CN101598682B - 核反应堆压力容器接管安全端焊缝检测设备 - Google Patents

Abstract

一种核反应堆压力容器接管安全端焊缝检测设备，用于对核反应堆压力容器接管与安全端的连接焊缝以及安全端与主管道的连接焊缝进行检测，它包括：焊缝检测设备主体，主体内设置有源罐以及送源装置；气囊组件，气囊组件的中心设置有准直器；以及，轴向定位部件和径向定位部件；径向定位部件包括至少3个沿主体的外圆周表面分布的支撑腿，各支撑腿均包括：固定连接在主体上的套筒、滑动配合连接在套筒上的导向件、以及固定连接在导向件上的伸缩部，伸缩部的外端部上可拆卸地连接有外端面为曲面的连接块。本发明的焊缝检测设备可以适用于不同规格和倾斜角度的接管，同时连接块采用楔形的设计还能够解决焊缝检测设备水平送入接管的过程中发生偏心的问题。

Description

核反应堆压力容器接管安全端焊缝检测设备

技术领域

本发明涉及一种用于核反应堆压力容器接管安全端焊缝检测的射线检测设备。

背景技术

核反应堆压力容器是核反应堆的重要部件，核反应堆压力容器的质量是保证核电设备和核动力装置正常安全运行的关键，为确定压力容器的质量，在核电厂和核动力装置的检验规范和大纲中，对反应堆压力容器的焊缝及其它部位提出了无损检测的强制性要求，并指定分别在投入使用前和运行一定间隔时间内对反应堆压力容器实施役前检查和在役检查。役前检查和在役检查的结果为分析评定压力容器的运行状态将提供极其重要的依据。

核反应堆压力容器检查的实施是个复杂的过程，它必须依赖专用的机械检查设备和电气控制驱动装置来完成。如附图3所示，对核反应堆压力容器接管安全端焊缝检测包括压力容器的进水接管8或出水接管分别与安全端81的连接处、主管道82与安全端81连接处的焊缝检测，其中主管道82与安全端81的连接处为同种金属焊接，即第二道焊缝84；而压力容器的进水接管8与安全端81的连接处为异种金属焊缝，即第一道焊缝83。由于异种材料的焊接容易发生气孔、虚焊、未熔合或未焊透等缺陷，这些缺陷是发生安全事故的隐患，因此需要重点进行检查。

通常对核反应堆压力容器的无损检测主要有超声检测技术和射线检测技术。根据RCCM标准(Design and Construction Rules for Mechanical Components of PWR Nuclear Islands，《压水堆核电站核岛机械设备设计与建造法则》)和RSEM标准(In-Service Inspection Rulesfor Mechanical Components of PWR Nuclear Islands，《压水堆核电站核岛机械设备在役检查规则》)的要求，核反应堆压力容器接管安全端焊缝除了要进行超声检查外，还要进行射线检查。采用射线检测技术的焊缝检测设备，通常包括带有射线源以及送源装置的检测设备主体、用于排除检测位置液体的气囊、连接在主体上用于将主体送入进水接管或出水接管的操纵杆。进行检查时，焊缝检测设备在核反应堆压力容器的内部，通过操纵杆将检测设备缓慢送入位于水下的核反应堆压力容器的进水接管或出水接管中，检测设备被送入进水接管或出水接管之后，需要对其进行定位.进水接管的半径自压力容器向安全端逐渐缩小，并且进水接管内壁面为倾斜的表面，因此不容易对其进行精确的定位；而出水接管的内径则各处相同。

目前研究人员提出一种方法，在本体上设置一些可以伸缩的支撑腿，当作业人员将本体送入进水接管或出水接管之后，这些可以伸缩的支撑腿能够支撑在进水接管或出水接管的内壁面上。然而由于进水接管和出水管的半径不同，并且进水接管的内壁面为倾斜的表面，因此设计者需要找到一种方法使焊缝检测设备在定位时，能够同时适用于进水接管和出水接管；此外，由于不同规格的进水接管和出水接管的半径以及内壁面倾斜角度不同，因此需要配合不同的支撑腿，为方便检测，研发人员希望能够开发一种普遍适用于多种角度倾斜面检测的支撑腿结构和检测设备。此外，在本体伸入到进水接管或出水接管的过程中，容易将进水接管或出水接管的内壁面刮坏，造成新的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种核反应堆压力容器接管安全端焊缝检测设备，其能够适用于核反应堆压力容器的进水接管和出水接管的焊缝检测以及半径不同规格的接管的焊缝检测。

为达到上述目的本发明所采用的技术方案是：一种核反应堆压力容器接管安全端焊缝检测设备，用于对核反应堆压力容器接管与安全端的连接焊缝以及安全端与主管道的连接焊缝进行检测，它包括：

焊缝检测设备主体，所述的主体内设置有内部装有射线源的源罐以及用于将所述的源罐内的射线源送入准直器的送源装置；

气囊组件，用于在检测前排除待检测部位的液体，所述的准直器位于所述的气囊组件的中心；以及，

分别用于使所述的主体在待测接管内进行轴向定位和径向定位的轴向定位部件以及径向定位部件；

所述的径向定位部件沿所述的本体的径向可伸缩，所述的径向定位部件包括至少3个沿所述的主体的外圆周表面分布的支撑腿，所述的支撑腿包括：固定连接在所述的主体上的套筒、滑动配合连接在所述的套筒上的导向件、以及固定连接在所述的导向件上的伸缩部，所述的伸缩部的外端部可拆卸地连接有连接块，该连接块的外端面为曲面，优选地，所述的连接块的外端面与待测接管的内壁面的曲率相同，并且在过待测接管的轴心线的平面上，所述的连接块的投影为楔形。

本发明更进一步地技术方案是：所述的径向定位部件的前部还设置有软性保护部件，当所述的径向定位部件处于收缩状态时，所述的软性保护部件的外端面凸出于所述的径向定位部件的外圆周表面；当所述的径向定位部件处于伸长状态时，所述的径向定位部件的外圆周表面凸出于所述的软性保护部件的外端面。

所述的软性保护件为可转动地连接在所述的套筒上的滚轮。

所述的连接块和滚轮均为橡胶材质。

所述的至少3个支撑腿均匀分布在所述的主体的外圆周表面上。

所述的径向定位部件包括一个上支撑腿、一个下支撑腿以及一对侧支撑腿，所述的上支撑腿与下支撑腿之间呈180度角，所述的一对侧支撑腿对称分布在所述的下支撑腿的两侧。

所述的套筒内设置有驱动气缸，所述的伸缩部固定连接在所述的驱动气缸的活塞杆上。

通过以上技术方案使得本发明具有如下优点：连接块可拆卸地连接在支撑腿的伸缩部上，通过更换倾斜角度不同的连接块，使得本发明的焊缝检测设备可以适用于核反应堆压力容器的进水接管以及出水接管的焊缝检测，也适用于不同半径规格接管的检测，同时采用楔形的连接块还能够解决焊缝检测设备水平送入待测接管时发生偏心的问题；另外，通过设置软性保护件使得焊缝检测设备在伸入接管内时不会划伤接管的内壁面。

附图说明

附图1为本发明的焊缝检测设备的主视图；

附图2为本发明的焊缝检测设备的左视图；

附图3为本发明的定位方法的动作过程示意图一(轴向定位前)；

附图4为本发明的定位方法的动作过程示意图二(轴向定位后)；

附图5为本发明的定位方法的动作过程示意图三(径向定位后，检测第一道焊缝时)；

附图6为本发明的定位方法的动作过程示意图四(检测第二道焊缝时)；

附图7为本发明的支撑腿的主视图；

附图8为附图7中沿A-A的剖视图(支撑腿处于收缩状态下)；

附图9为附图7中沿A-A的剖视图(支撑腿处于伸长状态下)；

其中：1、本体；11、主密封箱；13、水平仪；14、外框；

      2、轴向定位部件；21、止推杆；22、传感器；

      3、径向定位部件；30、上支撑腿；31、下支撑腿；32、侧支撑腿；33、导向件；34、驱动气缸；35、伸缩部；36、连接块；37、套筒；38、销钉；39、滚轮；40、螺钉；

      4、源罐；

      5、送源装置；51、电机；52、丝杆；53、导源管；

      6、气囊组件；61、准直器；62、气囊支架；63、气囊；

      7、操作杆；8、进水接管；81、安全端；82、主管道；83、第一道焊缝；84、第二道焊缝。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细介绍，说明书中的“后侧”指附图1中的左侧，“前侧”指附图1中的右侧。

如附图1所示，一种核反应堆压力容器接管安全端焊缝检测设备，它包括：

焊缝检测设备主体1，所述的主体1内包括有主密封箱11和设在主密封箱11外侧用于连接其它组件的外框14，所述的主密封箱11内设置有内部装有γ源的源罐4以及用于将所述的源罐4内的γ源送入准直器61的送源装置5；

气囊组件6，气囊组件6包括可移动地连接在外框14上的气囊支架62、可膨胀的气囊63、设置在气囊内部的准直器61，外框14上固定连接有电机51，电机51的输出轴上固定有丝杆52，所述的气囊支架62螺纹连接在丝杆52上，通过控制电机51可使气囊63在检查前被送到焊缝处即曝光点，并充气膨胀，从而排除待检查部位的液体；

送源装置5，其用于将源罐4内的放射源送入准直器中；

操作杆7，所述的操作杆7固定连接在所述的本体1的后部，用于将本体1推入待测的接管内，本实施例中以核反应堆压力容器进水接管8的检测为例进行说明。

所述的主体1的后端部连接有凸出于本体1的外圆周表面的轴向定位部件2，所述的轴向定位部件2在所述的主体被推入进水接管8之后抵在核反应堆压力容器的侧壁面上。具体地说，所述的轴向定位部件2可以是一个半径大于主体1的圆盘或凸台，在本实施例中所述的轴向定位部件2包括固定连接在所述的本体1上的四个止推杆21，各止推杆21沿圆周方向均匀分布在所述的主体1的外侧，止推杆21先沿主体1的径向延伸一段距离而后向前弯折并沿主体1的轴向延伸一段距离，且各止推杆21的前端部分别设置有接触式传感器22。仪器在设计的时候根据核反应堆压力容器的侧壁面与进水接管8结合处的形状，将轴向定位部件2设置成当四个传感器22均接触到核反应堆压力容器的侧壁面时，主体1的中心线为水平，通过实时检知传感器22所发出的信号，可以知道检测设备主体1是否已大致水平；为更精确的调整主体1的水平度，主密封箱11内还设置有电子水平仪13，主体1完成轴向定位以后，还可以通过前后微微晃动操作杆7，对焊缝检测设备的水平状态进行微调，观测电子水平仪13，直到其显示水平则完成了焊缝检测设备的轴向定位，在调整的过程中保证传感器22始终接触核反应堆压力容器的侧壁面。

完成轴向定位以后，还需要对焊缝检测设备进行径向定位，从而将其进一步固定。主体1上沿轴向设置有两组沿本体1的径向可伸缩的径向定位部件3，在所述的主体1轴向定位以后，所述的径向定位部件3支撑在进水接管8的内壁面上，对所述的主体1进行径向定位。进一步地说，所述的径向定位部件3可发生径向膨胀，从而抵紧在进水接管8的内壁面上。本实施例中径向定位部件3包括多个沿所述的主体1的外圆周表面分布的支撑腿，所述的多个支撑腿30包括一个上支撑腿30、一个下支撑腿31以及一对侧支撑腿32，所述的上支撑腿30与下支撑腿31之间呈180度角，所述的一对侧支撑腿32对称分布在所述的下支撑腿31的两侧，这样的结构能够更益于稳定地固定主体1。上述的多个支撑腿也可以选择沿圆周方向均匀分布在所述的主体1的外圆周表面上。

所述的各支撑腿包括：固定连接在所述的主体1上的套筒37、滑动配合连接在所述的套筒37上的导向件33、以及固定连接在所述的导向件13上的伸缩部35，所述的套筒37内设置有驱动气缸34，所述的伸缩部35固定连接在所述的驱动气缸34的活塞杆上。

为使本发明的焊缝检测设备普遍适应于各种规格和尺寸的进水接管8或出水接管，伸缩部35的外端部通过螺钉40可拆卸地连接有外端面为曲面的连接块36，在垂直于接管轴线的截面上，连接块36的外端面的投影为弧线，如附图7至附图9所示。由于进水接管8的内壁面存在倾斜的角度，为便于支撑腿的固定，在检测进水接管8时，连接块36选择楔形连接块，其沿进水接管8的轴向向后半径逐渐变大，在过进水接管8的轴心线的平面上，连接块36的投影为楔形；如果是对出水接管进行检测，相应的伸缩部35的外端部则连接一个外端面与待测接管的内壁面曲率相同的连接块36；总之选择连接块时，优选外端面与待测接管的内壁面曲率相同的连接块。此外，连接块36与伸缩部35可拆卸地连接，可以通过选择合适高度的连接块或选择外端面具有合适角度的楔形连接块，使本发明适用于不同尺寸的管道内壁检测。

为使焊缝检测设备在进入进水接管8后进一步保持水平，所述的主体1上沿轴向设置多组径向定位部件3，这样更利于使主体1前部与后部保持水平，同时也使其更可靠地被固定。

为避免焊缝检测设备在向进水接管8送入的过程中，支撑腿与进水接管8的内壁发生碰撞，所述的径向定位部件3的前侧部还设置有软性保护部件，如附图7至9所示，该软性保护件向前向外倾斜地设置在各支撑腿上，该软性保护件可以是橡胶条或凸块等，本实施例中该软性保护件指的是可转动地连接在所述的套筒37上的橡胶滚轮39，该滚轮39为球形，当支撑腿处于收缩状态时，滚轮39的外表面凸出于支撑腿的外圆周表面；当支撑腿处于伸长状态时，支撑腿的外端面凸出于滚轮39的外表面。

为避免支撑腿抵在进水接管8的内壁面上时会刮坏接管，所述的连接块36为橡胶材质。

本发明的焊缝检测设备的整个工作过程如下：

A)、粗定位：操作员站在操作平台上，通过操作杆将所述的焊缝检测设备的主体1缓慢送入进水接管8，使所述的主体1的前端进入进水接管8内，使位于所述的主体1后端的轴向定位部件2与核反应堆压力容器的侧壁面相对；

B)、轴向定位：当4个止推杆21上的传感器22均接触到核反应堆压力容器的侧壁面时，通过前后小幅摆动操作杆7调整焊缝检测设备的水平状态，直到电子水平仪13显示水平为止，在调整的过程中保证4个传感器22始终接触核反应堆压力容器的侧壁面，焊缝检测设备完成轴向定位；

C)、径向定位：伸出支撑腿使其抵在进水接管8的内壁面上，从而完成焊缝检测设备的定位；

D)、焊缝检查：此时，按照预定的设计，气囊组件6应当刚好位于第一道焊缝83处，可以开始对气囊63充气，5-10分钟后，通过送源装置5将γ源送至曝光点(即第一道焊缝83处)进行水下射线检查；第一道焊缝83射线检查完毕后，将γ源收回源罐4中，气囊63排气；若气囊组件6没有按照预定的设计刚好位于第一道焊缝83处，也可以通过移动气囊支架62，调节气囊63的位置，气囊支架62的位置通过电机51和丝杠52能够得到精确的控制。

然后，移动气囊组件6，使其位于第二道焊缝84处，开始对气囊63充气，5-10分钟后，通过送源装置5将γ源送至曝光点处进行水下射线检查；

E)、结束操作：气囊63排气，气囊支架62退回原点，收缩支撑腿，通过操作杆7将焊缝检测设备从进水接管8中缓缓退出来，完成整个检测过程。

Claims (9)

1.一种核反应堆压力容器接管安全端焊缝检测设备，用于对核反应堆压力容器接管与安全端的连接焊缝以及安全端与主管道的连接焊缝进行检测，它包括：

焊缝检测设备主体，所述的主体内设置有内部装有射线源的源罐以及用于将所述的源罐内的射线源送入准直器的送源装置；

气囊组件，用于在检测前排除待检测部位的液体，所述的准直器位于所述的气囊组件的中心；以及，

分别用于使所述的主体在待测接管内进行轴向定位和径向定位的轴向定位部件以及径向定位部件；

其特征在于：所述的径向定位部件沿所述的主体的径向可伸缩，所述的径向定位部件包括至少3个沿所述的主体的外圆周表面分布的支撑腿，所述的支撑腿包括：固定连接在所述的主体上的套筒、滑动配合连接在所述的套筒上的导向件、以及固定连接在所述的导向件上的伸缩部，所述的伸缩部的外端部可拆卸地连接有连接块，所述的连接块的外端面为曲面。

2.根据权利要求1所述的核反应堆压力容器接管安全端焊缝检测设备，其特征在于：所述的连接块的外端面与待测接管的内壁面的曲率相同。

3.根据权利要求1所述的核反应堆压力容器接管安全端焊缝检测设备，其特征在于：在过待测接管的轴心线的平面上，所述的连接块的投影为楔形。

4.根据权利要求1所述的核反应堆压力容器接管安全端焊缝检测设备，其特征在于：所述的径向定位部件的前部还设置有软性保护部件，当所述的径向定位部件处于收缩状态时，所述的软性保护部件的外端面凸出于所述的径向定位部件的外圆周表面；当所述的径向定位部件处于伸长状态时，所述的径向定位部件的外圆周表面凸出于所述的软性保护部件的外端面。

5.根据权利要求4所述的核反应堆压力容器接管安全端焊缝检测设备，其特征在于：所述的软性保护件为可转动地连接在所述的套筒上的滚轮。

6.根据权利要求5所述的核反应堆压力容器接管安全端焊缝检测设备，其特征在于：所述的连接块和滚轮均为橡胶材质。

7.根据权利要求1所述的核反应堆压力容器接管安全端焊缝检测设备，其特征在于：所述的至少3个支撑腿均匀分布在所述的主体的外圆周表面上。

8.根据权利要求1所述的核反应堆压力容器接管安全端焊缝检测设备，其特征在于：所述的径向定位部件包括一个上支撑腿、一个下支撑腿以及一对侧支撑腿，所述的上支撑腿与下支撑腿之间呈180度角，所述的一对侧支撑腿对称分布在所述的下支撑腿的两侧。 

9.根据权利要求1所述的核反应堆压力容器接管安全端焊缝检测设备，其特征在于：所述的套筒内设置有驱动气缸，所述的伸缩部固定连接在所述的驱动气缸的活塞杆上。 

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