核电站环吊平衡臂缓冲装置研究

摘要

核电站环吊是起重运输设备中桥式起重机的一种，不同于常见的沿直线运行的桥式起重机，是一种在压水堆核电站反应堆安全壳厂房上方环形轨道上运行的设备。主要功能是在核电站建设期间，承担反应堆内压力容器、主泵和堆内构件等各种类型设备的吊运和安装，在核电站运行阶段，为反应堆厂房内的压力容器顶盖、控制棒驱动机构、堆芯吊篮等设备拆除、维修提供吊运服务。环吊的起升机构用来实现载荷的升降功能，所吊运的临界载荷可能引起放射性元素的释放，其安全性尤为重要，要求满足单一故障保护原则。 本文以太原重工股份有限公司生产的环吊作为研究对象，针对现有起升机构钢丝绳平衡臂聚氨酯缓冲装置在一根钢丝绳意外断裂事故时对系统的冲击载荷过大，缓冲行程过长而造成的安全隐患，设计一种能降低冲击，减小缓冲行程的液压缸缓冲装置；采用AMEsim仿真软件，分别对采用聚氨酯缓冲和液压缸缓冲两种不同的钢丝绳平衡臂缓冲装置及其关键零部件，包括平衡臂、钢丝绳、液压缸及流量防爆阀、聚氨酯缓冲器等进行系统建模和仿真分析；通过对液压缸缓冲装置在所吊运的载荷位于不同的高低位置、钢丝绳捻绕方式以及液压缸直径等影响因素进行仿真分析；采用贴应变片的方式分别对正常以及一根钢丝绳断裂事故两种工况下，钢丝绳固定装置拉板进行测试得出钢丝绳受力并与仿真结果分析对比，仿真和试验结果互为验证，为核电站环吊起升机构的安全性设计提供了重要的理论依据和参考。

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