Em comparação, propõe-se o esquema mais otimizado da máquina integrada de limpeza vertical de porcas principais de reatores. Os parafusos principais podem ser verificados e lubrificados apenas uma vez. Princípio de funcionamento: O princípio utiliza um dispositivo de elevação para içar o parafuso verticalmente, realizando a função de carga e descarga. A porca é seguida por um mecanismo ativo. O processo detecta e gera um diagrama de desenvolvimento da rosca, resultando em um produto com menor geração de resíduos radioativos e ocupando uma área reduzida. Este equipamento já foi aplicado com sucesso na área de energia nuclear e atende plenamente às necessidades de limpeza dos parafusos principais do vaso de pressão do reator.
Alguns exemplos representativos de parafusos principais de vasos de pressão de reator existentes enozAs máquinas de limpeza são as seguintes:
(1) A máquina de lavar de primeira geração da CNNC Wuhan Nuclear Power Operation Technology Co., Ltd. (doravante denominada CNPO) adota um tipo horizontal.
(2) O Instituto de Tecnologia Optoeletrônica da Academia Chinesa de Ciências adota a limpeza horizontal e o equipamento é integrado.
(3) O Instituto de Pesquisa e Projeto de Energia Nuclear da China adota a limpeza vertical.
1. Questão de pesquisa
Após um período de operação do vaso de pressão do reator de uma usina nuclear, manchas de óleo e outras impurezas se acumulam na superfície.parafusos principaisOs parafusos e porcas principais do vaso de pressão do reator (VPR) solidificam-se em um ambiente de alta temperatura e alta pressão. Se não forem limpos a tempo, podem causar o travamento da rosca e afetar as inspeções subsequentes em serviço, resultando em anomalias nos sinais e erros de julgamento. A limpeza dos parafusos e porcas principais do VPR é essencial para garantir que eles permaneçam seguros e confiáveis por um longo período. Portanto, é fundamental realizar uma limpeza eficiente desses componentes.
Para melhorar a eficiência da máquina de limpeza e atender às necessidades da usina com menor espaço físico, menor geração de efluentes líquidos e alta segurança, após uma comparação abrangente, concluiu-se que a máquina de limpeza vertical com um sistema altamente integrado é a melhor solução.
Tendo isso em vista, desenvolvemos de forma independente a máquina de limpeza vertical de parafusos e porcas principais do vaso de pressão do reator (RPV) com um alto grau de automação, capaz de realizar o carregamento e descarregamento automático de porcas, a limpeza e secagem ao ar de parafusos e porcas, bem como a inspeção visual da máquina de rosca e a lubrificação dos parafusos em uma única operação de içamento.
2. Os principais problemas
Neste estudo, com base na herança das conquistas tecnológicas e de conhecimento comuns das máquinas de limpeza horizontal e na garantia do efeito de limpeza, o processo de limpeza é otimizado, e um parafuso principal do vaso de pressão do reator (VPR) eporca verticalUma máquina de limpeza com um alto grau de automação foi projetada e desenvolvida, incluindo especificamente os seguintes aspectos:
(1) O projeto do método de içamento do conjunto do parafuso.
(2) O projeto do método de realização do carregamento e descarregamento automático de porcas.
(3) Projeto do método de realização da limpeza vertical simultânea de parafusos e porcas.
(4) O projeto do método de realização da inspeção de visão de máquina de rosca.
(5) Projeto de implementação do sistema de controle.
3. Processo e Método de Pesquisa
A principal máquina de limpeza vertical de parafusos e porcas possui as funções de carregamento e descarregamento automático de porcas, limpeza de roscas, secagem a ar, inspeção visual das roscas dos parafusos e lubrificação.
O sistema de lavagem é altamente integrado e o layout principal é o seguinte: a unidade de limpeza de parafusos e porcas está localizada no centro da máquina de lavar, e a bomba de engrenagem para extração do líquido residual está disposta na parte inferior. O tanque de armazenamento de líquido e o filtro do sistema de circulação do líquido de limpeza estão instalados, respectivamente, na caixa à esquerda. A bomba magnética, o tanque de líquido residual e o ventilador e filtro do sistema de suprimento e exaustão de ar pneumático também estão localizados na caixa à esquerda. Um componente de aquisição de imagem está instalado externamente à caixa de limpeza de parafusos para inspeção visual da máquina de roscas. Uma estrutura em balanço está instalada na parte superior do gabinete, e a tela de exibição instalada na extremidade do balanço é usada para a operação do equipamento. A parte traseira da caixa de lavagem de parafusos abriga os componentes de controle. Uma porta selada é instalada na frente da caixa de limpeza de parafusos, e um painel de vidro é instalado na porta para facilitar a observação do status da limpeza. A porta selada é pressionada em 3 pontos para garantir a vedação (veja a figura abaixo).
As principais vantagens desta máquina de limpeza são:
(1) Todas as funções podem ser concluídas em um único içamento.
(2) A porca pode ser carregada e descarregada automaticamente.
(3) Limpe as porcas e os parafusos verticais ao mesmo tempo.
(4) Possui a função de inspeção de visão de máquina de rosca e gera diagrama de desenvolvimento de rosca.
O processo de implementação dessas principais vantagens e funções será apresentado em detalhes a seguir.
3.1 Levantamento do conjunto do parafuso
O conjunto de parafuso e porca é içado da cesta de armazenamento de parafusos para a bandeja principal de parafusos dentro da máquina de limpeza de parafusos e porcas através de um espalhador especial em forma de C (ver Figura 2).
3.2 Carregamento e descarregamento automático de nozes
(1) Composição do equipamento
A unidade automática de carregamento e descarregamento de porcas está integrada dentro da caixa de limpeza. Ela inclui principalmente um mecanismo de acionamento do parafuso, um mecanismo de elevação da porca e um mecanismo de fixação do parafuso.
O mecanismo de acionamento do parafuso é composto principalmente pela bandeja principal do parafuso e pelo motorredutor de acionamento do parafuso.
O mecanismo de elevação da porca é composto principalmente por uma presilha principal de fixação da porca, um cursor de acionamento, um cursor seguidor, um parafuso trapezoidal, um eixo óptico guia e um motor de acionamento do parafuso.
O mecanismo de fixação por pino é utilizado para fixar a braçadeira do parafuso principal na caixa. Trata-se de uma estrutura de fixação em arco semicircular duplo, instalada na estrutura interna da caixa de limpeza.
(2) Realidade funcional
O carregamento e descarregamento de parafusos, porcas e arruelas, com mecanismo ativo, pode ser feito por meio de um mecanismo que garante que a rosca não seja danificada. Ao mesmo tempo, os usuários podem realizar o processo simultaneamente.
O procedimento para remoção da porca é o seguinte:
O parafuso principal gira no sentido anti-horário, a agulha gira, a porca gira, a agulha gira e, em seguida, gira na direção circunferencial, girando apenas e podendo se mover somente na direção da rotação. Enquanto se move ao longo do eixo, a guia de movimento sobe e a barra aciona a rotação, fazendo com que o motor, o motor, o motor, o deslizador ...
A porca se separa da seção roscada, o parafuso principal gira, a rotação ativa e o movimento, e, com o acompanhamento, com o bloco deslizante, empurra o contato, empurra, empurra o bloco deslizante. Até aqui, a operação de desmontagem automática da porca principal está concluída.
Instalei o programa e vice-versa.
A limpeza é dividida principalmente em limpeza da rosca interna da porca principal e limpeza da rosca externa do parafuso principal em três etapas. Como a porca principal está localizada diretamente acima do parafuso principal, para evitar que o líquido de limpeza que escorre pela porca contamine os parafusos limpos, após a limpeza dos parafusos e porcas, adiciona-se uma etapa de enxágue aos parafusos.
(1)Limpeza de nozes
A limpeza das nozes é realizada principalmente pela ação conjunta da escova de limpeza e do mecanismo de elevação das nozes. A escova de limpeza e o motor de acionamento estão instalados na tampa superior da máquina de limpeza.
A escova de limpeza de porcas é composta principalmente por uma cabeça de escova, um eixo principal e um cilindro de suporte. A cabeça da escova possui uma estrutura centrífuga. Quando não está girando, o diâmetro externo da escova é menor que o diâmetro interno da porca. Quando a cabeça da escova gira, o alojamento de fixação da escova se abre sob a ação da força centrífuga, e a escova de nylon instalada no alojamento se aproxima da superfície da rosca interna da porca.
Antes da limpeza da porca, o mecanismo de elevação é utilizado para levantá-la e inseri-la na cabeça da escova de limpeza. Em seguida, o motor da escova é acionado, fazendo a cabeça girar. Enquanto a cabeça da escova gira, a porca principal se move para cima e para baixo, impulsionada pelo mecanismo de elevação, limpando assim toda a seção da rosca.
(2)Limpeza de parafusos
A unidade de limpeza de parafusos é composta principalmente por um conjunto de escovas cilíndricas, um mecanismo de oscilação das escovas, um dispositivo de fixação do parafuso principal e um dispositivo de acionamento do parafuso principal. O conjunto de escovas cilíndricas é conectado à haste do pistão do cilindro de oscilação através da haste de oscilação da escova. Quando a haste do pistão do cilindro da escova é empurrada para fora, o conjunto de escovas oscila aproximando-se da seção roscada do parafuso principal e, quando retraída, o conjunto de escovas se afasta do parafuso principal. O motor de acionamento da escova aciona a rotação da escova através da polia da correia.
Ao limpar os parafusos principais, o motor de acionamento dos parafusos principais gira os parafusos na bandeja, o cilindro oscilante move o conjunto da escova cilíndrica para mais perto da rosca de três segmentos do parafuso principal, acionando o motor da escova cilíndrica, e a escova cilíndrica gira contra a superfície do parafuso principal. Os parafusos principais podem então ser limpos.
Durante o processo de limpeza, o sistema de circulação do líquido de limpeza fornece o líquido ao tubo de pulverização, e vários bicos são instalados nesse tubo para pulverizar uniformemente o líquido de limpeza sobre a superfície do parafuso.
4. Problemas e Soluções
No processo de pesquisa e projeto, a fim de verificar o desempenho do equipamento, um grande número de testes foi realizado com o corpo de simulação de parafuso e porca após a fabricação do equipamento, e alguns problemas foram encontrados durante o processo, e as soluções correspondentes foram tomadas.
(1) Vazamento da caixa de limpeza
Como o equipamento possui uma estrutura vertical, isso impõe requisitos mais rigorosos à vedação da caixa. Durante o processo de limpeza, constatou-se que parte do líquido de limpeza respingou na parte interna da porta hermética e na moldura, escorrendo e causando vazamento. Adote as seguintes medidas a esse respeito:
(2) Durante todo o processo de limpeza e secagem ao ar, o ventilador está sempre no estado de sucção para garantir que a pressão do ar na caixa de limpeza seja inferior à pressão atmosférica e esteja em um estado de pressão negativa, o que impede eficazmente o transbordamento de líquidos e gases residuais na caixa e garante totalmente a segurança dos operadores.
(3) A superfície das peças de aço inoxidável dentro da porta selada da caixa de limpeza é pulverizada com um revestimento super-hidrofóbico e o vidro da porta também recebe tratamento hidrofóbico, de modo que as gotas de água respingadas na porta selada durante o processo de limpeza não adiram ao painel da porta e ao vidro, melhorando assim o problema de gotas de água residuais no painel da porta.
(2) Fenômeno de deslizamento do parafuso
Inicialmente, a bandeja principal de parafusos adota a forma estrutural de placas de borracha coladas nas peças metálicas. Quando o torque de aperto é muito grande, a borracha e a base dos parafusos deslizam e desempenham um papel protetor.
Na fase inicial de comissionamento, a água foi utilizada como meio de limpeza, e o efeito de acionamento do parafuso principal foi satisfatório; posteriormente, após a substituição do meio de limpeza pelo fluido de limpeza efetivamente utilizado em usinas nucleares, constatou-se que o parafuso principal não acionava e deslizava. Após análise, verificou-se que o método original de acionamento do parafuso era inválido devido ao efeito lubrificante do fluido de limpeza.
Ao eliminar a estrutura de colagem da placa de borracha nas peças metálicas da bandeja do parafuso principal, quatro êmbolos esféricos são instalados diretamente na bandeja. Quando o parafuso principal é acionado, dois dos êmbolos esféricos deslizam para dentro da ranhura na parte inferior do parafuso, realizando o seu acionamento. Caso o torque de acionamento seja excessivo, o sistema também oferece proteção. Além disso, o servomotor de acionamento do parafuso principal possui proteção contra sobretorque. Quando o torque de acionamento do parafuso principal ultrapassa o valor definido, o sistema para e emite um alarme.
(4) O efeito de secagem ao ar não é bom
Após a depuração, descobrimos que os parafusos não estavam completamente secos ao ar e que o efeito precisa ser melhorado.
Ao estudar o processo de secagem a ar do equipamento, constatou-se que, na fase inicial de comissionamento, a escova rotativa do parafuso apenas se aproxima e gira em alta velocidade durante a limpeza do parafuso para remover manchas superficiais. Após o início do processo de secagem a ar, a escova rotativa se afasta do parafuso, e este passa a ser seco apenas pelo jato de ar comprimido de alta velocidade.
Por esse motivo, o autor aprimorou o processo de secagem a ar. Após a limpeza, quando o fluxo de ar para secagem é iniciado, a escova rotativa se aproxima do parafuso e gira em alta velocidade para remover o líquido da superfície. Após 1/3 do ciclo de secagem a ar, a escova rotativa se afasta do parafuso e para de girar, continuando então a secagem dos parafusos com um jato de ar comprimido de alta velocidade.
A prática comprovou que, após a melhoria, o efeito da secagem ao ar livre é significativamente aprimorado.
Data da publicação: 17/11/2022
