核反应堆压力容器主螺栓装配设备研制及预紧工艺研究

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1、专业学位硕士学位论文核反应堆压力容器主螺栓装配设备研制及预紧工艺研究ResearchoftheBoltAssemblyMachineandPreloadTechnologyofRPV作者姓名：王鹏工程领域：机械工程学号：41304151指导教师：王永青教授孙钢高级工程师完成日期：2017年12月大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学专业学位硕士学位论文摘要随着我国能源消费需求的快速增长，核电作为一种清洁安全的能源已成为我国近期能源发展的主要方向。为保证核电站安全可靠，

2、国家启动了第四代核电重大专项研制任务。中国第一重型机械股份公司作为核心设备--核反应堆压力容器的研制单位，成立“国家重大专项反应堆压力容器研制”课题组，进行核反应堆压力容器制造过程中关键技术研究，确保目标核反应堆压力容器研制顺利。本文以“国家重大专项反应堆压力容器研制”课题为依托，开展核反应堆压力容器主螺栓装配设备研制及预紧技术研究。针对主螺栓安装和拆卸过程中螺纹表面易产生损伤的难题，通过理论分析并结合针对性试验，确定主螺栓装拆过程中的主要影响因数：重量和旋转力矩。以试验得到的重量和旋转力矩的关键参数作为设计

3、依据，分别设计出目标产品主螺栓装拆装置核心设备：空气平衡器和主螺栓旋转装置。同时根据两种设备使用要求，设计一套专用稳定和控制系统，优化主螺栓装拆设备设计。针对目标产品螺栓预紧力大、预紧精度高的难题，研究了一种专用主螺栓装配装置。通过对国内外先进的螺栓预紧技术进行研究，对螺栓拉伸机核心部件油缸组件和拉伸螺母组件结构形式进行对比分析，综合考虑产品空间结构、可靠性等因素，确定采用单极油缸和旋合式拉伸螺母的成熟结构作为目标产品螺栓拉伸机结构核心。通过采用有限元分析和理论计算相结合的方法，明确了单体螺栓拉伸机一种设计方

4、法。针对目标压力容器螺栓数量多，预紧精度难以控制的问题，运用有限元分析模拟整个预紧过程，并通过相关预紧试验验证，掌握了核反应堆压力容器主螺栓三级预紧均匀性控制方法，明确了每一级预紧力梯度设置原则。所研究的核反应堆压力容器主螺栓装配设备设计及主螺栓群预紧均匀性控制方法，成功应用于四代核反应堆压力容器制造，为我国核电事业发展做出了积极贡献。关键词：核反应堆压力容器；主螺栓装拆；主螺栓预紧-I-大连理工大学专业学位硕士学位论文ResearchoftheBoltAssemblyMachineandPreloadTec

5、hnologyofRPVAbstractWiththedevelopmentofChina’senergyconsumptiondemandincreasesrapidly,asacleanandsecurityenergy,nuclearpowerhasbecomeoneofthemostimportantenergydevelopingdirectioninChinarecently.Asnuclearpowerequipmentsprogressfast,theFukushimanuclearpower

6、plantaccidentsoundedanalarm,makingChinaconsiderthesafetyofnuclearpower.Consideringthesafetyandreliabilityofwhich,thestatehaslaunchedtheresearchanddevelopmenttaskofthefourthgeneration.Asoneofthecoreequipments–reactorpressurevessel(RPV)–supplier,ChinaFirstHea

7、vyIndustryhasestablishedthe"nationalkeyprojectofRPV”researchgroup.Basedonthe"nationalkeyprojectofRPV”,thepaperchoosesthemainboltassemblyanddisassembly,aswellaspreloadtechnologyofRPVasthestudyobject.Inordertosolvetheproblemthatthethreadsurfaceiseasytobedamag

8、edduringtheinstallationanddisassemblyofthemainbolt,themaininfluencingfactorsintheprocessofassemblinganddismantlingthemainboltaredeterminedbytheoreticalanalysisandtherelativetest:weightandrotationaltorq