CZ308258B6 - Method of tightening a nuclear reactor regulator drive housing and tightening unit - Google Patents
Method of tightening a nuclear reactor regulator drive housing and tightening unit Download PDFInfo
- Publication number
- CZ308258B6 CZ308258B6 CZ2018-623A CZ2018623A CZ308258B6 CZ 308258 B6 CZ308258 B6 CZ 308258B6 CZ 2018623 A CZ2018623 A CZ 2018623A CZ 308258 B6 CZ308258 B6 CZ 308258B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- tightening
- drive housing
- phase
- tightening torque
- value
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 37
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 41
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 41
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 41
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 12
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 11
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 238000013270 controlled release Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
- B23P19/04—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes for assembling or disassembling parts
- B23P19/06—Screw or nut setting or loosening machines
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
- B23P19/04—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes for assembling or disassembling parts
- B23P19/06—Screw or nut setting or loosening machines
- B23P19/065—Arrangements for torque limiters or torque indicators in screw or nut setting machines
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
- B25B21/00—Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
- B25B21/00—Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose
- B25B21/002—Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose for special purposes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
- B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
- B25B23/14—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
- B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
- B25B23/14—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
- B25B23/147—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for electrically operated wrenches or screwdrivers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
- F16J15/14—Sealings between relatively-stationary surfaces by means of granular or plastic material, or fluid
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Gasket Seals (AREA)
Abstract
Description
Způsob utahování pouzdra pohonu regulačního orgánu jaderného reaktoru a utahovací jednotkaMethod for tightening a nuclear reactor regulator drive housing and tightening unit
Oblast technikyField of technology
Vynález se týká způsobu utažení přírubového spoje pouzdra pohonu regulačního orgánu jaderného reaktoru při požadavku na jednotný moment utažení všech svorníků (šroubů) a zároveň splnění kritéria odklonu příruby pouzdra pohonu regulačního orgánu jaderné elektrárny (např. typu VVER 1000/428).The invention relates to a method of tightening a flange joint of a nuclear reactor regulator drive housing when a uniform tightening torque of all bolts is required and at the same time meets the criterion of deflection of the nuclear power plant regulator drive flange deflection (e.g. type VVER 1000/428).
Dosavadní stav technikyPrior art
Doposud používané zařízení a postupy určené k utažení přírubového spoje pouzdra pohonu horního bloku reaktoru fungují následovně.The equipment and procedures used hitherto to tighten the flange joint of the reactor upper unit drive housing work as follows.
Na jaderných reaktorech jsou umístěny pohony regulačních orgánů, které jsou spojeny přírubovým spojem s přírubou na víku reaktoru. Tento spoj obsahuje skupinu svorníků rozmístěných dokola kolem přírubového spoje. Pro utěsnění tohoto přírubového spoje se používá těsnění z expandovaného grafitu. Těsnění z expandovaného grafitu má mnoho výhod, avšak pro zajištění optimálního stavu utěsnění přírubového spoje s tímto těsněním je důležité zajištění rovnoměrného působení tlaku příruby na těsnění a procesu zformování těsnění v prostoru mezi těsnicí plochou příruby pouzdra pohonu a protikusu na víku, což musí být zajištěno přesně stanoveným dotahováním všech svorníků přírubového spoje. Klasický postup utažení, je, že se ručním klíčem utahuje zvlášť každý svorník přenesením utahovacího momentu na matici svorníku. Jedná se však o velmi pracný a pomalý postup. Další možnost představují strojová utahovací zařízení. Při utahování přírubového spoje je však zapotřebí respektovat následující omezení. Prvním důležitým momentem je okamžik, kdy je grafitové těsnění instalováno na přírubě bez předchozího stlačení. Usazením příruby pouzdra pohonu na těsnění se toto může nerovnoměrně zatížit a zdeformovat. Proto jev této první fázi důležité celoplošné rovnoměrné stlačení těsnění předem definovanou hodnotou momentu, které zajistí jeho rovnoměrné formování v těsnicí drážce a správnou výchozí pozici pro konečné utažení. V druhé fázi procesu utažení je pak důležité zajistit potřebnou dobu pro formování těsnění. Rychlý postup může znamenat dosažení velmi krátkých časů utažení spoje, avšak pro budoucí funkci těsnicího spoje v provozních podmínkách to není dobré řešení.On the nuclear reactors, the drives of the regulators are located, which are connected by a flange connection with a flange on the reactor lid. This joint contains a group of bolts spaced around the flange joint. An expanded graphite gasket is used to seal this flange joint. An expanded graphite seal has many advantages, but to ensure optimal sealing of the flange joint with this seal, it is important to ensure that the flange pressure acts evenly on the seal and the seal forming process in the space between the drive housing flange sealing surface and the cover mating piece. by tightening all bolts of the flange joint. The classic tightening procedure is to tighten each bolt separately with a hand wrench by transferring the tightening torque to the bolt nut. However, this is a very laborious and slow process. Another option is machine tightening devices. However, the following restrictions must be observed when tightening the flange joint. The first important moment is the moment when the graphite seal is installed on the flange without prior compression. By placing the flange of the drive housing on the seal, this can be unevenly loaded and deformed. Therefore, the phenomenon of this first phase is the important uniform compression of the seal over a predefined value of torque, which ensures its uniform formation in the sealing groove and the correct starting position for the final tightening. In the second phase of the tightening process, it is then important to provide the time required to form the seal. Fast progress can mean achieving very short joint tightening times, but this is not a good solution for the future function of the sealing joint in operating conditions.
Zařízením pro utahování svorníků pouzdra pohonu se zaobírá patent CZ 304172 s názvem „Razení bloku převodu utahováku... “. Tento patent se však zaobírá celkovou konstrukcí zařízení, schopného utahovat a povolovat přírubový spoj na jedno ustavení přepínáním dvou šestic zubových spojek. Tento patent však neřeší problémy spojené s dotahováním přírubových spojů sgrafitovým těsněním, u kterých je zapotřebí dodržovat velmi specifické parametry dotahování jednotlivých svorníků.The device for tightening the bolts of the drive housing is dealt with in the patent CZ 304172 entitled "Stamping the tightening gear block ...". However, this patent deals with the overall construction of a device capable of tightening and loosening a flange joint in one position by switching two six toothed couplings. However, this patent does not solve the problems associated with tightening flange joints with sgraffito seals, for which it is necessary to observe very specific tightening parameters of individual bolts.
Zařízení pro utahování přírubového spoje řeší dále patent CZ 303690 s názvem „Systém k měření prodloužení...“. Tento patent se však zabývá výhradně systémem použitelným k měření prodloužení svorníků a neřeší způsob či zařízení, které by dokázalo spolehlivě a rychle utáhnout všechny nebo jen vybrané svorníky, přičemž by zajišťoval patřičnou deformaci grafitového těsnění.The device for tightening the flange joint is further solved by the patent CZ 303690 entitled "System for measuring elongation ...". However, this patent deals exclusively with a system usable for measuring bolt elongation and does not address a method or device that can reliably and quickly tighten all or only selected bolts while ensuring proper deformation of the graphite seal.
Žádné ze známých řešení se tedy nezaobírá automatickým dotahováním přírubových spojů s grafitovým těsněním z expandovaného grafitu, u kterého by byly kladeny vysoké požadavky na přesnost odklonu pouzdra pohonu od požadované polohy i na moment dotažení všech spojů.Thus, none of the known solutions deals with the automatic tightening of flanged joints with a graphite seal made of expanded graphite, in which high demands would be placed on the accuracy of deflection of the drive housing from the desired position and on the tightening moment of all joints.
- 1 CZ 308258 B6- 1 CZ 308258 B6
Podstata vynálezuThe essence of the invention
Vynález se týká jednak způsobu utažení přírubového spoje pouzdra pohonu jaderného reaktoru při požadavcích na jednotný moment utažení všech závitových spojů při současném splnění kritéria odklonu příruby od svislé hlavní osy pouzdra pohonu, a jednak utahovací jednotky jako zařízení k provádění tohoto způsobu.The invention relates to a method of tightening a flange joint of a nuclear reactor drive housing with requirements for a uniform tightening torque of all threaded connections while meeting the criterion of deflection of the flange from the vertical major axis of the drive housing, and to a tightening unit as a device for carrying out this method.
Zvláště výhodně je tento vynález určen pro utahování přírubového spoje pouzdra pohonu regulačního orgánu umístěného na horním bloku jaderné elektrárny typu VVRR. Pouzdro pohonu u této elektrárny má délku téměř 2,8 m a je na jednom konci tvořeno nátrubkem a na druhém konci přírubou, kterou se připojuje k přírubě nátrubku víka jaderného reaktoru, kde tento přírubový spoj má grafitové těsnění, které je velmi náchylné na chybné utěsnění, pokud je dotahováno nerovnoměrně, protože při dotahování dochází k tzv. přelévání grafitu v rámci grafitového těsnění a při nerovnoměrném dotažení může dojít k chybnému utěsnění přírubového spoje. Grafitovým těsněním se pro účely této přihlášky rozumí těsnění z expandovaného grafitu nebo těsnění mající podobné vlastnosti, jako vykazuje těsnění z expandovaného grafitu. Závitovým spojem se potom rozumí spoj provedený např. svorníkem a maticí, maticovým závitem provedeným např. ve spodní přírubě a šroubem a další. Je požadováno, aby pouzdro pohonu bylo dotaženo jednotným utahovacím momentem všech závitových spojů, např. šesti matic svorníku, přírubového spoje v oblasti příruby, přičemž se musí zajistit odchylka utahovacího momentu do 1 % od požadované hodnoty, přičemž povolený odklon pouzdra pohonu od nominální osy v předepsané rovině měření je 0,5 mm, kde předepsaná rovina leží ve vzdálenosti větší, než je výše uvedená délka pouzdra pohonu.Particularly preferably, the present invention is intended for tightening a flange connection of a control body drive housing located on the upper block of a VVRR type nuclear power plant. The drive housing of this power plant is almost 2.8 m long and is formed at one end by a nozzle and at the other end by a flange which connects to the flange of the nuclear reactor lid nozzle, where this flange connection has a graphite seal which is very prone to incorrect sealing. if it is tightened unevenly, because during tightening the so-called graphite overflows within the graphite seal and during uneven tightening, the flange joint may be incorrectly sealed. For the purposes of this application, a graphite seal means an expanded graphite seal or a seal having similar properties to that of an expanded graphite seal. A threaded connection is then understood to mean a connection made, for example, by a bolt and a nut, a nut thread made, for example, in the lower flange and a screw, and the like. The drive housing is required to be tightened with a uniform tightening torque of all threaded connections, eg six bolt nuts, flange connection in the flange area, ensuring a tightening torque of up to 1% from the required value, with the drive housing deviating from the nominal axis in the prescribed measuring plane is 0.5 mm, where the prescribed plane lies at a distance greater than the above-mentioned length of the drive housing.
Při provádění způsobu utažení přírubového spoje podle tohoto vynálezu se kromě utahovacích momentů jednotlivých závitových spojů a odklonu pouzdra pohonu při utahování kontrolují i předpokládané úhly otočení jednotlivých závitových spojů pro dosažení požadovaného stlačení grafitového těsnění, které udávají, že daný závitový spoj stlačil grafitové těsnění o potřebný úsek, aby se vyloučilo nekorektní zatěsnění spoje v případě výrazné nerovnoměrnosti třecích sil v závitovém spoji, tedy např. mezi maticí, svorníkem a přírubou.In carrying out the method of tightening a flange joint according to the invention, in addition to the tightening torques of the individual threaded joints and the deflection of the drive housing during tightening, the expected angles of rotation of the individual threaded joints are checked to achieve the desired graphite seal compression, which indicates that the threaded joint compressed the graphite seal , in order to avoid incorrect sealing of the joint in case of significant unevenness of frictional forces in the threaded joint, i.e. eg between the nut, the bolt and the flange.
Utahovací jednotka určená k utahování těchto přírubových spojů obsahuje řídicí jednotku s alespoň třemi pohony, blokem převodů a alespoň třemi utahovacími tyčemi pro utahování alespoň tří závitových spojů (svorník s maticí, šroub), s prostředkem pro měření odklonu pouzdra pohonu, kde každý pohon utahovací tyče je přes blok převodů napojen na příslušnou utahovací tyč pro zajištění utahování a u jednotlivých utahovacích tyčí je uspořádán momentový měřič pro měření kroutícího momentu při utahování daného závitového spoje, utahovací jednotka dále obsahuje řídicí jednotkou naprogramovanou pro řízení pohonů pohánějících přes blok převodů utahovací tyče a pro sledování úhlu natočení jednotlivých závitových spojů. Výhodně je utahovací jednotka doplněna o měřicí nástavec, který je vytvořený pro usazení na vršek pouzdra pohonu. Zároveň je utahovací jednotka v oblasti pod blokem převodu výhodně opatřena naváděcím prostředkem umístěným soustředně mezi utahovací tyčemi, který se nasazuje na pouzdro pohonu a pomáhá při navedení utahovací jednotky na pouzdro pohonu. Na základě informací od snímačů odklonu a informací ze snímačů kroutícího momentu řídí řídicí jednotka jednotlivé utahovací tyče, přičemž sleduje, zda se jednotlivé závitové spoje otočily o předpokládaný úhel tak, aby došlo k požadovanému zatěsnění těsnění z expandovaného grafitu.The tightening unit for tightening these flange connections comprises a control unit with at least three drives, a gear block and at least three tightening rods for tightening at least three threaded connections (bolt with nut, screw), with means for measuring the deflection of the drive housing, each drive of the tightening rod is connected via a gear block to the appropriate tightening rod to ensure tightening and a torque meter is arranged on each tightening rod to measure the torque when tightening a given threaded joint, the tightening unit further includes a control unit programmed to control drives driving the tightening rod through the gear block and to monitor angle rotation of individual threaded connections. Preferably, the tightening unit is supplemented by a measuring attachment which is designed to fit on top of the drive housing. At the same time, the tightening unit in the area below the transmission block is preferably provided with a guide means located concentrically between the tightening rods, which fits on the drive housing and helps to guide the tightening unit onto the drive housing. Based on the information from the deflection sensors and the information from the torque sensors, the control unit controls the individual tightening rods, monitoring whether the individual threaded joints have rotated by the expected angle so as to seal the desired expanded graphite seal.
Pro správné provedení způsobu utahování příruby pouzdra pohonu je důležité přesné měření odklonu. Existuje více způsobů, jak měření odklonu pouzdra pohonu od požadované polohy provést. Zvláště výhodně se ale způsob utahování příruby pouzdra pohonu provádí pomocí měření odklonu pouzdra pohonu od horní desky horního bloku, kdy se po ustavení pouzdra pohonu na přírubě nátrubku horního bloku na něj nasadí měřicí nástavec sloužící jednak pro správné navedení utahovací jednotky na přírubový spoj a jednak sloužící k prodloužení pouzdraAccurate deflection measurement is important for the proper execution of the drive housing flange tightening method. There are several ways to measure the deflection of the drive housing from the desired position. However, the method of tightening the drive housing flange is particularly preferably carried out by measuring the deviation of the drive housing from the upper plate of the upper block, where a measuring attachment is mounted on the flange of the upper block and fitted to properly guide the tightening unit to the flange joint. to extend the case
-2 CZ 308258 B6 pohonu do horní desky, kde je možné provést měření odklonu pouzdra pohonu. Po nasazení měřicího nástavce se utahovací jednotka na něj nasadí a navede se na pouzdro pohonu. Následně se utahovací tyče ustaví na jednotlivé svorníky přírubového spoje.-2 GB 308258 B6 drive to the top plate, where it is possible to measure the deflection of the drive housing. After fitting the measuring attachment, the tightening unit is mounted on it and guided onto the drive housing. Subsequently, the tightening rods are adjusted to the individual bolts of the flange joint.
Při utahování přírubového spoje pouzdra pohonu je pro dosažení jeho optimálního utěsnění důležité zajistit rovnoměrné působení tlaku na uvedené těsnění umístěné v prostoru mezi těsnicími plochami přírubového spoje. To se podle principů tohoto vynálezu zajistí synchronním utahováním alespoň tří svorníků rozmístěných do obrazce umožňujícího jejich současným dotahováním v maximální možné míře dodržet rovnoběžnost rovin těsnicích ploch. Ve většině případů je takovým obrazcem v podstatě rovnoramenný obrazec, např. trojúhelník, čtyřúhelník, šestiúhelník nebo obrazec, který se mu blíží. Vzhledem k relativní měkkosti grafitového těsnění a jeho specifickému chování během zatěžování a po uvolnění utahovací síly při tzv. relaxaci tohoto těsnění je celý proces utahování podle tohoto vynálezu rozdělen do několika fází.When tightening the flange joint of the drive housing, it is important to ensure an even pressure on said seal located in the space between the sealing surfaces of the flange joint in order to achieve its optimal sealing. This is ensured according to the principles of the present invention by synchronously tightening at least three bolts arranged in a pattern enabling the simultaneous tightening of the planes of the sealing surfaces to the maximum possible extent. In most cases, such a shape is essentially an isosceles shape, such as a triangle, quadrilateral, hexagon, or a shape that approaches it. Due to the relative softness of the graphite seal and its specific behavior during loading and after the release of the tightening force during the so-called relaxation of this seal, the whole tightening process according to the invention is divided into several phases.
V první fázi dochází k základnímu formování grafitového těsnění celoplošným tlakem vyvolaným současným utahováním alespoň tří, s výhodou všech závitových spojů příruby pouzdra pohonu, kde dotahované závitové spoje jsou rozmístěny do obrazce umožňujícího jejich současným dotahováním v maximální možné míře dodržet rovnoběžnost rovin těsnicích ploch. Závitové spoje je ale možné v průběhu jednotlivých fází dotahovat ve více etapách, např. u přírubového spoje se šesti po obvodu rozmístěnými otvory pro závitové spoje dotáhnout v první etapě tři závitové spoje rozmístěné do v podstatě rovnoramenného trojúhelníku a v druhé etapě dotáhnout zbylé tři závitové spoje. Před zahájením další fáze by ale měly být dotaženy všechny použité závitové spoje v předchozí fázi.In the first phase, the graphite seal is formed by full-area pressure caused by simultaneous tightening of at least three, preferably all threaded joints of the drive housing flange, where the tightened threaded joints are arranged in a pattern allowing their simultaneous tightening to maintain parallelism of the sealing surfaces. However, it is possible to tighten threaded connections in several stages during individual phases, eg in the case of a flange connection with six circumferentially spaced holes for threaded connections, in the first stage tighten three threaded connections arranged in a substantially isosceles triangle and in the second stage tighten the remaining three threaded connections . However, all threaded connections used in the previous phase should be tightened before starting the next phase.
V průběhu utahování závitových spojů dochází k nežádoucímu zvětšování odklonu pouzdra pohonu od požadované polohy, proto jev této fázi klíčová neustálá kontrola odklonu pouzdra a jeho průběžná korekce. Nesprávné zformování grafitových těsnicích kroužků v této úvodní fázi má velmi významný negativní vliv na schopnost splnit v závěrečné fázi utahování všechna požadovaná kritéria. Formování těsnění v této fázi probíhá v několika postupných krocích se zvyšujícím se utahovacím momentem. Po dokončení každého kroku se zvláště výhodně vyhodnotí průběžný stav utažení z hlediska rovnoměrnosti utahovacích momentů, úhlů otočení závitových spojů a výsledného odklonu pouzdra a na základě výsledků se automaticky rozhodne o dalším postupu. Možné varianty dalšího postupu jsou v takovém případě tyto:During the tightening of the threaded connections, the deflection of the drive housing from the desired position increases undesirably, therefore the phenomenon of continuous monitoring of the deflection of the housing and its continuous correction is a key phenomenon in this phase. Improper formation of graphite sealing rings in this initial phase has a very significant negative effect on the ability to meet all required criteria in the final phase of tightening. The formation of the seal in this phase takes place in several successive steps with increasing tightening torque. After the completion of each step, the ongoing state of tightening is particularly advantageously evaluated in terms of the uniformity of the tightening torques, the angles of rotation of the threaded joints and the resulting deflection of the sleeve, and the further procedure is automatically decided on the basis of the results. Possible variants of the next procedure in such a case are the following:
a) Pokračování v dalším kroku v případě splnění průběžných požadavků.a) Continuation of the next step if the ongoing requirements are met.
b) Korekce méně závažných odchylek jednotlivými utahovacími osami.b) Correction of less serious deviations by individual tightening axes.
c) Řízené povolení s následným opakováním celého kroku.c) Controlled permit with subsequent repetition of the whole step.
V průběhu první fáze utahování, kdy se formuje grafitové těsnění, je kladen hlavní důraz na minimalizaci odklonu pouzdra pro správné zformování grafitového těsnění. Pro zajištění minimální hodnoty odklonu pouzdra pohonu od požadované polohy se rychlost otáčení jednotlivých závitových spojů v průběhu první fáze řídí podle aktuálního stavu odklonu pouzdra a utahování všech závitových spojů se zastaví při dosažení nastavené hodnoty momentu na kterémkoliv závitovém spoji. Kritéria pro vyhodnocování průběžného stavu utažení závitových spojů příruby (např. rozptyl dosažených hodnot momentu jednotlivých závitových spojů nebo skutečný odklon pouzdra pohonu) nelze stanovit obecně. Konkrétní hodnoty kritérií mohou ovlivnit zejména následující faktory:During the first tightening phase, when the graphite seal is formed, the main emphasis is on minimizing the deflection of the housing for the correct formation of the graphite seal. To ensure the minimum value of the deviation of the drive housing from the desired position, the speed of rotation of the individual threaded joints during the first phase is controlled by the current state of deflection of the housing and tightening of all threaded joints stops when the set torque value is reached on any threaded joint. The criteria for evaluating the continuous state of tightening of the flange threaded connections (eg the variance of the achieved torque values of the individual threaded connections or the actual deflection of the drive housing) cannot be determined in general. The specific values of the criteria can be influenced in particular by the following factors:
a) požadavky na výsledný stav utaženého spojea) requirements for the final condition of the tightened joint
b) typ konstrukce použitého těsnění a hustotě grafitu použitého v těsnění(b) the type of construction of the seal used and the density of the graphite used in the seal
c) konstrukční uspořádání těsněného přírubového spojec) structural arrangement of the sealed flange joint
-3 CZ 308258 B6-3 CZ 308258 B6
Přesné parametry a kritéria jednotlivých částí první fáze utahování přírubového spoje se stanoví na základě zkoušek s konkrétní typovou kombinací přírubového spoje a těsnění.The exact parameters and criteria of the individual parts of the first phase of tightening the flange joint are determined on the basis of tests with a specific type combination of flange joint and seal.
Stav třecích ploch závitového spoje, např. ploch mezi maticemi, svorníky a přírubami, má přímý vliv na dosažitelnou rovnoměrnost výsledných kroutících momentů jednotlivých závitových spojů. Je proto vhodné zajistit takové postupy jejich údržby, aby rozdíly v třecích silách jednotlivých závitových spojů byly co nej menší. Dokonalého stavu třecích ploch je ale v praxi v podstatě nemožné dosáhnout. Navržený způsob utahování alespoň částečně eliminuje reálné rozdíly v třecích silách jednotlivých závitových spojů. Nejprve se v první fázi utahování zvýší při formování grafitového těsnění hustota grafitu v tomto těsnění při zachování požadovaného odklonu. Tím těsnění ztratí část své původní plasticity a nerovnoměrné osové síly v jednotlivých závitových spojích, způsobené rozdíly v třecích silách, pak nejsou dost velké na to, aby vychýlily přírubu přes požadované kritérium odklonu.The condition of the friction surfaces of the threaded joint, eg the surfaces between nuts, bolts and flanges, has a direct effect on the achievable uniformity of the resulting torques of the individual threaded joints. It is therefore advisable to ensure that their maintenance procedures are such that the differences in the frictional forces of the individual threaded connections are as small as possible. However, in practice it is practically impossible to achieve a perfect condition of the friction surfaces. The proposed tightening method at least partially eliminates the real differences in the frictional forces of the individual threaded joints. First, in the first stage of tightening, the density of the graphite in the seal increases during the formation of the graphite seal while maintaining the desired deflection. As a result, the seals lose some of their original plasticity and uneven axial forces in the individual threaded joints, caused by differences in frictional forces, then not large enough to deflect the flange over the desired deflection criterion.
Na první fázi utahování navazuje druhá fáze sloužící k dotažení celého spoje alespoň na hodnotu minimálního požadovaného momentu utažení, kdy však žádný ze závitových spojů nesmí přesáhnout maximální povolený moment utažení daný použitým typem těsnění, přičemž se utahování závitových spojů stále řídí pro udržení co nej menšího možného odklonu pouzdra pohonu. V této fázi se zvláště výhodně dbá na to, aby se udržel co nejmenší odklon, např. maximálně 80 % povolené hodnoty tak, aby v třetí fázi nedošlo ke zhoršení odklonu přes povolený limit. Tato druhá fáze může bezprostředně navazovat na fázi formování těsnění, a může být zvláště výhodně doplněna řízeným uvolněním spoje před dotažením na cílový utahovací moment.The first tightening phase is followed by a second phase to tighten the entire joint to at least the minimum required tightening torque, but none of the threaded joints must exceed the maximum allowable tightening torque given by the type of seal used, while tightening the threaded joints still controlled to keep as little as possible. deflection of the drive housing. In this phase, special care is taken to keep the deviation as small as possible, for example a maximum of 80% of the permissible value, so that in the third phase the deviation does not deteriorate beyond the permissible limit. This second phase can immediately follow the seal formation phase, and can be particularly advantageously supplemented by a controlled release of the joint before tightening to the target tightening torque.
Utahování závitových spojů v druhé fázi může být jedno nebo vícekrokové, přičemž konkrétní provedení se opět výhodně volí dle typu, konstrukce a fýzikálních vlastností použitého grafitového těsnění a maziva. Podle použitého typu grafitového těsnění jsou také nastaveny délky klidových úseků mezi jednotlivými kroky nebo i fázemi utahování. Klidové úseky umožňují optimální relaxaci expandovaného grafitu a tím zlepšují kvalitu výsledného utažení.The tightening of the threaded joints in the second phase can be one or more steps, the specific embodiment again being preferably selected according to the type, construction and physical properties of the graphite seal and lubricant used. Depending on the type of graphite seal used, the lengths of the rest sections between the individual steps or even the tightening phases are also set. The resting sections enable optimal relaxation of the expanded graphite and thus improve the quality of the final tightening.
Závěrečnou třetí fází utažení je současné dotažení všech svorníků na finální utahovací moment ležící v povolené vzájemné odchylce utahovacích momentů všech závitových spojů, kde tento finální utahovací moment je aplikován bez ohledu na aktuální hodnotu odklonu pouzdra pohonu a slouží k závěrečnému ověření korektního utažení přírubového spoje, přičemž u závitového spoje, u kterého se dosáhlo požadované hodnoty, se zastaví jeho dotahování. Tato fáze vyrovná případné nerovnoměrnosti utahovacích momentů aplikovaných v průběhu předchozích fází na jednotlivé svorníky. Díky přesnému zformování grafitového těsnění v první a druhé fázi utažení nedojde ve třetí fázi ke zvětšení výsledného odklonu pouzdra pohonu mimo stanovená kritéria.The final third tightening phase is the simultaneous tightening of all bolts to the final tightening torque lying within the permitted mutual deviation of tightening torques of all threaded joints, where this final tightening torque is applied regardless of the current value of drive housing deflection and serves for final verification of correct tightening of the flange joint. for a threaded connection for which the required value has been reached, its tightening is stopped. This phase compensates for any unevenness of the tightening torques applied to the individual bolts during the previous phases. Due to the precise formation of the graphite seal in the first and second tightening phases, the resulting deflection of the drive housing outside the specified criteria will not increase in the third phase.
Výhody způsobu utahování přírubového spoje podle vynálezu jsou zejména následující:The advantages of the method of tightening a flange joint according to the invention are in particular the following:
• Přesnost utažení všech závitových spojů do 1 % požadované jednotné hodnoty momentu při maximálním odklonu pouzdra pohonu do 0,5 mm.• Tightening accuracy of all threaded connections up to 1% of the required uniform torque value with a maximum deflection of the drive housing of up to 0.5 mm.
• Zkrácení doby utažení na max. 10 min (např. při dosavadním ručním utahování činila doba dotažení příruby jednoho pouzdra pohonu cca 20 až 30 min).• Reduction of the tightening time to a maximum of 10 minutes (eg with the previous manual tightening, the tightening time of the flange of one drive housing was approx. 20 to 30 minutes).
• Po vyvezení utahovací jednotky z přírubového spoje umožňuje měřicí nástavec pouzdra pohonu i následné ruční měření na horní distanční desce HB pomocí posuvného měřítka.• After removing the tightening unit from the flange connection, the measuring attachment of the drive housing also allows subsequent manual measurement on the upper spacer plate HB using a caliper.
Objasnění výkresůExplanation of drawings
Obr. la Znázorňuje pouzdro pohonu s naváděcím nástavcemGiant. la Shows the drive housing with guide bit
-4 CZ 308258 B6-4 CZ 308258 B6
Obr. lb znázorňuje utahovací jednotkuGiant. 1b shows a tightening unit
Obr. 1c představuje detail utahovací jednotky z obr. 1b s prostředkem pro měření odklonuGiant. 1c shows a detail of the tightening unit of FIG. 1b with means for measuring the deflection
Obr. 2 Prostředek pro měření odklonuGiant. 2 Deviation for measuring deflection
Obr. 3 Umístění prostředku pro měření odklonu v otvoru horní distanční desky horního blokuGiant. 3 Location of the deflection measuring device in the opening of the upper spacer plate of the upper block
Obr. 4 Umístění utahovací jednotky na HB reaktoruGiant. 4 Location of the tightening unit on the HB reactor
Obr. 5 a 6 představují grafické zobrazení jednotlivých fází utahováníGiant. 5 and 6 are graphical representations of the individual tightening phases
Příklady uskutečnění vynálezuExamples of embodiments of the invention
Pro lepší pochopení předkládaného postupu budou nyní popsány příklady jeho možného provedení. Pro pochopení problému spojeného s ustavením pouzdra pohonu, utahovací jednotkou pro utahování příruby tohoto pouzdra pohonu a jejich celkovým umístěním vzhledem k horní desce horního bloku jaderného reaktoru je celkový pohled na horní desku horního bloku s ustavenou utahovací jednotkou podle vynálezu, které je zvláště vhodné k provádění způsobu podle vynálezu, vyobrazen na obr. 4. Je však důležité upozornit, že obrázky použité v této přihlášce jsou pouze schematické a pro jasnější pochopení vynálezu neobsahují např. technické detaily, které nejsou důležité pro pochopení podstaty vynálezu.For a better understanding of the present procedure, examples of its possible implementation will now be described. To understand the problem associated with the positioning of the drive housing, the tightening unit for tightening the flange of this drive housing and their overall position relative to the top plate of the nuclear reactor top block is a general view of the top plate of the set tightening unit according to the invention. of the method according to the invention, shown in Fig. 4. However, it is important to note that the figures used in this application are only schematic and do not contain, for example, technical details which are not important for understanding the essence of the invention.
Na obr. la je vyobrazeno pouzdro pohonu 11 opatřené na svém spodním konci přírubou 10b, kterou se pouzdro pohonu 11 spojuje s přírubou 10a horního bloku jaderného reaktoru (není zde vyobrazen), a s nasazeným měřicím nástavcem 8 zařízení podle vynálezu. Mezi přírubou 10b pouzdra pohonu 11 a přírubou 10a horního bloku je uspořádáno grafitové těsnění 10c a celý tento komplet vytváří přírubový spoj 10. Přírubový spoj 10 má v daném příkladu provedení šest závitových spojů 12 tvořených svorníky rozmístěnými pravidelně po obvodě přírubového spoje 10, které zajišťují připevnění pouzdra pohonu 11 k hornímu bloku jaderného reaktora a také zajišťují utěsnění přírubového spoje 10. Na obr. 1b je potom vyobrazena utahovací jednotka 1 k utahování přírubových spojů 10 pouzder pohonu 11. které je opatřeno řídicí jednotkou 2 naprogramovanou pro řízení šesti pohonů 6 pohánějících šest utahovacích tyčí 5 přes blok převodu 3, přičemž každá utahovací tyč 5 je na vzdáleném konci opatřena potřebným trubkovým klíčem 13. pro nasazení na matici závitového spoje 12. Blok převodu 3 je vytvořen pro potřebné zpřevodování pohonu 6 k dosažení potřebného momentu utahování při utahování daného závitového spoje 12, a to nezávisle na ostatních, a případně také pro dosažení potřebné rychlosti otáčení příslušné utahovací tyče 5. Každý pohon 6 tedy zajišťuje dotahování příslušného závitového spoje 12, přičemž dotahování každého závitového spoje je řídicí jednotkou 2 utahovací jednotky 1 řízeno nezávisle na ostatních. Zároveň je utahovací jednotka 1 v oblasti pod blokem převodu 3 výhodně opatřena naváděcím prostředkem 4, jehož součástí je i prostředek 7 měření odklonu, který v tomto příkladu uskutečnění obsahuje šest bloků 9 s integrovaným snímačem vzdálenosti, kontrolujících odklon pouzdra pohonu. Na základě informací z bloků 9 prostředku 7 měření odklonu řídí ovládací software jednotlivé utahovací tyče 5. Detail utahovací jednotky 1 s prostředkem 7 měření odklonu je vyobrazen na obr. 1c.Fig. 1a shows a drive housing 11 provided at its lower end with a flange 10b, by which the drive housing 11 is connected to a flange 10a of the upper block of a nuclear reactor (not shown here) and to a fitted measuring attachment 8 of a device according to the invention. A graphite seal 10c is arranged between the flange 10b of the drive housing 11 and the flange 10a of the upper block, and the whole assembly forms a flange joint 10. The flange joint 10 in this embodiment has six threaded joints 12 formed by bolts spaced regularly around the circumference of the flange joint 10. drive housings 11 to the upper block of the nuclear reactor and also seal the flange joint 10. Fig. 1b then shows a tightening unit 1 for tightening the flange joints 10 of the drive housings 11, which is provided with a control unit 2 programmed to control six drives 6 driving six tighteners. rod 5 over the transmission block 3, each tightening rod 5 being provided at the distal end with the necessary pipe wrench 13 for mounting on the nut of the threaded joint 12. The transmission block 3 is designed for the necessary transmission of the drive 6 to achieve the required tightening torque when tightening a given threaded joint 12, independently of the others, and possibly also to achieve the required rotational speed of the respective tightening rod 5. Each drive 6 thus ensures tightening of the respective threaded joint 12, the tightening of each threaded joint being the tightening control unit 2. unit 1 controlled independently of the others. At the same time, the tightening unit 1 in the area below the transmission block 3 is preferably provided with a guide means 4, which also includes a deflection measuring means 7, which in this exemplary embodiment comprises six blocks 9 with an integrated distance sensor controlling the deflection of the drive housing. Based on the information from the blocks 9 of the deflection measuring means 7, the control software controls the individual tightening rods 5. A detail of the tightening unit 1 with the deflection measuring means 7 is shown in Fig. 1c.
Zvláště výhodné provedení prostředku 7 měření odklonu pro měření odklonu pouzdra pohonu od požadované hodnoty je vyobrazeno na obr. 2. Prostředek 7 měření odklonu v tomto provedení obsahuje šest bloků 9 obsahujících snímače vzdálenosti mezi prostředkem 7 a měřicím nástavcem, nasazeným na pouzdro pohonu, přičemž vždy dva bloky 9 jsou uspořádány proti sobě a jejich snímače vzdálenosti jsou vzájemně protilehlé a leží vždy v jedné ose měření odklonu, přičemž tak měří jednu osu odklonu. Tři dvojice protilehlých snímačů měří tedy tři osy odklonu pouzdra pohonu. U prostředku 7 měření odklonu na obr. 2 jsou bloky 9 uspořádány tak, že jejichA particularly advantageous embodiment of the deflection measuring means 7 for measuring the deflection of the drive housing from the desired value is shown in FIG. 2. The deflection measuring means 7 in this embodiment comprises six blocks 9 comprising distance sensors between the means 7 and a measuring attachment mounted on the drive housing. the two blocks 9 are arranged opposite each other and their distance sensors are opposite to each other and always lie in one axis of measurement of the deflection, thus measuring one axis of deflection. The three pairs of opposing sensors thus measure the three axes of deflection of the drive housing. In the deflection measuring means 7 in Fig. 2, the blocks 9 are arranged so that their
-5 CZ 308258 B6 měřicí osy jsou od sebe výhodně vzdáleny po cca 60°. Prostředek 7 měření odklonu je rovněž opatřen šesti záchytnými prvky 21, určenými k fixaci prostředku 7 měření odklonu v otvoru horní distanční desky horního bloku. Každý blok 9 je opatřen snímačem vzdálenosti, který se z vnější strany opře o plochu otvoru horní distanční desky horního bloku a z vnitřní strany měří vzdálenost tím. že se opře o měřicí nástavec 8 pouzdra pohonu 11. Každý blok 9 s integrovaným snímačem vzdálenosti je tedy ustavený do spáry mezi plochou otvoru horní distanční desky horního bloku a plochou měřicího nástavce a snímá aktuální hodnoty jeho polohy v dané ose, na které pak přímo reaguje řídicí software jednotky 2 při utahování závitových spojů přírubového spoje pouzdra pohonu. Odborníkovi je ale zřejmé, že jednotka 1 podle vynálezu může obsahovat i jiná provedení prostředku 7 měření odklonu, než je zde popsané, jde však o zvláště výhodné provedení tohoto prostředku v jednotce 1 podle vynálezu.-5 CZ 308258 B6 the measuring axes are preferably spaced apart by approx. 60 °. The deflection measuring means 7 is also provided with six catch elements 21 intended for fixing the deflection measuring means 7 in the opening of the upper spacer plate of the upper block. Each block 9 is provided with a distance sensor, which rests on the outside of the opening of the upper spacer plate of the upper block and measures the distance from the inside. Each block 9 with integrated distance sensor is thus set in the gap between the opening surface of the upper spacer plate of the upper block and the measuring attachment surface and reads the current values of its position in the given axis, to which it then responds directly. control software of unit 2 when tightening the threaded connections of the flange connection of the drive housing. However, it will be apparent to those skilled in the art that the unit 1 according to the invention may comprise other embodiments of the deflection measuring means 7 than described herein, but this is a particularly advantageous embodiment of this means in the unit 1 according to the invention.
Řídicí jednotka 2 je naprogramována pro provádění způsobu utahování pouzdra pohonu regulačního orgánu jaderného reaktoru k nátrubku na víku reaktoru při měření jeho odklonu, jak je definován v nároku 1, pro zajištění optimálního utěsnění přírubového spoje 10 grafitovým těsněním 10c vytvořeným z expandovaného grafitu, kdy je důležité během procesu utahování zajistit rovnoměrné působení tlaku na těsnění umístěné v prostoru mezi těsnicími plochami přírub. To je dosaženo tím, že řídicí jednotka 2 utahovací jednotky ]_ podle vynálezu nejprve provede synchronní utahování alespoň tří závitových spojů 12, výhodněji čtyř nebo i všech šesti v daném příkladu provedení, rozmístěných na přírubě 10a do geometrického obrazce umožňujícího rovnoměrné dotažení přírubového spoje 10. Takovým geometrickým obrazcem je ve většině případů rozmístění závitových spojů 12 zvláště výhodně v podstatě rovnoramenný obrazec, např. trojúhelník, čtyřúhelník, šestiúhelník nebojím podobný obrazec. Závitové spoje 12 jsou dotahovány v daném kroku dané fáze současně tak, aby byla v maximální možné míře dodržena požadovaná poloha pouzdra pohonu, díky níž je zajištěna rovnoběžnost rovin těsnicích ploch, přičemž se dosažení požadované polohy pouzdra pohonu zajišťuje řízením rychlosti dotahování jednotlivých závitových spojů 12. Vzhledem k relativní měkkosti grafitového těsnění a jeho specifickému chování během zatěžování a po uvolnění utahovací síly (relaxace) je podle tohoto vynálezu navrženo, aby řídicí jednotka celý proces utahování rozdělila do třech fází, které budou popsány dále.The control unit 2 is programmed to perform a method of tightening the nuclear reactor regulator drive housing to the nozzle on the reactor lid while measuring its deflection, as defined in claim 1, to ensure optimal sealing of the flange joint 10 with graphite gasket 10c formed of expanded graphite. during the tightening process, ensure that pressure is evenly applied to the seal located in the space between the sealing surfaces of the flanges. This is achieved by the control unit 2 of the tightening unit 1 according to the invention first synchronously tightening at least three threaded joints 12, more preferably four or even all six in a given embodiment, arranged on the flange 10a into a geometric pattern allowing uniform tightening of the flange joint 10. Such a geometric pattern is, in most cases, the arrangement of the threaded joints 12 particularly preferably a substantially isosceles pattern, e.g. a triangle, a quadrilateral, a hexagon or a similar pattern. The threaded joints 12 are tightened in a given step of the phase at the same time so that the required position of the drive housing is maintained as much as possible, which ensures parallelism of the planes of sealing surfaces, while the required position of the drive housing is achieved by controlling the tightening speed of individual threaded connections 12. Due to the relative softness of the graphite seal and its specific behavior during loading and after release of the tightening force (relaxation), it is proposed according to the invention that the control unit divides the whole tightening process into three phases, which will be described below.
V první fázi dochází k základnímu formování grafitového těsnění celoplošným tlakem vyvolaným současným utahováním všech matic svorníků. V průběhu utahování dochází vlivem řady faktorů k nežádoucímu zvětšování odklonu pouzdra pohonu od normály a je proto v této fázi zapotřebí odklon pouzdra neustále kontrolovat provádět za pomocí příslušné změny utahování jednotlivých svorníků provádět jeho průběžnou korekci. Pokud by v této fázi došlo k nesprávnému zformování grafitového těsnění, ovlivnilo by to negativně schopnost splnit v závěrečné fázi utahování všechna požadovaná kritéria přírubového spoje. Formování těsnění v první fázi probíhá v několika postupných krocích se zvyšujícím se utahovacím momentem. Po ukončení každého kroku řídicí jednotka vyhodnotí průběžný stav utažení daných svorníků z hlediska rovnoměrnosti utahovacích momentů, úhlů otočení závitových spojů (např. matic na jednotlivých svornících) a výsledného odklonu pouzdra pohonu a na základě výsledku je automaticky rozhodnuto o dalším postupu. Zvláště výhodně mohou následovat tyto tři varianty dalšího postupu:In the first phase, the basic formation of a graphite seal takes place by full-area pressure caused by the simultaneous tightening of all bolt nuts. During tightening, due to a number of factors, the deviation of the drive housing from the normal increases undesirably, and at this stage it is necessary to constantly check the deviation of the housing by performing a corresponding change in the tightening of individual bolts and perform its continuous correction. If the graphite seal were incorrectly formed at this stage, it would adversely affect the ability to meet all the required flange joint criteria in the final tightening phase. The formation of the seal in the first phase takes place in several successive steps with increasing tightening torque. At the end of each step, the control unit evaluates the current state of tightening of the bolts in terms of uniformity of tightening torques, angles of rotation of threaded joints (eg nuts on individual bolts) and the resulting deflection of the drive housing and based on the result is automatically decided. The following three variants of the further procedure can be particularly advantageous:
a) Pokračování v dalším kroku v případě splnění průběžných požadavků.a) Continuation of the next step if the ongoing requirements are met.
b) Korekce měně závažných odchylek řízeným utahováním příslušných závitových spojů.b) Correction of the currency of severe deviations by controlled tightening of the respective threaded joints.
c) Řízené povolení všech svorníků s následným opakováním celého kroku.c) Controlled release of all bolts with subsequent repetition of the whole step.
Obr. 3 představuje výřez horní desky 22 horního bloku reaktoru s otvory 23, ve které je umístěn měřicí nástavec 8 nasazený na pouzdru pohonu 11 a dále jev otvoru 23 uspořádán prostředek 7 měření odklonu, který je v tomto příkladu provedení uchycen na horní desce 22 záchytnýmiGiant. 3 shows a section of the upper plate 22 of the upper block of the reactor with openings 23, in which a measuring attachment 8 mounted on the drive housing 11 is located, and further a phenomenon 7 of deflection measurement means is arranged on the opening 23, which in this embodiment is mounted on the upper plate 22 by catch
-6 CZ 308258 B6 prvky 21, přičemž je uchycením definována poloha jednotlivých měřicích prvků, tj. bloků 9 vůči horní desce 22 i otvoru 23.-6 CZ 308258 B6 elements 21, whereby the position of the individual measuring elements, i.e. the blocks 9 relative to the upper plate 22 and the opening 23, is defined by attachment.
Postup utahování příruby se zvláště výhodně provádí tak, že se pouzdro pohonu nejprve ustaví na přírubě nátrubku horního bloku a nasadí se na něj měřicí nástavec 8. Měřicí nástavec 8 slouží jednak k měření odklonu pouzdra pohonu od požadované polohy při dotahování přírubového spoje a jednak zajišťuje správné navedení utahovací jednotky 1 na přírubový spoj. Měřicí nástavec 8 se na pouzdro pohonu nasadí tak, že tvoří souosé prodloužení pouzdra pohonu 11 do otvoru 23 v horní distanční desce horního bloku reaktoru. Poté se na pouzdro pohonu nasadí utahovací jednotka (na obr. 3 není zobrazena) a jednotlivé utahovací tyče 5 s trubkovými klíči 13 se navedou na příslušné závitové spoje pouzdra pohonu. Utahovací jednotka se opře o horní distanční desku horního bloku reaktoru, prostředkem 7 se změří poloha měřicího nástavce 8 vůči otvoru 23 v distanční desce a spustí se utahování jednotlivých utahovacích trubkových klíčů utahovací jednotky podle dále popsaného algoritmu kroků, přičemž se měří okamžitá poloha měřicího nástavce 8 v otvoru 23 a utahování matic jednotlivých závitových spojů trubkovými klíči 13 se řídí podle výsledků měření polohy měřicího nástavce vůči otvoru tak, že se udržuje požadovaná poloha pouzdra pohonu, kterou je v tomto případě vystředěná poloha měřicího nástavce v otvoru. Dále se měří utahovací moment jednotlivých závitových spojů a při dosažení předem nastavené hodnoty utahovacího momentu na kterémkoliv ze závitových spojů se utahování všech závitových spojů zastaví.The flange tightening process is particularly preferably carried out by first positioning the drive housing on the flange of the upper block sleeve and fitting a measuring attachment 8. The measuring attachment 8 serves to measure the deflection of the drive housing from the desired position when tightening the flange connection and guiding the tightening unit 1 to the flange joint. The measuring attachment 8 is mounted on the drive housing so as to form a coaxial extension of the drive housing 11 into the opening 23 in the upper spacer plate of the upper reactor block. Then a tightening unit (not shown in Fig. 3) is mounted on the drive housing and the individual tightening rods 5 with pipe wrenches 13 are guided on the respective threaded connections of the drive housing. The tightening unit rests on the upper spacer plate of the upper reactor block, means 7 measures the position of the measuring attachment 8 relative to the hole 23 in the spacer plate and starts tightening the individual tightening pipe wrenches of the tightening unit according to the algorithm of steps described below, measuring the instantaneous position of the measuring attachment 8. in the hole 23 and the tightening of the nuts of the individual threaded connections with the pipe wrenches 13 is controlled according to the results of measuring the position of the measuring adapter relative to the hole so that the desired position of the drive housing is maintained, which in this case is the centered position of the measuring adapter in the hole. Furthermore, the tightening torque of the individual threaded connections is measured, and when the preset value of the tightening torque on any of the threaded connections is reached, the tightening of all threaded connections is stopped.
Protože stav třecích ploch mezi jednotlivými maticemi, svorníky a přírubami má přímý vliv na dosažitelnou rovnoměrnost výsledných kroutících momentu jednotlivých utahovacích os, je nutné zajistit takové postupy údržby, aby rozdíly v třecích silách jednotlivý svorníků utahovaného spoje byly co nejmenší. Dokonalého stavu třecích ploch ale v praxi není možné v podstatě dosáhnout. Navržený způsob utahování podle vynálezu alespoň částečně eliminuje reálné rozdíly v třecích silách. V průběhu první fáze utahování, kdy dochází k formování těsnění, je kladen hlavní důraz na minimalizaci odklonu pouzdra pohonu od normály. Řídicí jednotka je naprogramována pro dosažení minimální hodnoty odklonu tím, že řídí rychlost otáčení jednotlivých utahovacích tyčí v průběhu celé první fáze podle výsledků měření aktuálního stavu odklonu pouzdra v jednotlivých osách, kdy se dotahuje příslušný závitový spoj vose bloku s integrovaným snímačem, u kterého je zjištěn odklon, a při dosažení nastavené hodnoty momentu na libovolném závitovém spoji zastaví proces dotahování.Since the condition of the friction surfaces between the individual nuts, bolts and flanges has a direct effect on the achievable uniformity of the resulting torques of the individual tightening axes, it is necessary to ensure such maintenance procedures that the differences in friction forces of individual bolts of the tightened joint are as small as possible. However, in practice it is not possible to achieve a perfect condition of the friction surfaces. The proposed tightening method according to the invention at least partially eliminates the real differences in friction forces. During the first tightening phase, when the seal is formed, the main emphasis is on minimizing the deviation of the drive housing from the normal. The control unit is programmed to achieve the minimum deflection value by controlling the speed of rotation of individual tightening rods during the entire first phase according to the results of measuring the current state of deflection of the housing in individual axes, when tightening the respective threaded joint of the block axle with integrated sensor. deflection, and stops the tightening process when the set torque value is reached on any threaded joint.
V první fázi se ve formovaném grafitovém těsnění zvýší hustota grafitu při zachování požadovaného odklonu pouzdra pohonu, čímž těsnění ztratí část své původní plasticity a nerovnoměrné osové síly v jednotlivých svornících, způsobené rozdíly v třecích silách jednotlivých závitových spojů, pak nejsou dost velké na to, aby vychýlily přírubu pouzdra pohonu přes požadovanou hodnotu odklonu.In the first phase, the density of the graphite in the formed graphite seal is increased while maintaining the required deflection of the drive housing, whereby the seal loses some of its original plasticity and uneven axial forces in individual bolts due to differences in friction forces of individual threaded joints. deflect the drive housing flange over the required deflection value.
Kritéria pro vyhodnocení průběžného stavu utažení, tj. např. rozptyl dosažených hodnot momentu jednotlivých os nebo aktuální požadovanou hodnotu odklonu pouzdra pohonu, nelze stanovit obecně. Konkrétní hodnoty kritérií je nutné přizpůsobit:The criteria for evaluating the continuous state of tightening, ie the scatter of the achieved torque values of the individual axes or the current setpoint of the drive housing deflection, cannot be determined in general. The specific values of the criteria need to be adapted:
a) požadavkům na výsledný stav utaženého spojea) requirements for the final condition of the tightened joint
b) typu konstrukce použitého těsnění a hustotě grafitu použitého v těsnění(b) the type of construction of the seal used and the density of the graphite used in the seal
c) konstrukčnímu uspořádání těsněného přírubového spojec) the structural arrangement of the sealed flange joint
Hodnoty utahovacího momentu v jednotlivých fázích se zvláště výhodně stanoví na základě zkoušek s konkrétní typovou kombinací přírubového spoje a těsnění. Příklad hodnot utahovacího momentu jednotlivých závitových spojů příruby v první a druhé fázi je zobrazen v grafu na obr. 5 První fáze utahování byla v tomto případě provedena v jedné etapě, tj. všech šest závitových spojů utahováno najednou, a byla rozdělena do tří kroků, vzájemně oddělených relaxační dobou. /The tightening torque values in the individual phases are particularly preferably determined on the basis of tests with a specific type combination of flange joint and seal. An example of the tightening torque values of the individual threaded joints of the flange in the first and second phases is shown in the graph in Fig. 5 The first tightening phase was performed in one stage, ie all six threaded joints were tightened at once, and was divided into three steps separated by a relaxation time. /
-7 CZ 308258 B6 grafu je zřejmé, že nejvyšší hodnoty odklonu činily na začátku prvního kroku fáze 1 cca 1,3 mm, následně se vhodným řízením rychlosti utahování jednotlivých závitových spojů odchylka snížila na nulu, načež se po další relaxaci opět mírně zvýšila, cca na 0,2 mm, následoval druhý krok, v jehož průběhu odchylka opět klesla na nulu a po relaxaci se na počátku třetího kroku opět mírně zvýšila, cca na 0,1 mm, a následně klesla na nulu. Třetí krok byl ukončen relaxací. Je ale zřejmé, že stejně tak je možné provést první fázi utahování rozdělenou do více etap, např. v případě šesti závitových spojů na přírubě pouzdra pohonu do dvou etap dotahování po třech závitových spojích, přičemž najednou dotahované tři závitové spoje jsou uspořádány do geometrického obrazce zajišťujícího rovnoměrné utažení příruby pouzdra pohonu, např. v případě tří závitových spojů je tímto obrazcem zvláště výhodně rovnostranný trojúhelník.-7 CZ 308258 B6 graph it is clear that the highest values of deflection were about 1.3 mm at the beginning of the first step of phase 1, then the deviation decreased to zero by suitable control of the tightening speed of individual threaded joints, then slightly increased again after further relaxation, approx. to 0.2 mm, followed by a second step, during which the deviation dropped again to zero and after relaxation increased slightly again at the beginning of the third step, to about 0.1 mm, and then decreased to zero. The third step was completed by relaxation. However, it is clear that it is also possible to carry out the first tightening phase divided into several stages, e.g. in the case of six threaded joints on the drive housing flange into two tightening stages by three threaded joints, the three threaded joints being tightened at once arranged in a geometric pattern ensuring uniform tightening of the flange of the drive housing, eg in the case of three threaded connections, is particularly preferably an equilateral triangle.
Na první fázi utahování, při které se provádí formování těsnění, navazuje druhá fáze utahování sloužící k dotažení celého přírubového spoje na hodnoty alespoň stejné, jako je minimální hodnota požadovaného utahovacího momentu. V této fázi se sice stále pokouší udržet odklon pouzdra pohonu co nejblíže požadované poloze, ale upřednostněno je dosažení alespoň minimálního utahovacího momentu na všech závitových spojích, v tomto případě svornících, tedy v této fázi jsou již hodnoty utahovacího momentu na všech závitových spojích v podstatě již velmi blízké, i když, ještě nedosahují povolené odchylky. Druhá fáze může navazovat na první fázi formování těsnění, tj. může nastat ihned po minimální požadované době relaxace těsnění posledního kroku první fáze. Pokud by se po ukončení jedné fáze zjistil příliš velký rozptyl utahovacích momentů jednotlivých závitových spojů, může se zvláště výhodně namísto druhé fáze provést řízené uvolnění přírubového spoje. Rovněž je zvláště výhodné přerušit utahování a rozebrat přírubový spoj, pokud se zjistí, že se požadovaného utahovacího momentu dosáhlo, aniž by se závitový spoj pootočil, což by znamenalo, že dotyčný závitový spoj nebyl vůbec utažen, protože vykazuje příliš velké tření.The first tightening phase, in which the sealing is formed, is followed by a second tightening phase used to tighten the entire flange joint to values at least equal to the minimum value of the required tightening torque. At this stage, it still tries to keep the deflection of the drive housing as close as possible to the desired position, but it is preferred to achieve at least the minimum tightening torque on all threaded joints, in this case bolts, ie in this phase the tightening torque values on all threaded joints are already very close, though, not yet reaching the tolerances. The second phase may follow the first phase of seal formation, i.e. it may occur immediately after the minimum required relaxation time of the seal of the last step of the first phase. Should an excessive dispersion of the tightening torques of the individual threaded joints be detected after the end of one phase, a controlled release of the flange joint can be carried out particularly advantageously instead of the second phase. It is also particularly advantageous to interrupt the tightening and disassemble the flange joint if it is found that the required tightening torque has been achieved without the threaded joint rotating, which would mean that the threaded joint in question has not been tightened at all because it shows too much friction.
Utahování v druhé fázi může být podle potřeby jedno nebo vícekrokové a dále může být celá druhá fáze provedena v jedné či více etapách, kdy se dotahují všechny nebo jen vybrané závitové spoje. Na obr. 5 je vyobrazena druhá fáze, která je v tomto případě rozdělena do dvou etap, přičemž v každé z nich se provádí utahování tří závitových spojů, tj. jedné poloviny celkového počtu. Každá etapa se v tomto příkladu provedení provádí v jednom kroku následovaném relaxační dobou.The tightening in the second phase can be one or more steps, as required, and furthermore, the entire second phase can be performed in one or more stages, where all or only selected threaded connections are tightened. Fig. 5 shows the second phase, which in this case is divided into two stages, in each of which tightening of the three threaded joints, i.e. one half of the total number, is performed. In this exemplary embodiment, each step is performed in one step followed by a relaxation time.
Podle použitého těsnění je vhodné naprogramovat řídicí jednotku tak, aby nastavila potřebné délky klidových úseků mezi jednotlivými kroky nebo fázemi utahování, aby se zajistila tzv. relaxace grafitového těsnění, to znamená, že následující krok není ovlivňován přechodným napětím v těsnění, které po příslušné době relaxace zmizí. Klidové úseky po dokončení jednotlivých kroků umožňují optimální relaxaci expandovaného grafitu a tím zlepšují kvalitu výsledného utažení.Depending on the seal used, it is advisable to program the control unit to set the required lengths of rest sections between individual steps or tightening phases to ensure the so-called relaxation of the graphite seal, ie the next step is not affected by transient stresses in the seal. disappears. The resting sections after the completion of the individual steps enable optimal relaxation of the expanded graphite and thus improve the quality of the final tightening.
Závěrečnou třetí fází utažení je synchronní zatížení všech svorníků požadovaným finálním utahovacím momentem, který je již aplikován bez ohledu na aktuální hodnotu odklonu a slouží k závěrečnému ověření korektního utažení spoje. Příklad uskutečnění této fáze je vyobrazen v grafu na obr. 6. Tato třetí fáze vyrovná případné nerovnoměrnosti utahovacích momentů aplikovaných v průběhu předchozích fází na jednotlivé svorníky. Vlivem této fáze v některých případech dojde ke zvětšení výsledného odklonu pouzdra, ale díky preciznímu naformování grafitového těsnění v první fázi utažení splňuje výsledný odklon stanovená kritéria.The final third phase of tightening is the synchronous loading of all bolts with the required final tightening torque, which is already applied regardless of the current value of the deflection and serves for the final verification of the correct tightening of the joint. An example of the implementation of this phase is shown in the graph in Fig. 6. This third phase compensates for any unevenness of the tightening torques applied during the previous phases to the individual bolts. Due to this phase, in some cases the resulting deflection of the housing will increase, but thanks to the precise formation of the graphite seal in the first phase of tightening, the resulting deflection meets the set criteria.
Uvedené příklady provedení slouží pouze pro pochopení a ilustraci vynálezu a neměly by být chápány jako možné omezení vynálezu jen na zde popsané příklady, protože rozsah vynálezu je omezen pouze patentovými nároky. Například jednotlivé fáze způsobu utahování podle tohoto vynálezu, popsané v příkladech provedení, představují jen možný příklad jejich uskutečnění. Především je možné varianty provedení jednotlivých fází vzájemně kombinovat jinak, než je zde uvedeno, tj. např. vdaném příkladu provedení dotahování přírubového spoje, který obsahuje šest závitových spojů, je možné první fázi provést i ve dvou etapách, v nichž se dotahují tři a třiThe foregoing examples serve only to understand and illustrate the invention and should not be construed as limiting the invention to the examples described herein only, as the scope of the invention is limited only by the claims. For example, the individual phases of the tightening process according to the invention, described in the working examples, are only a possible example of their implementation. In particular, it is possible to combine the variants of the individual phases differently than indicated here, i.e., for example, in a given embodiment of tightening a flange joint comprising six threaded joints, the first phase can also be performed in two stages in which three and three
-8 CZ 308258 B6 závitové spoje, zatímco druhou fázi je možné provést v jedné etapě s dotažením všech šesti spojů najednou, stejně tak je možné první i druhou fázi provést v jedné etapě atd. Dále je možné zvolit v jednotlivých fázích utahování podle vynálezu více či méně kroků atd.-8 CZ 308258 B6 threaded joints, while the second phase can be performed in one stage with tightening all six joints at once, as well as the first and second phases can be performed in one stage, etc. Furthermore, it is possible to select in individual phases of tightening according to the invention more or fewer steps, etc.
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Praktické použití navrhovaného řešení je uvažováno zejména pro utahování přírubových spojů regulačních mechanismů jaderné elektrárny těsněných grafitovým těsněním nebo těsněním majícím podobné vlastnosti.The practical application of the proposed solution is considered especially for tightening the flange joints of the control mechanisms of a nuclear power plant sealed with a graphite seal or a seal having similar properties.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2018-623A CZ308258B6 (en) | 2018-11-13 | 2018-11-13 | Method of tightening a nuclear reactor regulator drive housing and tightening unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2018-623A CZ308258B6 (en) | 2018-11-13 | 2018-11-13 | Method of tightening a nuclear reactor regulator drive housing and tightening unit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2018623A3 CZ2018623A3 (en) | 2020-03-25 |
| CZ308258B6 true CZ308258B6 (en) | 2020-03-25 |
Family
ID=69902033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2018-623A CZ308258B6 (en) | 2018-11-13 | 2018-11-13 | Method of tightening a nuclear reactor regulator drive housing and tightening unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ308258B6 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ283239B6 (en) * | 1991-07-25 | 1998-02-18 | Framatome | Machine for tightening and loosening of studs for attaching a cover to a jacketed vessel or a tank |
| CZ303690B6 (en) * | 2012-04-26 | 2013-03-13 | Skoda Js A.S. | System for measuring elongation of bolts at simultaneous torque tightening by a torque spanner |
| CZ304172B6 (en) * | 2012-09-17 | 2013-12-04 | Skoda Js A.S. | Gear block sequencing of tightener of flanged joint bolts |
| WO2016176518A2 (en) * | 2015-04-28 | 2016-11-03 | HYTORC Division Unex Corporation | Apparatus for tightening threaded fasteners |
-
2018
- 2018-11-13 CZ CZ2018-623A patent/CZ308258B6/en unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ283239B6 (en) * | 1991-07-25 | 1998-02-18 | Framatome | Machine for tightening and loosening of studs for attaching a cover to a jacketed vessel or a tank |
| CZ303690B6 (en) * | 2012-04-26 | 2013-03-13 | Skoda Js A.S. | System for measuring elongation of bolts at simultaneous torque tightening by a torque spanner |
| CZ304172B6 (en) * | 2012-09-17 | 2013-12-04 | Skoda Js A.S. | Gear block sequencing of tightener of flanged joint bolts |
| WO2016176518A2 (en) * | 2015-04-28 | 2016-11-03 | HYTORC Division Unex Corporation | Apparatus for tightening threaded fasteners |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2018623A3 (en) | 2020-03-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2711693C2 (en) | Connection of rod and plug valve and tools for cutting | |
| CA2697438C (en) | Hot bolting clamp | |
| CZ308258B6 (en) | Method of tightening a nuclear reactor regulator drive housing and tightening unit | |
| JPH068894B2 (en) | Measuring port connection assembly | |
| US9746095B2 (en) | Apparatus to attach a fluid valve bonnet | |
| CN209280300U (en) | A screw connection anti-loosening test and measurement device | |
| CN104690563A (en) | Work fixture with flashboard positioning height regulating mechanism for processing sealing surface of flashboard | |
| EP2241389B1 (en) | A method and a a system for taking measurements in a crimping machine | |
| CN106629425B (en) | Jib for tower crane lower edge connection structure | |
| Müller et al. | An adaptive and automated bolt tensioning system for the pitch bearing assembly of wind turbines | |
| KR102588650B1 (en) | A appratus for speading flanges | |
| US20130000885A1 (en) | Pipe grapple | |
| US10443742B2 (en) | Packing apparatus and related methods to identify proper loading for valve packing | |
| CN105806701B (en) | A kind of pretension bolt high temperature fatigue test clamp device | |
| CN214427162U (en) | Multi-axial loading experimental system and multi-axial loading mechanism of indoor photoelastic lining model | |
| CN114654187A (en) | Fuel main pipe assembly fault resetting device and method | |
| CN104772622B (en) | Positioning device and positioning method of pressure measuring head of rolling mill | |
| CN113551825B (en) | Wind power locking disc torque testing device and testing method | |
| US10343453B2 (en) | Device and method for fixing a wheel spoke | |
| GB2526794A (en) | An assembly for the controlled release of a compression load | |
| CN215567152U (en) | Turnbuckle adjusting device and hot rolling stepping heating furnace | |
| CN219666520U (en) | Be used for overheated stifled valve dismouting device of power plant boiler | |
| JP4977546B2 (en) | Pressure seal device | |
| Hörauf et al. | Development of an intelligent bolt tensioning system and adaptive process for the automated pitch bearing assembly of wind turbines | |
| EP3144572A1 (en) | Guiding device for a valve stem and valve with the guiding device |