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GB／T 39225.1-2020 托卡马克聚变堆遥操作部件兼容性设计与评估技术指南 第1部分：设计技术指南.pdf

遥操作部件的等级划分见表1。

表1遥操作部件的等级划分

6遥操作部件兼容性设计的建议

操作等级为1、2、3的部件都需进行兼容性设计

RHB 803-2012 发酵牦牛乳GB/T39225.1—2020

实现的目标包括但不限于： a 在预留的操作空间内使用尽量少的工具完成部件装配； b) 在遥操作设备及可实现的操作精度和载荷范围内完成部件拆卸及装配； C） 使用遥操作设备及工具对聚变堆部件准确对接和维护； d）能满足在规定的时间内完成部件装配的要求

6.3.1兼容性涉及的主要阶段

表2各阶段兼容性设计和管理文件

6.3.2遥操作部件布局的设讯

遥操作部件在聚变堆堆芯内部的布局需考虑内部形状、窗口位置及遥操作设备的负载能力 维护简单高效

6.3.3模块化的设讯

6.3.3.1遥操作部件根据遥操作等级和遥操作设备的能力，设计成具有高效维护性的模块。 6.3.3.2螺栓、螺母、垫圈、连接头、线缆等宜设计在部件模块内，同时考虑标准件的可更换性 6.3.3.3模块化遥操作部件需适合部件转运车的内部尺寸及载重能力。 6.3.3.4模块化遥操作部件需适合相关进出窗口的尺寸、形状。

6.3.4安全抓取的设计

5.3.4.1保证遥操作设备取机构咬合和解锁简单、安全可靠 6.3.4.2聚变堆部件与遥操作设备的抓取机构连接件及抓取特征一一对应。 6.3.4.3抓取机构设置自锁结构，防止在抓取流程完成之前，部件与抓取机构分离

6.3.5载荷传递的设计

3.5.1遥操作部件支撑或吊点在满 牛的定位和连接强度要求的前提下尽量控制局部尺寸。 3.5.2遥操作部件安装时优先采用垂直和长直路线传递载荷

的定位和连接强度要求的前提下尽量控制

6.3.6遥操作部件自定位的设讯

6.3.6.1考虑部件安装和拆卸过程中的自啮合和自定位，部件与安装位置、遥操作设备接口均有自定位 结构。 6.3.6.2 定位不宜过约束，并能适当弥补安装过程中的变形和制造偏差。 6.3.6.3 部件自定位设计时，需留有适当的啮合裕度，避免装配中的干涉和卡死。 6.3.6.4定位特征上有视觉标识

3.7部件位置识别的设

.3.7.11 保证所有的部件和相关的安装位置都能被遥操作设备上的拍摄系统识别 .3.7.2 为保证部件正确安装，可通过2～3个独立的识别特征获得清晰的部件定位指示。 .3.7.3 部件需有足够的视觉标识，其设置参考以下原则： a) 部件正确安装时，有明确的判断标识； b) 标识不布置在高反射性的表面； c） 两个配合的部件标识有明显的反差； d) 能简单地靠视觉识别区分部件和遥操作设备； e 每个部件都有唯一的特征标识，特别是连接头、线缆； f 标识宜使用定位激光或其他定位光源以协助定位配合部件； 需要测量尺寸的部件还需集成合适的测量基准和参考点

6.3.8.1对部分遥操作部件等级为1、2、3的部件，如只能采用焊接方式装配，需选择经过理论和实验验 证后满足兼容性和可靠性要求的焊接工艺进行焊接， 6.3.8.2非标准焊接接头，需遵循以下几点来评估其适用性： a）切割 ·切制工具的定位精确度

·高效高质量二次焊接的可能性； ：切割期间焊接件的位置约束（适应焊接应变能）； ·切割深度与进度满足可检测要求； ·切割工具安装空间、焊接空间与真空检漏空间的需求。 b）焊接 ·焊接件的定位措施； ·定位及焊接期间的支撑力； ·焊接工具的定位精度； ·焊接期间焊缝背部的气体清洁； ·焊接残留物的远程处理； ·焊接质量检测（无损检测、真空检漏）。 c）其他 ·残留物清理、清洗的措施； ·设计管路焊接时避免交叉焊缝； ·设计合理结构补偿切割后的材料损失。 3.9 维护时间与风险的设计 B.9.1遥操作部件宜采用简单的遥操作流程。 3.9.2遥操作部件宜采用整体更换部件模块 3.9.3遥操作部件宜避免维护通道受其他部件的阻碍。 3.9.4 遥操作部件单个部件维修尽可能使用一套遥操作设备。 3.9.5 遥操作设备优化设计宜减少标准件的类型、规格，简化维护机构设计。

高效高质量二次焊接的可能性； 切割期间焊接件的位置约束（适应焊接应变能）； ·切割深度与进度满足可检测要求； ·切割工具安装空间、焊接空间与真空检漏空间的需求。 b）焊接 ·焊接件的定位措施； ·定位及焊接期间的支撑力； ·焊接工具的定位精度； ·焊接期间焊缝背部的气体清洁； ·焊接残留物的远程处理； ：焊接质量检测（无损检测、真空检漏）。 c）其他 ·残留物清理、清洗的措施； ·设计管路焊接时避免交叉焊缝； 设计合理结构补偿切割后的材料损失

6.3.9维护时间与风险的设计

6.3.10标准件的选型

遥操作部件兼容性设计中常见的标准件包括定位销、导向销、螺栓、螺钉及螺母等在内的紧固件 接头和流体连接头。设计中除满足国家标准的标准件要求，还需满足兼容性设计要求，

6.3.10.2紧固件

在满足国家标准要求的同时，紧固件还需考虑以下因素： 紧固件在进入真空室之前进行符合真空要求的清洗并保持干净，避免对真空室的污染； b） 紧固件使用前经过装配测试，以验证在真空室内的可用性； c）在紧固件选型时，考虑咬死的恢复方法，并将此方法纳人到最终的设计中； d）拧人、拧出螺栓需要的预紧力小于遥操作工具的最大力矩； e） 机械紧固件能从配合部件中自由取出，宜采用弹出的方式； f） 遥操作紧固件宜采用平行轴以简化接口和安装难度，同时考虑遥操作工具需要的空间尺寸： 两个相互配合紧固件尽量采用不同的材料以防止螺纹咬合，同时考虑到相关的膨胀系数和材 料强度；若使用相同材料，其中一个紧固件表面镀膜处理，

在满足国家标准要求的同时，紧固件还需考虑以下因系： a 紧固件在进入真空室之前进行符合真空要求的清洗并保持干净，避免对真空室的污染： b 紧固件使用前经过装配测试，以验证在真空室内的可用性； 在紧固件选型时，考虑咬死的恢复方法，并将此方法纳人到最终的设计中； d） 人、拧出螺栓需要的预紧力小于遥操作工具的最大力矩； e) 机械紧固件能从配合部件中自由取出，宜采用弹出的方式； 遥操作紧固件宜采用平行轴以简化接口和安装难度，同时考虑遥操作工具需要的空间尺寸； 名 两个相互配合紧固件尽量采用不同的材料以防止螺纹咬合，同时考虑到相关的膨胀系数和材 料强度；若使用相同材料，其中一个紧固件表面镀膜处理，

6.3.10.3定位销

国家标准要求的同时，定位销还需考虑以下因素：

在满足国家标准要求的同时，定位销还需考虑以下因

GB/T 39225.12020

a）设计定位销的长度和直径时考虑遥操作方法和预期载荷； b）降低在安装和工作过程中侧向力对机械定位销的影响； ）优先设计在被安装的部件上，以作为视觉识别： d）在满足定位和强度要求的基础上，尽量缩短定位销尺寸； e）宜采用成对的平行定位销来完全约束两个配合面，其中一个销插在安装孔内，可以减少两个平 移自由度，另一个销插在一个短槽内，减少安装孔的一个转动自由度； 电气件定位销采用紧凑、可控的球头销： g）电气件定位销在球头销和圆柱销安装完成后，再安装电气触针； h）电气件定位销定位接头的固定点与触针靠近，触针尽量分布在一个中央卡扣的周围

a）设计定位销的长度和直径时考虑遥操作方法和预期载荷； b）降低在安装和工作过程中侧向力对机械定位销的影响； ）优先设计在被安装的部件上，以作为视觉识别； d）在满足定位和强度要求的基础上，尽量缩短定位销尺寸； e）宜采用成对的平行定位销来完全约束两个配合面，其中一个销插在安装孔内，可以减少两个平 移自由度，另一个销插在一个短槽内，减少安装孔的一个转动自由度； ）电气件定位销采用紧凑、可控的球头销： g）电气件定位销在球头销和圆柱销安装完成后，再安装电气触针； h）电气件定位销定位接头的固定点与触针靠近，触针尽量分布在一个中央卡扣的周围

6.3.10.4导向销

导向销需考虑以下因素： a）采用导向销以降低定位销初始定位的不准确性； b）根据设计需求不同，导向销宜安装在部件或者配合部件上； c）导向销的长度决定于接口的性质和装配期间的可视性，可视性差时采用长导向销

螺栓需考虑以下因素： a）螺栓优先选择符合国家标准的内六角沉头螺栓，内六角槽采用铣或者锻造加工；当不能使用内 六角螺栓时，宜采用标准尺寸的外六角螺栓或十二角螺栓； b）在远程装配期间，采用大公差的外螺纹以便于定位： c）螺纹有良好的表面粗糙度，没有裂纹和碎屑，便于安装和拆卸

6.3.10.6螺钉及螺母

在满足国家标准要求的同时，螺钉及螺母还需考虑以下因素： a）螺钉宜采用末端设计为60°夹角的锥形螺钉，便于安装和定位 b）螺钉和螺母配合尽量采用粗牙间隙配合，防止热胀冷缩咬合

6.3.10.7电气连接头

电气连接头需考虑以下因素： 电气连接头能被远程插入和取出，并且可以被维护设备轻松地取出； b） 电气连接头的安装位置避免在移除部件时发生碰撞； C） 电气连接头之间有足够的间隙，以便维护设备能远程操作电气连接头； d） 电气连接头及安装插座沿槽远程安装，在安装之前，将其安全固定； e) 电气连接头采用模块化设计，每个连接针头之间间隔8mmCCGF 401.1-2008 复混肥料 (复合肥料)，未端采用玻璃绝缘屏蔽线缆 包裹； 电气连接头采用两组定位销以实现逐步定位连接头，防止针头因定位不准而受损失

电气连接头需考虑以下因素： a） 电气连接头能被远程插入和取出，并且可以被维护设备轻松地取出； b 电气连接头的安装位置避免在移除部件时发生碰撞： C 电气连接头之间有足够的间隙，以便维护设备能远程操作电气连接头； d 电气连接头及安装插座沿槽远程安装，在安装之前，将其安全固定； e) 电气连接头采用模块化设计，每个连接针头之间间隔8mm，末端采用玻璃绝缘屏蔽线缆 包裹； f 电气连接头采用两组定位销以实现逐步定位连接头，防止针头因定位不准而受损失

6.3.10.8流体连接头

包括水路连接头及用于维护时吹扫气体的气路连接头，流体连接头在满足国家标准要求的同时 考虑以下因素：

GB/T 39225.12020

a）水管采用有密封要求的快换接头，该接头选设计有供维护设备拆除的凸起按钮CB/T 4388-2013 船用变压器，以便于维护和 更换； b 快换接头宜采用双节流阀（插头和插座），建议插头设计为固定部分，以便于维护设备在抓取连 接头的同时按下取出按钮； c）两个相邻连接头之间的最小距离为40mm，以便于维护设备可以直接操作连接头： d）为协助远程装配和拆卸连接头和软管，可设计统一的抓取结构，实现维护设备在抓取连接头的 同时按下取出按钮，便于遥操作维护操作； 所有设备与跨接线和跨接管之间的连接头垂直安装，且宜向下安装，与垂直轴的夹角不超过 30°，否则，需采用额外的支撑结构以防止连接头线缆和管路缠绕造成事故