CN102231289B - 球床高温堆燃料元件外观完整性自动检测机构 - Google Patents

球床高温堆燃料元件外观完整性自动检测机构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种球床高温堆燃料元件外观完整性自动检测机构，属于反应堆工程设备领域。所述自动检测机构包括：机架、检测组件、夹具组件、夹具旋转组件、元件导轨组件。本发明可以实现新燃料元件的准确定位，有效夹持及充分旋转，完成元件的两次自动检测过程，因而适用于对球床高温堆燃料元件进行外观完整性检查。

Description

球床高温堆燃料元件外观完整性自动检测机构
技术领域
本发明涉及反应堆工程设备领域，尤其涉及一种球床高温堆燃料元件外观完整性自动检测机构。 
背景技术
高温气冷堆具有燃料元件连续循环、不停堆换料的特点，所用燃料为一种直径为60毫米的球形元件，每天需向堆芯补充一定量的新燃料，并卸出相应量的乏燃料。燃料元件加工制造完成后，经厂外运输送达核电站使用，因运输及吊装过程的颠簸及操作可能造成新燃料元件外观完整性的损伤，为避免损伤，超标的新燃料元件被装入堆芯，需要在新燃料装料过程对元件进行外观完整性检查。由于每天新燃料装料量较大，因而需要采用自动化机构实现这一检测过程。目前还没有一种可以实现新燃料元件外观完整性检测的自动化检测机构。 
发明内容
(一)要解决的技术问题 
本发明要解决的技术问题是：如何实现球床高温堆燃料元件的有效、完整的外观自动化检测。 
(二)技术方案 
为解决上述技术问题，本发明提供了一种球床高温堆燃料元件外观完整性自动检测机构，包括：弧形导轨、被动旋转元件夹、元件夹支架驱动器、元件夹支架、主动旋转元件夹、主动旋转元件夹电机、检测探头限距轮、检测探头、检测探头齿轮箱、齿轮箱电机； 
检测探头齿轮箱安装在所述弧形导轨上，齿轮箱电机与检测探头齿轮箱连接，以驱动检测探头齿轮箱在所述弧形导轨上往复移动； 
所述检测探头安装在检测探头齿轮箱上； 
检测探头限距轮安装在检测探头的一个面上； 
被动旋转元件夹和主动旋转元件夹均安装在元件夹支架上，所述主动旋转元件夹电机与主动旋转元件夹连接，用于驱动主动旋转元件夹旋转； 
元件夹支架驱动器与元件夹支架连接。 
优选地，所述弧形导轨为弧形齿条导轨。 
优选地，还包括安装在检测探头齿轮箱上的检测探头缓冲弹簧。 
优选地，还包括构成连杆机构的四个元件夹支架连杆，所述连杆机构铰接在所述元件夹支架上。 
优选地，所述元件夹支架包括平行的两个杆，被动旋转元件夹和主动旋转元件夹分别安装在所述两个杆上，在两个杆之间安装有元件夹支架阻尼弹簧。 
优选地，还包括元件挡板滑道、元件挡板和挡板驱动器，元件挡板滑道安装在元件挡板上，挡板驱动器与元件挡板连接，以驱动元件挡板沿元件挡板滑道往复运动。 
优选地，还包括机架，所述弧形导轨安装在机架上。 
优选地，还包括元件导轨、安装在机架上的元件导轨驱动器，所述元件导轨驱动器与元件导轨连接，以驱动元件导轨上下运动。 
优选地，还包括安装在机架上的旋转支架和旋转支架电机，所述旋转支架电机与所述旋转支架连接，以驱动旋转支架旋转。 
优选地，被动旋转元件夹、元件夹支架驱动器、元件夹支架元件夹支架连杆、元件夹支架阻尼弹簧、主动旋转元件夹和主动旋转元件夹电机均安装在所述旋转支架上。 
（三）有益效果 
本发明通过所设计的夹具组件可以实现燃料元件的准确定位；通过所设计的夹具旋转组件和元件导轨组件能有效实现元件的夹持及充分旋转，通过所设计的检测组件能够完成元件的自动检测。其中由 于设置有旋转支架，可以错开元件的第一次夹持面实现对元件的二次检测，从而避免漏检，因而本发明适用于对球床高温堆燃料元件进行外观完整性检查。 
附图说明
图1是依据本发明实施方式的燃料元件外观完整性自动检测机构示意图正视图； 
图2是依据本发明实施方式的燃料元件外观完整性自动检测机构左视图； 
图3是依据本发明实施方式的燃料元件外观完整性自动检测机构仰视图。 
其中，1：机架；2：弧形齿条导轨；3：元件挡板滑道；4：元件挡板；5：挡板驱动器；6：被动旋转元件夹；7：元件夹支架驱动器；8：元件夹支架；9：旋转支架；10：旋转支架电机；11：元件导轨驱动器；12：元件夹支架连杆；13：元件夹支架阻尼弹簧；14：元件导轨；15：主动旋转元件夹；16：主动旋转元件夹电机；17：检测探头限距轮；18：检测探头；19：检测探头缓冲弹簧；20：检测探头齿轮箱；21：齿轮箱电机；22上游球流管路；23下游球流管路。 
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。 
如图1～3所示，为本发明实施例提供的一种球床高温堆燃料元件外观完整性自动检测机构示意图。所述检测机构包括机架1、检测组件、夹具组件、夹具旋转组件和元件导轨组件。其中的构件主要包括：1：机架；2：弧形齿条导轨；3：元件挡板滑道；4：元件挡板；5：挡板驱动器；6：被动旋转元件夹；7：元件夹支架驱动器；8：元件夹支架；9：旋转支架；10：旋转支架电机；11：元件导轨驱动器；12：元件夹支架连杆；13：元件夹支架阻尼弹簧；14：元件导轨；15： 主动旋转元件夹；16：主动旋转元件夹电机；17：检测探头限距轮；18：检测探头；19：检测探头缓冲弹簧；20：检测探头齿轮箱；21：齿轮箱电机。 
检测组件包括弧形齿条导轨2、检测探头齿轮箱20、齿轮箱电机21、检测探头18、检测探头缓冲弹簧19以及检测探头限距轮17。弧形齿条导轨2固定在机架1上，检测探头齿轮箱20安装在弧形齿条导轨2上并可由齿轮箱电机21驱动着沿弧形齿条导轨2往复移动，检测探头18以活塞形式安装在检测探头齿轮箱20上，由检测探头缓冲弹簧19提供与球床高温堆的被测燃料元件(为图1中的球形元件)接触时的缓冲阻尼，检测探头限距轮17安装在检测探头18的与被检燃料元件相对的面上，在需要保证检测间距时提供限位功能。 
夹具组件由元件夹支架8、被动旋转元件夹6、元件夹支架驱动器7、元件夹支架连杆12、元件夹支架阻尼弹簧13、主动旋转元件夹15和主动旋转元件夹电机16构成。被动旋转元件夹6和主动旋转元件夹15通过轴承分别安装在元件夹支架8的两个平行的杆上，并位于同一轴线，当检测元件时，主动旋转元件夹电机16驱动主动旋转元件夹15旋转，同时带动被测燃料元件和被动旋转元件夹6共同转动。四个元件夹支架连杆12构成连杆结构铰接在元件夹支架8上，由元件夹支架驱动器7驱动，带动被动旋转元件夹6和主动旋转元件夹15夹紧或松开被测燃料元件，元件夹支架阻尼弹簧13为夹持过程提供缓冲。 
夹具旋转组件由旋转支架9和旋转支架电机10构成，夹具旋转组件安装在机架1上，旋转支架9用于安装夹具组件，旋转支架电机10为旋转支架9提供动力。 
元件导轨组件由元件挡板滑道3、元件挡板4、挡板驱动器5、元件导轨14、元件导轨驱动器11构成，实现被测元件的定位和移动。元件挡板滑道3安装在机架1上，挡板驱动器5驱动元件挡板4沿元 件挡板滑道3往复运动。元件导轨驱动器11安装在机架1上，驱动元件导轨14上下运动。 
燃料元件外观完整性检测机构安装在球床高温堆新燃料供应过程的燃料元件输送管路中进行工作，其工作原理为：启动挡板驱动器5使元件挡板4关断元件导轨14下游出口，沿上游球流管路22(即球形燃料元件输送管路的上游，如图2所示)放入一个被测燃料元件进入元件导轨14，并定位在元件挡板4前，同时启动元件导轨驱动器11，上移元件导轨14至被测燃料元件表面与检测探头限距轮17接触，启动元件支架驱动器7，带动被动旋转元件夹6和主动旋转元件夹15夹紧被测元件，启动挡板驱动器5，撤出元件挡板4，启动元件导轨驱动器11，下移元件导轨14至起始位置，启动主动旋转元件夹电机16，带动被动旋转元件夹6、主动旋转元件夹15及被测燃料元件同时旋转，开启检测探头18开始对被测燃料元件表面的缺陷进行无损检测，同时启动齿轮箱电机21带动检测探头齿轮箱20沿弧形齿条导轨2从起点移动至终点，完成第一次检测。启动挡板驱动器5插入元件挡板4，同时升起元件导轨14，松开被动旋转元件夹6和主动旋转元件夹15，启动旋转支架电机10，使旋转支架9带动夹具组件转动一定角度后反向旋转复位，依照上述步骤，重新开始第二次检测。两次检测完成后，被测燃料元件及元件导轨14恢复初始状态，打开元件挡板4，被测燃料元件进入下游球流管路23(如图2所示)进行后续相应处理，所述后续相应处理为现有技术。 
由以上实施例可以看出，本发明提供的一种用于球床高温堆燃料元件外观完整性检测用的自动机构能够实现在核电站新燃料装料过程中对每日装入堆芯的大量燃料元件进行外观结构完整性检测。 
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。 

Claims (10)

1.一种球床高温堆燃料元件外观完整性自动检测机构，其特征在于，包括：弧形导轨、被动旋转元件夹（6）、元件夹支架驱动器（7）、元件夹支架（8）、主动旋转元件夹（15）、主动旋转元件夹电机（16）、检测探头限距轮（17）、检测探头（18）、检测探头齿轮箱（20）、齿轮箱电机（21）；
检测探头齿轮箱（20）安装在所述弧形导轨上，齿轮箱电机（21）与检测探头齿轮箱（20）连接，以驱动检测探头齿轮箱（20）在所述弧形导轨上往复移动；
所述检测探头（18）安装在检测探头齿轮箱（20）上；
检测探头限距轮（17）安装在检测探头（18）的一个面上；
被动旋转元件夹（6）和主动旋转元件夹（15）均安装在元件夹支架（8）上，所述主动旋转元件夹电机（16）与主动旋转元件夹（15）连接，用于驱动主动旋转元件夹（15）旋转；
元件夹支架驱动器（7）与元件夹支架（8）连接。
2.如权利要求1所述的自动检测机构，其特征在于，所述弧形导轨为弧形齿条导轨（2）。
3.如权利要求1所述的自动检测机构，其特征在于，还包括安装在检测探头齿轮箱（20）上的检测探头缓冲弹簧（19）。
4.如权利要求1或2或3所述的自动检测机构，其特征在于，还包括构成连杆机构的四个元件夹支架连杆（12），所述连杆机构铰接在所述元件夹支架（8）上。
5.如权利要求4所述的自动检测机构，其特征在于，所述元件夹支架（8）包括平行的两个杆，被动旋转元件夹（6）和主动旋转元件夹（15）分别安装在所述两个杆上，在两个杆之间安装有元件夹支架阻尼弹簧（13）。
6.如权利要求1所述的自动检测机构，其特征在于，还包括元件挡板滑道（3）、元件挡板（4）和挡板驱动器（5），元件挡板滑道（3）安装在元件挡板（4）上，挡板驱动器（5）与元件挡板（4）连接，以驱动元件挡板（4）沿元件挡板滑道（3）往复运动。
7.如权利要求5所述的自动检测机构，其特征在于，还包括机架（1），所述弧形导轨安装在机架（1）上。
8.如权利要求7所述的自动检测机构，其特征在于，还包括元件导轨（14）、安装在机架（1）上的元件导轨驱动器（11），所述元件导轨驱动器（11）与元件导轨（14）连接，以驱动元件导轨（14）上下运动。
9.如权利要求8所述的自动检测机构，其特征在于，还包括安装在机架（1）上的旋转支架（9）和旋转支架电机（10），所述旋转支架电机（10）与所述旋转支架（9）连接，以驱动旋转支架（9）旋转。
10.如权利要求9所述的自动检测机构，其特征在于，被动旋转元件夹（6）、元件夹支架驱动器（7）、元件夹支架（8）、元件夹支架连杆（12）、元件夹支架阻尼弹簧（13）、主动旋转元件夹（15）和主动旋转元件夹电机（16）均安装在所述旋转支架（9）上。
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