程顺畅等显著特点。在各工艺设备安装前，依照燃料组件制造流程，事先已将各工序位置进行了规划。燃料组件清洗烘干后，直接进行燃料组件预检和见证，确保生产效率，减少吊运风险。燃料组件吊运方式是通过德马格柔性梁系统进行吊运传输的，由于生产线的整体布置，若沿用原有组件抽插力检测装置结构，该装置伸缩臂将碰触德马格行车，阻碍燃料组件的吊运顺畅传输。因此原有组件抽插力装置不适用新生产线，抽插力装置主体结构必须重新研制。

2）主体装置选型

针对生产线布置需要，结合具体预留空间范围，通过广泛调研，多方考察论证，确定直接购买悬臂式起重机作为抽插力装置的主体测试装置。悬臂式起重机是新一代轻型吊装设备，其环链电动葫芦尤其适用于短距离，使用频繁，密集性吊运作业，具有高效、节能、占地面积小，易于操作与维修，确保生产线畅通等特点。当工作时，通过悬臂将标准控制棒旋转吊运至燃料组件检测位置，非工作时，将标准控制棒组件旋转至安全位置，可有效地避让燃料组件吊运路线。

直接购买悬臂式起重机比自主设计制造悬臂式起升装置更经济、更可靠，时间周期更短，可通过后期进一步优化改进，确保其满足测试要求。

2.2.2 组件保护框架部件设计

组件保护框是燃料组件精确定位到待测位置的重要保证，更确保了燃料组件在整个抽插力检测过程中的产品安全。组件保护框架部件主要由保护框架与支撑座构成（见图2）。支撑座由4块钢板拼装焊接而成，作为保护框架的支撑定位构件，其可根据生产实际情况，调整保护框架的高低。

2.2.3 地坑底座部件设计

控制棒抽插力检测装置地坑底座部件由滑轨、底板、支撑座、底座、照明装置、导向框等组成。可满足测量AFA3G燃料組件和AFA3GLE燃料组件两种类型的燃料组件。通过推动滑轨上的不同底座至指定位置，实现相应类型燃料组件的抽插力测试。具体示意图见3。

2.2.4 防护栏的设计

为保证抽插力检测时，人员与产品的安全，更确保人员近距离观察检测，设计制作防护栏杆。护栏栏杆由三块不锈钢支架组成，相互间用挂钩连接，呈向内倾斜一定角度的状态。

2.2.5 双工位检测设计

燃料组件外观检查是燃料组件最终检查验收的重要项目，设计专用燃料组件外观检查工位，既方便检验人员、用户代表检查组件外表面，又不影响燃料组件抽插力检测工作，可提高检测质量与检测效率。