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摘 要：反应堆压力容器螺栓孔清洗机可在反应堆压力容器法兰面上自动行走，具有对主螺栓孔进行自动清洗功能的设备，用于清洗反应堆压力容器主螺栓孔螺纹部分和非螺纹部分。实际使用效果良好，可确保反应堆压力容器长期、安全、可靠地使用。
关键词：核电；反应堆压力容器；主螺栓孔；自动清洗
中图分类号：TH131 文献标识码：A
反应堆压力容器螺栓孔清洗机（简称清洗机）用于清洗反应堆压力容器主螺栓孔螺纹部分和非螺纹部分，清除螺纹表面和螺纹孔上部非螺纹部分残留的防咬合剂及其他杂物。清洗机由清洗机车体、清洗机构、定位和干燥组件、抛光机构、吸尘/液机构和控制台组成，工作时放置在反应堆压力容器法兰面上，左右用侧向轮准确进行径向定位，清洗机沿压力容器的法兰面周向行走，自动实现全部螺栓孔的定位、清洗、干燥、抛光和抽吸功能，完成压力容器全部主螺栓孔的清洗工作。
清洗机主体结构紧凑、分区合理，外形光滑便于清洁去污，且整个清洗操作全过程密封，防止粉尘、清洗液等飞溅扩散，如图1所示。在清洗机前进方向设置清洗机构，对螺纹表面采用湿式清理，清洗所产生的废液通过吸尘器抽取到废液收集容器里；中部设置定位及干燥机构，通过定位机构以及定位锥筒结构实现整个清洗机在法兰面上的精确定位，烘干系统实现对螺纹表面进行干燥，达到螺栓孔清洁的效果。后部设置抛光机构，抛光过程中同时抽气到废物收集容器（储液罐）。吸尘、吸液结构接口采用密封圈密封，防止废物在操作的过程中四处飞溅。在整个清洗过程中，清洗液通过特定装置喷洒，对螺纹表面进行湿润处理。对于清洗、干燥及抛光操作，可独立进行也可根据要求进行自由组合设置。
一、清洗机车体
车体框架采用高强度的航空铝合金材料，保证有足够强度和稳定性。清洗机车体底部内外侧设有侧导轮，内侧导轮安装和行走时不会对法兰密封面造成损伤，外侧导轮紧贴法兰外侧，车体行走时不会产生偏移，车体可以沿法兰面做精确的圆周运动。与法兰面接触的支撑轮、侧向轮由高硬度的尼龙材料，减小车体的运动阻力。驱动轮为航空铝材料制成，外包橡胶材料，前进方向沿轮子所在圆弧的切向方向，这样使小车没有径向运动分力，达到更平稳运动的目的，保证清洗机在前进过程中运动轨迹与法兰圆弧一致。且运动过程中能够提供足够大的牵引力，防止小车打滑。清洗机车体的最大运动速度不小于 3m/min。
清洗机车体采用单轮独立驱动，对于法兰面径向的定位依赖内外侧的导向轮实现，采用多传感器组合的方式进行定位（如图2所示），传感器B和传感器C的输出信号可以确保螺孔边沿处于图中有斜线阴影的圆环区域，从而实现车体的粗定位，车体粗定位精度不大于5mm。通过定位锥筒精确定位后应保证车体的定位误差小于1mm。粗定位和精确定位后，确保搭载的螺栓孔清洗系统在螺栓孔法兰面上自动定位完成对每一个螺孔的清洗、吸水烘干及抛光三道工序。
二、清洗机构
清洗机构（如图3所示）由清洗液喷洒系统及清刷装置组成，清洗液自动喷洒系统采用增压泵配电磁阀在控制系统控制下按设定程序间隙式往螺纹内喷洒清洗液。清洗液喷头采用环状结构以保证在螺纹圆周上喷洒均匀，清洗液喷头随清扫刷同步作上、下运动，通过高速电机带动刷头高速转动，刷头采用细小钢丝刷旋转进行清洗，同时清洗刷的径向位置为向心力驱动方式，便于调节清洗力度，以达到清除螺栓孔表面附着物的目的，同时也不会对螺纹造成损伤。辅助工作部分有刷头上清洗液喷淋口、隔离罩、旋转空心轴中间的抽吸系统、以及控制旋转轴升降运动的限位开关等。
三、定位和干燥机构
定位和干燥机构（如图4所示）采用气缸驱动烘干筒及定位锥筒。车体粗定位完成后，固定烘干筒及定位锥筒往下运动，整个车体处于随动状态，并随着锥筒往下运动，自动对准。当烘干筒处于最下端位置，烘干筒与螺孔产生狭小的缝隙，系统在通过高压气体驱动气体放大器使系统产生高速高流量的气流，从而达到快速烘干的目的。
1 抛光机构
抛光系统完成一个螺孔清洗的最后一道工序，抛光机构和清洗机构具有同样的设计结构和运动方式。不同的只是拋光头刷子材料选用不同而已以及抛光机构没有清洗液喷洒系统。
2 吸尘/液机构
吸水/液机构使用工业吸尘吸水机。入口采用一套三通转接头分别与清扫头、吸水头、抛光头空气出口连接以同时完成三道工序的工作。保证工作过程中的废液和废气不外泄，系统所有废液和废气通道都采取了严格的密封措施。
反应堆压力容器主螺栓孔清洗机经使用对比验证（如图5所示），工作省时省力，且清洗效果良好，在主螺栓孔清洗时可使工作人员远离辐照环境、降低人员的工作强度，实现核电站辐射防护最优化的目标，确保反应堆压力容器长期、安全、可靠的使用。
参考文献
[1]洪龙，黄新东，李鑫，谭宏伟.反应堆压力容器螺栓孔清洗机的研制[J].组合机床与自动化加工技术，2013（10）：132.
[2]于雷，关欣.反应堆压力容器螺栓孔清洗装置的设计[J].黑龙江科技信息，2015（13）：71.