韓 培 翟曉彤 余志誠(chéng)

（海南核電有限公司 海南昌江）

核電廠在反應(yīng)堆大修換料或壓力容器堆內(nèi)構(gòu)件需要檢修時(shí)，需打開(kāi)反應(yīng)堆壓力容器，吊走頂蓋。在這個(gè)過(guò)程中，需要用螺栓拉伸機(jī)拉伸主螺栓并放松螺母，然后將已放松的螺栓從反應(yīng)堆壓力容器筒體法蘭螺栓孔中擰出，以便卸除螺栓、螺母及墊圈。在反應(yīng)堆大修換料或檢修工作完成后，需吊回反應(yīng)堆壓力容器頂蓋，將主螺栓安裝到反應(yīng)堆壓力容器頂蓋法蘭螺栓孔中，由插在法蘭和頂蓋法蘭之間的螺栓墊扳支承。擰緊螺栓，然后裝上墊圈和螺母，接著需要用螺栓拉伸機(jī)拉伸主螺栓，以關(guān)閉反應(yīng)堆壓力容器頂蓋。

由此可見(jiàn)，無(wú)論是壓力容器開(kāi)蓋還是扣蓋，都需要對(duì)壓力容器主螺栓進(jìn)行拉伸（進(jìn)行2～3次全部拉伸，即對(duì)每一顆螺栓都進(jìn)行拉伸；1～2次調(diào)整拉伸，即對(duì)個(gè)別拉伸量不滿足要求的螺栓進(jìn)行拉伸）。根據(jù)設(shè)計(jì)文件，不同工況下壓力容器主螺栓的最終拉伸量是有范圍要求的，如表1所示。

表1 海南核電機(jī)組不同工況下壓力容器主螺栓的拉伸量設(shè)計(jì)值

一、現(xiàn)狀

目前，國(guó)內(nèi)使用分體式螺栓拉伸機(jī)的運(yùn)行核電廠，在壓力容器主螺栓拉伸量的測(cè)量時(shí)，都需要人工往返堆坑測(cè)量、記錄主螺栓的拉伸量數(shù)據(jù)，具體操作步驟一般為：在完成主螺栓拉伸后，分A、B兩組人員分別從+20 m平臺(tái)下到堆坑去測(cè)量并記錄主螺栓的拉伸量，每組由兩人組成，分別負(fù)責(zé)測(cè)量數(shù)據(jù)和記錄數(shù)據(jù)。在A組人員完成對(duì)主螺栓數(shù)據(jù)的測(cè)量和記錄后，返回+20 m平臺(tái)，由數(shù)據(jù)分析人員將數(shù)據(jù)輸入放置在+20 m平臺(tái)電腦，接著B(niǎo)組人員下到堆坑去測(cè)量和記錄主螺栓拉伸量數(shù)據(jù)，待B組人員都完成測(cè)量后，返回+20 m平臺(tái)，由數(shù)據(jù)分析人員將數(shù)據(jù)輸入放置在+20 m平臺(tái)電腦，并對(duì)A、B兩組人員采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行逐項(xiàng)比較（海南核電機(jī)組需要逐項(xiàng)比較56組數(shù)據(jù)），如果發(fā)現(xiàn)A、B兩組人員對(duì)同一顆螺栓的拉伸量測(cè)量值超過(guò)0.02 mm，即認(rèn)為A、B中至少有一組數(shù)據(jù)測(cè)量是有誤的，需要A、B兩組人員分別返回堆坑對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)測(cè)。因此，維修部門(mén)工作人員在每次壓力容器開(kāi)關(guān)蓋時(shí)候，需要頻繁的出入隔離區(qū)以比對(duì)數(shù)據(jù)，如果數(shù)據(jù)誤差過(guò)大還需要再次進(jìn)入堆芯測(cè)量，整個(gè)過(guò)程非常耗時(shí)，容易出現(xiàn)失誤，并且使得工作人員可能超過(guò)規(guī)定的輻射劑量。

二、堆芯測(cè)量記錄分析系統(tǒng)

為提高堆芯壓力容器主螺栓拉伸測(cè)量工作效率，失誤概率需要有效控制，海南核電開(kāi)發(fā)出了一套堆芯測(cè)量記錄分析軟件，利用信息化手段輔助主螺栓拉伸測(cè)量工作，解決人工測(cè)量計(jì)算的費(fèi)時(shí)費(fèi)力的難題，同時(shí)利用計(jì)算機(jī)軟件的智能化，對(duì)螺栓拉伸力，拉伸值等進(jìn)行趨勢(shì)分析，在螺栓的拉伸值不合格時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)計(jì)算推薦參考的拉伸力。

1.工作原理

為了便于在現(xiàn)場(chǎng)使用，本系統(tǒng)硬件組成由一臺(tái)筆記本電腦、兩臺(tái)平板電腦組成，現(xiàn)場(chǎng)放置一個(gè)無(wú)線路由支撐無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，電腦間通過(guò)無(wú)線專用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)交換，搭建方便，簡(jiǎn)單易用。系統(tǒng)將每一次開(kāi)關(guān)蓋的數(shù)據(jù)都記錄在數(shù)據(jù)庫(kù)中，并可以生成Excel報(bào)表，方便有權(quán)限的任何工作人員進(jìn)行查看。在大修開(kāi)關(guān)蓋過(guò)程中遇到困難時(shí)，可以方便的查詢過(guò)去的測(cè)量值作為參考。

筆記本電腦作為主機(jī)，另外兩臺(tái)平板電腦作為分機(jī)，三臺(tái)電腦通過(guò)路由器聯(lián)成局域網(wǎng)。進(jìn)行堆芯螺栓拉伸機(jī)測(cè)量工作時(shí)，A、B兩組工作人員分別攜帶一臺(tái)平板電腦下到堆坑，測(cè)量并將數(shù)據(jù)導(dǎo)入平板電腦相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集區(qū)，然后傳給主機(jī)；主機(jī)放置在+20 m平臺(tái)，負(fù)責(zé)接收、記錄和分析兩臺(tái)分機(jī)提供的數(shù)據(jù)，并將分析的結(jié)果反饋給分機(jī)。反應(yīng)堆壓力容器主螺栓拉伸流程如圖1所示。

2.工作界面

（1）分機(jī)工作界面（圖2）。A、B的分機(jī)工作界面是一致的，具體界面如圖2所示，分為7個(gè)模塊：①模塊1，用于顯示當(dāng)前拉伸是第幾次拉伸；②模塊2，用于輸入螺栓的序號(hào)以及通過(guò)深度千分尺測(cè)量的主螺栓伸長(zhǎng)量的實(shí)際數(shù)值（伸長(zhǎng)測(cè)量桿距離主螺栓上表面的距離），如果A、B的測(cè)量值超差，復(fù)測(cè)后通過(guò)“修訂”按鈕進(jìn)行修訂；③模塊3（數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊），用于意外情況下已輸入數(shù)據(jù)的恢復(fù)；④模塊4，用于顯示大修編號(hào)；⑤模塊5，用于顯示在模塊2中已輸入的數(shù)據(jù)，以及接收主機(jī)反饋的A、B數(shù)據(jù)的對(duì)比信息，變紅的欄目表示A、B的測(cè)量值誤差超差；⑥模塊6，用于接收主機(jī)反饋的A、B數(shù)據(jù)的詳細(xì)對(duì)比信息，A、B的測(cè)量值誤差超差的項(xiàng)目會(huì)詳細(xì)顯示在該區(qū)域；⑦模塊7（語(yǔ)音模塊），用于分機(jī)與主機(jī)、分機(jī)與分機(jī)之間的互相語(yǔ)音即時(shí)溝通。

圖1 堆芯主螺栓拉伸流程圖

圖2 分機(jī)工作界面

（2）主機(jī)工作界面（圖3）。與分機(jī)模界面相似，主機(jī)工作界面具有與分機(jī)交互、數(shù)據(jù)保存等功能，可以分為9個(gè)模塊：①模塊1（用于選擇當(dāng)前拉伸是第幾次拉伸，主機(jī)選定以后，分機(jī)會(huì)自動(dòng)接收；②模塊2調(diào)整區(qū)域，可以選擇不同的工況，不同工況下的主螺栓拉伸量不同（表1）；③模塊3（語(yǔ)音模塊），用于分機(jī)與主機(jī)、分機(jī)與分機(jī)之間的互相語(yǔ)音即時(shí)溝通；④模塊4，用于顯示大修編號(hào)；⑤模塊5，用于顯示接收的分機(jī)提交的數(shù)據(jù)，變紅的欄目表示A、B的測(cè)量值誤差超差；⑥模塊6，用于顯示A、B的測(cè)量值誤差超差的項(xiàng)目；⑦模塊7處理區(qū)域，用于接收、分析比較分機(jī)提交的數(shù)據(jù)，A、B數(shù)據(jù)合格后可以生產(chǎn)報(bào)表，以記錄螺栓拉伸的過(guò)程值；⑧模塊8查找區(qū)域，用于查找某一顆測(cè)量值合格的螺栓的拉伸量；⑨模塊9可視化區(qū)域，用于調(diào)整階段。當(dāng)三次拉伸完成后，就要對(duì)主螺栓的拉伸量進(jìn)行調(diào)整，使拉伸量在設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi)。經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)分析后，在本區(qū)域可以直接顯示出需要調(diào)整的螺栓序號(hào)，可視化的區(qū)域顯示，可以有效的幫助螺栓拉伸機(jī)操作人員確認(rèn)需要調(diào)整的螺栓。

3.軟件功能及優(yōu)點(diǎn)

經(jīng)過(guò)多次測(cè)試，開(kāi)發(fā)的這款新型軟件，實(shí)現(xiàn)了下面兩個(gè)主要的創(chuàng)新功能：

（1）即時(shí)的數(shù)據(jù)對(duì)比功能，與目前常規(guī)做法相比，新型軟件的應(yīng)用可以在A、B組人員完成全部螺栓拉伸量測(cè)量并輸入相應(yīng)電腦后，不需要工作人員上、下堆坑，即可得到測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)比的反饋結(jié)果。

（2）智能的數(shù)據(jù)保存功能，在A、B組工作人員提交的數(shù)據(jù)都合格后，點(diǎn)擊主機(jī)模塊7的“生成報(bào)表”后，即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)保存。這個(gè)功能與目前常規(guī)做法相比，不需要在+20 m的工作人員再在電腦里輸入A、B記錄在紙上的數(shù)據(jù)。

由此可見(jiàn)，該新型軟件的使用，不僅能夠順利完成目前國(guó)內(nèi)核電廠在壓力容器主螺栓拉伸測(cè)量過(guò)程中的工作，而且具有目前常規(guī)做法不可比擬的優(yōu)越性：

①不需要工作人員來(lái)回往復(fù)上、下堆坑，降低了工作人員上、下扶梯摔倒的風(fēng)險(xiǎn)（由于堆坑扶梯寬度較窄，表面濕滑，工作人員容易滑倒）。

②減少堆芯工作人員接受外照射的時(shí)間，更好的降低隨機(jī)性效應(yīng)的發(fā)生幾率，符合輻射防護(hù)最優(yōu)化的原則。

③可視化的螺栓調(diào)整示意圖更加直觀，可以有效的預(yù)防人因失誤。

④即時(shí)的數(shù)據(jù)對(duì)比功能和智能的數(shù)據(jù)保存功能使得該新型軟件可以安全的節(jié)約大修主線工作的時(shí)間，從而縮短大修工期，為核電廠帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益。

三、結(jié)語(yǔ)

圖3 主機(jī)工作界面

堆芯測(cè)量記錄分析系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，并在海南核電壓力容器主螺栓拉伸工作中的順利使用，提高了壓力容器主螺栓拉伸量測(cè)量工作的安全性和便利性，該系統(tǒng)僅需要幾萬(wàn)級(jí)別的項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)，就可以極大地提高測(cè)量效率，防止產(chǎn)生人為誤差，尤其是智能推薦功能，工作人員只需要輸入當(dāng)前拉伸值等少數(shù)的數(shù)據(jù)，就會(huì)自動(dòng)計(jì)算出所需的拉伸力，省略了復(fù)雜的試驗(yàn)過(guò)程，極大地縮短壓力容器開(kāi)關(guān)蓋過(guò)程所用時(shí)間，使得壓力容器開(kāi)關(guān)蓋過(guò)程中實(shí)現(xiàn)更高度的自動(dòng)化。

同時(shí)，堆芯測(cè)量記錄分析系統(tǒng)投用，在中國(guó)核電范圍內(nèi)是一個(gè)初步嘗試，并取得了較好的效果，系統(tǒng)可以在原有的框架上進(jìn)行功能的擴(kuò)展，該系統(tǒng)完全可以快速推廣到其他兄弟單位。