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摘 要：本文重点介绍堆芯中子通量系统专用工具在现场施工过程中发挥的重要作用。文中结合现场施工的实际情况，对施工过程中的典型专用工具逐一进行介绍，对比专用工具相对常规工具的优势，分析了没有使用专用工具的影响，部分专用工具的作用更是常规工具所无法达到的。在设备安装过程中正确使用专用工具为保证现场施工的质量与提高安装工作效率提供了重要保障。
关键词：专用工具;堆芯中子通量测量系统;中子通量管
1.前言
CPR1000堆型的堆芯中子通量测量系统，由50个通道组成，他们被分成5组，每组十个通道，每十个通道配备一只微型裂变室，共5只微型裂变室，各由一台机械-电气驱动机构来驱动。该系统中中子通量管是用来保证指套管能够顺利的从反应堆堆腔贯穿件侧穿入到压力容器贯穿件内的通道，从而测量堆芯内部中子通量分布数据和压力容器内水位。
为了使堆芯中子通量系统相关设备在安装中达到高标准的施工精度要求，并且能够提高施工进度，在进行堆芯中子通量系统相关设备安装中使用了多种专用工具。这些专业工具在设备安装中起到了不可或缺的作用。本文重点讲述了几种专用工具的使用及其优势，从而体现了在进行核岛设备安装时使用专用工具所带来的重要意义。
2.中子通量系统专用工具的使用
2.1 中子通量管焊接支撑工具
在压力容器就位前通过环吊引入反应堆堆腔中子通量管支架和过渡支撑结构，压力容器安装在反应堆堆腔，将反应堆堆腔中子通量管支架临时就位在反应堆堆腔的钢平台上，随着中子通量管的引入，在反应堆堆腔中子通量管支架上安装带有PVC保护的临时支架管，用于临时固定中子通量管，并确保中子通量管和臨时支架管之间没有接触，在第一层中子通量管（最低层）全部引入后，使用临时支架管将第二层过渡支撑结构临时就位在安装位置。
将中子通量管焊接支撑工具固定在中子通量管贯穿件堆腔侧的地面上，调整支架确保中子通量管处于正确的轴线位置和标高。该处提到中子通量管焊接支撑工具即为专用工具，其作用是保证中子通量管在焊接时处于正确的标高与位置。该工具设计为多层的组合件，可以根据中子通量管的引入和焊接进度逐步按层安装与拆除。
在进行中子通量管安装、焊接过程中，如不能保证中子通量管处于正确的标高与轴线位置，将导致指套管不能够顺利的从反应堆堆腔贯穿件侧穿入到压力容器贯穿件内，从而可能无法测量堆芯内部中子通量分布数据和压力容器内的水位。故在进行中子通量管与压力容器贯穿件管组对、焊接时保证其处于正确的标高与轴线位置是非常重要的。
相对于常规工具的优势：常规做法只能通过脚手架或者其他架子来进行控制，但并不能精确的将中子通量管控制在理论标高与轴线位置上。而中子通量管焊接支撑工具不同，该工具是模拟贯穿件的功能，层间和管卡二方面起到定位中子通量管的作用，使中子通量管能够按照安装位置正确就位，确保中子通量管的安装精度，故该专用工具在中子通量管安装中是不可缺少的。
2.2压力容器贯穿件管检查测规
在压力容器贯穿件管与中子通量管焊接前，需要对压力容器贯穿件管的内径和直线度进行检查。用专用测规检查压力容器贯穿件管的内径和直线度，通过为合格。
检查压力容器贯穿件的内径和直线度也是为了保证指套管能够顺利的穿过压力容器贯穿件进入压力容器内部，故此项检查起着至关重要的作用。
相对于常规工具的优势：由于压力容器贯穿件长超过1m，且内径尺寸非标准尺寸，无对应常用工具，且使用常规工具无法同时检查小管的内径和直线度。该测规作为一个标准的量块，用来检查需要检查的设备，既解决了无法测量小管径内直线度问题又提高了工作效率。
2.3中子通量管焊接用的行程限位器
在进行中子通量管与压力容器贯穿件管组对过程中，要求中子通量管端部与压力容器贯穿件管内凹台有4mm的间隙，中子通量管焊接用的行程限位器是用来保证中子通量管端部与压力容器贯穿件管内凹台有4mm间隙的专用工具。
在进行中子通量管与压力容器贯穿件管焊接时可能因受热引起插入端膨胀，而导致中子通量管管端与压力容器内凹台抵触后产生应力集中，对焊缝处造成额外的应力，产生裂纹。故此预留间隙的作用是用来保证中子通量管管端与压力容器内凹台在焊接过程中不抵触，无额外应力并保证了焊缝质量。
相对于常规工具的优势：在进行两根管插套焊接时，由于存在热胀与焊接收缩现象，故需要在两根管组对时预留一定的间隙，但是由于该间隙是在两根管的内部，在外观上无法直接测量该间隙。使用常用工具，需要先对压力容器贯穿件管的内凹台进行深度测量，后记录测量值减去尺寸4mm，得到中子通量管需要插入的深度尺寸，然后再用游标卡尺在中子通量管上测量并划线，最后进行组对。该种方法即费力又浪费工时，一根中子通量管组对时间约为20分钟.同时由于测量的累积误差，其组对精度也无法保证。但使用中子通量管焊接用的行程限位器来控制间隙，只需1分钟即可完成中子通量管的组对工作，同时，该工具通过长杆与短杆差值4mm来控制组对间隙，保证了组对精度，提高了工作效率。此样式工具同样可以扩展为不同直径管的插套焊。
2.4中子通量管焊接冷却装置
在进行中子通量管与压力容器贯穿件管焊接过程中，由于压力容器贯穿件管材质为铬镍铁合金，焊接过程中，温度需控制在100°C以内。如超出此温度，焊缝容易产生热裂纹，最终导致焊缝质量不合格，故需要使用专用工具中子通量管焊接冷却装置。
相对于常规工具的优势：目前无此类常用工具，中子通量管焊接冷却装置在中子通量管焊接中是必不可少的。在中子通量管焊接过程中，该工具利用内冷却和外冷却二个循环水路降低了焊接部位的温度，减少了焊接层间需等待的降温时间，提高了工作效率，同时最重要的是保证了焊接质量，是任何常规工具都无法替代的。
2.5焊缝检验尺
中子通量管与压力容器贯穿件管焊接完成后，需要对焊缝的尺寸进行检查，此处就用到了专用工具焊缝检验尺。
相对于常规工具的优势：通常情况下，我们可以用普通工机具焊角尺来检查焊缝尺寸，即可达到检查目的。但在重复检查相同要求的焊缝尺寸时，为了提高工作效率，可以制作一种专用的工具，该工具可以模仿止通规的工作原理，制作一个焊缝尺寸的最大尺寸与焊缝尺寸的最小尺寸来检查焊缝尺寸，在施工时间方面能够节省使用常规工具的2/3时间，既省力又方便。
2.6射线检查补偿器
中子通量管与压力容器贯穿件管焊接完成后需要做几项检查，其中射线检验也是其中一项。在进行射线检验时需要使用专用工具射线检查补偿器。
相对于常规工具的优势：一般插套式角焊缝二根管直径相差很小，也就是说焊角高度较小时，在进行射线探伤检验时可直接在焊缝侧面布片进行检验。但由于中子通量管与压力容器贯穿件管的直径差值较大，焊角高度约为5mm，如果直接在焊缝侧面布片进行检验，将会导致底片显像颜色对比差值过大，从而可能引起黑度值无法满足RCCM标准的要求。故在进行中子通量管与压力容器贯穿件管射线探伤检验时，需要使用射线检查补偿器将二根不同直径的管补偿成为一样厚度的规则形状，以达到检查目的。
结论
从本文介绍的几种专用工具的使用方法以及相对于常规工具的优势，不难看出，专用工具对现场施工的质量与施工效率起到了十分重要的作用，有些特定的施工步骤离开专用工具的帮助是很难达到施工要求的。
在以后的工作中，需要根据实际工作情况，增加有独立知识产权的专用工具的研发。
参考文献：
[1]吴晓霞，吴洪等.压水堆核岛机械设备设计和建造规则RCC-M2000+2002补遗[M].中科华核电技术研究有限公司，2010.
关键词：专用工具;堆芯中子通量测量系统;中子通量管
1.前言
CPR1000堆型的堆芯中子通量测量系统，由50个通道组成，他们被分成5组，每组十个通道，每十个通道配备一只微型裂变室，共5只微型裂变室，各由一台机械-电气驱动机构来驱动。该系统中中子通量管是用来保证指套管能够顺利的从反应堆堆腔贯穿件侧穿入到压力容器贯穿件内的通道，从而测量堆芯内部中子通量分布数据和压力容器内水位。
为了使堆芯中子通量系统相关设备在安装中达到高标准的施工精度要求，并且能够提高施工进度，在进行堆芯中子通量系统相关设备安装中使用了多种专用工具。这些专业工具在设备安装中起到了不可或缺的作用。本文重点讲述了几种专用工具的使用及其优势，从而体现了在进行核岛设备安装时使用专用工具所带来的重要意义。
2.中子通量系统专用工具的使用
2.1 中子通量管焊接支撑工具
在压力容器就位前通过环吊引入反应堆堆腔中子通量管支架和过渡支撑结构，压力容器安装在反应堆堆腔，将反应堆堆腔中子通量管支架临时就位在反应堆堆腔的钢平台上，随着中子通量管的引入，在反应堆堆腔中子通量管支架上安装带有PVC保护的临时支架管，用于临时固定中子通量管，并确保中子通量管和臨时支架管之间没有接触，在第一层中子通量管（最低层）全部引入后，使用临时支架管将第二层过渡支撑结构临时就位在安装位置。
将中子通量管焊接支撑工具固定在中子通量管贯穿件堆腔侧的地面上，调整支架确保中子通量管处于正确的轴线位置和标高。该处提到中子通量管焊接支撑工具即为专用工具，其作用是保证中子通量管在焊接时处于正确的标高与位置。该工具设计为多层的组合件，可以根据中子通量管的引入和焊接进度逐步按层安装与拆除。
在进行中子通量管安装、焊接过程中，如不能保证中子通量管处于正确的标高与轴线位置，将导致指套管不能够顺利的从反应堆堆腔贯穿件侧穿入到压力容器贯穿件内，从而可能无法测量堆芯内部中子通量分布数据和压力容器内的水位。故在进行中子通量管与压力容器贯穿件管组对、焊接时保证其处于正确的标高与轴线位置是非常重要的。
相对于常规工具的优势：常规做法只能通过脚手架或者其他架子来进行控制，但并不能精确的将中子通量管控制在理论标高与轴线位置上。而中子通量管焊接支撑工具不同，该工具是模拟贯穿件的功能，层间和管卡二方面起到定位中子通量管的作用，使中子通量管能够按照安装位置正确就位，确保中子通量管的安装精度，故该专用工具在中子通量管安装中是不可缺少的。
2.2压力容器贯穿件管检查测规
在压力容器贯穿件管与中子通量管焊接前，需要对压力容器贯穿件管的内径和直线度进行检查。用专用测规检查压力容器贯穿件管的内径和直线度，通过为合格。
检查压力容器贯穿件的内径和直线度也是为了保证指套管能够顺利的穿过压力容器贯穿件进入压力容器内部，故此项检查起着至关重要的作用。
相对于常规工具的优势：由于压力容器贯穿件长超过1m，且内径尺寸非标准尺寸，无对应常用工具，且使用常规工具无法同时检查小管的内径和直线度。该测规作为一个标准的量块，用来检查需要检查的设备，既解决了无法测量小管径内直线度问题又提高了工作效率。
2.3中子通量管焊接用的行程限位器
在进行中子通量管与压力容器贯穿件管组对过程中，要求中子通量管端部与压力容器贯穿件管内凹台有4mm的间隙，中子通量管焊接用的行程限位器是用来保证中子通量管端部与压力容器贯穿件管内凹台有4mm间隙的专用工具。
在进行中子通量管与压力容器贯穿件管焊接时可能因受热引起插入端膨胀，而导致中子通量管管端与压力容器内凹台抵触后产生应力集中，对焊缝处造成额外的应力，产生裂纹。故此预留间隙的作用是用来保证中子通量管管端与压力容器内凹台在焊接过程中不抵触，无额外应力并保证了焊缝质量。
相对于常规工具的优势：在进行两根管插套焊接时，由于存在热胀与焊接收缩现象，故需要在两根管组对时预留一定的间隙，但是由于该间隙是在两根管的内部，在外观上无法直接测量该间隙。使用常用工具，需要先对压力容器贯穿件管的内凹台进行深度测量，后记录测量值减去尺寸4mm，得到中子通量管需要插入的深度尺寸，然后再用游标卡尺在中子通量管上测量并划线，最后进行组对。该种方法即费力又浪费工时，一根中子通量管组对时间约为20分钟.同时由于测量的累积误差，其组对精度也无法保证。但使用中子通量管焊接用的行程限位器来控制间隙，只需1分钟即可完成中子通量管的组对工作，同时，该工具通过长杆与短杆差值4mm来控制组对间隙，保证了组对精度，提高了工作效率。此样式工具同样可以扩展为不同直径管的插套焊。
2.4中子通量管焊接冷却装置
在进行中子通量管与压力容器贯穿件管焊接过程中，由于压力容器贯穿件管材质为铬镍铁合金，焊接过程中，温度需控制在100°C以内。如超出此温度，焊缝容易产生热裂纹，最终导致焊缝质量不合格，故需要使用专用工具中子通量管焊接冷却装置。
相对于常规工具的优势：目前无此类常用工具，中子通量管焊接冷却装置在中子通量管焊接中是必不可少的。在中子通量管焊接过程中，该工具利用内冷却和外冷却二个循环水路降低了焊接部位的温度，减少了焊接层间需等待的降温时间，提高了工作效率，同时最重要的是保证了焊接质量，是任何常规工具都无法替代的。
2.5焊缝检验尺
中子通量管与压力容器贯穿件管焊接完成后，需要对焊缝的尺寸进行检查，此处就用到了专用工具焊缝检验尺。
相对于常规工具的优势：通常情况下，我们可以用普通工机具焊角尺来检查焊缝尺寸，即可达到检查目的。但在重复检查相同要求的焊缝尺寸时，为了提高工作效率，可以制作一种专用的工具，该工具可以模仿止通规的工作原理，制作一个焊缝尺寸的最大尺寸与焊缝尺寸的最小尺寸来检查焊缝尺寸，在施工时间方面能够节省使用常规工具的2/3时间，既省力又方便。
2.6射线检查补偿器
中子通量管与压力容器贯穿件管焊接完成后需要做几项检查，其中射线检验也是其中一项。在进行射线检验时需要使用专用工具射线检查补偿器。
相对于常规工具的优势：一般插套式角焊缝二根管直径相差很小，也就是说焊角高度较小时，在进行射线探伤检验时可直接在焊缝侧面布片进行检验。但由于中子通量管与压力容器贯穿件管的直径差值较大，焊角高度约为5mm，如果直接在焊缝侧面布片进行检验，将会导致底片显像颜色对比差值过大，从而可能引起黑度值无法满足RCCM标准的要求。故在进行中子通量管与压力容器贯穿件管射线探伤检验时，需要使用射线检查补偿器将二根不同直径的管补偿成为一样厚度的规则形状，以达到检查目的。
结论
从本文介绍的几种专用工具的使用方法以及相对于常规工具的优势，不难看出，专用工具对现场施工的质量与施工效率起到了十分重要的作用，有些特定的施工步骤离开专用工具的帮助是很难达到施工要求的。
在以后的工作中，需要根据实际工作情况，增加有独立知识产权的专用工具的研发。
参考文献：
[1]吴晓霞，吴洪等.压水堆核岛机械设备设计和建造规则RCC-M2000+2002补遗[M].中科华核电技术研究有限公司，2010.