CN102539525B - 压力容器顶盖贯穿管件超声自动检查装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及反应堆压力容器无损安全检测技术，具体公开了一种压力容器顶盖贯穿管件超声自动检查装置。升降气缸带动车架及车架内的升降机构同步升降，驱动升降机构带动升降轴和旋转轴一起升降，旋转电机带动旋转轴转动，使探头能够准确顺利进入贯穿件，实现对贯穿件的超声自动检查；工作时弹性密封圈下弯，贴合在贯穿件的喇叭口内壁，静态封水，使得贯穿件内的水少量下漏，设计接水盘，使得从喇叭口下漏的水汇集在盘内，从疏水嘴导出；设计弹性橡胶圈，使得上层压板接触喇叭口时，能够得到一定的弹性缓冲，避免撞击贯穿件；通过O型密封圈、上部封水油毡、中部封水油毡和下部封水油毡，通过适度挤压，动态密封，确保部件之间的密封安装。

Description

压力容器顶盖贯穿管件超声自动检查装置

技术领域

本发明属于反应堆压力容器无损安全检测技术，具体涉及一种贯穿管件超声自动检查装置。

背景技术

核电站反应堆压力容器顶盖是内径SR890mm，壁厚157mm的半球体，顶部朝上，像一个口朝下的锅。在顶盖上贯穿安装许多管件，简称贯穿件，其内径Φ70mm，壁厚17.5mm，在其下部通过J型焊缝与顶盖内壁焊接在一起，构成核岛一回路主系统压力边界，下端配装一个喇叭状的导向装置，简称喇叭口。顶盖贯穿件内部容纳控制反应堆运行的控制棒，同时也是控制棒运行的通道。

反应堆压力容器顶盖贯穿件J型焊缝如果出现穿透性裂缝，就会发生放射性介质泄漏，并影响控制棒驱动机构的正常运行。根据欧、美多国核电站的经验反馈，必须对J型焊缝实施超声检测，以预防出现穿透性裂缝。

由于顶盖上部和贯穿件外部有许多固定机构阻挡，在这些位置不可能实施超声检测。顶盖内壁都实施过打磨，表面极不平整，也难以在顶盖内表面实施超声检测。反应堆停堆期间，压力容器顶盖放置在隔离间内1米高的4个支撑台上，其内部放射性剂量很高，严禁人员入内检测。这些特殊情况要求必须使用自动检查装置对顶盖贯穿件J型焊缝实施自动超声检测。

目前国际上只有大的检测公司，如法国法玛通等，能够对反应堆压力容器顶盖贯穿件J型焊缝实施自动超声检查，但是其设备的操作难度大，而且售价非常高，不能直接应用于我国同类型不同规格的顶盖贯穿件的自动超声检查，适应性差，难以满足我国核电站对该项检测的要求。

另外，对顶盖贯穿件实施超声自动检测，必须要求检测探头完全浸没水中以实现超声波稳定耦合，因此要求自动超声检查装置的封水性要好。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够对压力容器顶盖贯穿件实施自动超声检测的、操作简单且便于控制的、适应性好的压力容器顶盖贯穿管件超声自动检查装置。

本发明的技术方案如下：

一种压力容器顶盖贯穿管件超声自动检查装置，它包括车架，车架两侧设有固定块和导轨，导轨内设有导轮总成；所述车架一侧还固定设有升降气缸，升降气缸的活塞杆连接一个升降架，该升降架固定在固定块上；车架上表面开有圆孔，在圆孔处设有护环并在上表面放置弹性橡胶圈；圆孔内设有堵头焊接结构，所述堵头焊接结构为圆筒形，筒外加工有法兰台，法兰台卡在弹性橡胶圈上；堵头焊接结构顶端固定设有下层夹板、弹性密封垫和上层压板；堵头焊接结构内设有升降轴，升降轴内设有旋转轴，旋转轴穿过下层夹板、弹性密封垫和上层压板，并且卡在升降轴的上表面上；旋转轴顶端固定设有探头；升降轴下端设有法兰，通过法兰固定连接连接板，旋转轴穿过法兰固定连接旋转啮合齿轮；旋转啮合齿轮与固定设在连接板上的旋转传动齿轮啮合，该旋转传动齿轮由固定在连接板上的旋转电机带动；所述的堵头焊接结构还固定连接升降丝杆座，升降丝杆座上表面开孔，孔内设有轴承，轴承内设有大导程丝杆副，大导程丝杆副顶端套装升降啮合齿轮，所述升降啮合齿轮与固定设有在升降丝杆座上的升降传动齿轮啮合，该升降传动齿轮由固定设有在升降丝杆座上的升降电机带动；大导程丝杆副下端套装有丝杆螺母，该丝杆螺母与连接板固定，并且大导程丝杆副伸出丝杆螺母，其底部套装轴承，该轴承安装在与升降丝杆座下端固定的轴承座内。

本发明的显著效果在于：通过升降气缸带动升降架和车架升降，车架内的升降机构也同步升降，并且通过驱动升降机构带动升降轴和旋转轴一起升降，再通过旋转电机带动旋转轴自身转动，从而使得探头能够准确顺利进入贯穿件，从而能够实现对贯穿件的超声自动检查；通过设计上层压板、下层夹板和弹性密封圈，使得探头进入贯穿件时，弹性密封圈下弯，贴合在贯穿件的喇叭口内壁，静态封水，使得贯穿件内的水少量下漏，并且在下层夹板下方固定安装接水盘，使得从喇叭口下漏的水汇集在盘内，并从疏水嘴导出；进一步的通过在下层夹板下方下方设计弹性橡胶圈，使得上层压板接触喇叭口时，能够得到一定的弹性缓冲，避免撞击贯穿件；同时由于安装了O型密封圈、上部封水油毡、中部封水油毡和下部封水油毡，通过适度挤压，动态密封，确保部件之间的密封安装。

附图说明

图1为本发明的压力容器顶盖贯穿管件超声自动检查装置整体结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为图2的B-B剖视图；

图4为压力容器顶盖贯穿管件超声自动检查装置的检测位置示意图；

图中：1.轴承座；2.连接板；3.丝杆螺母；4.升降轴；5.大导程丝杆副；6.导轮总成；7.升降电机；8.升降丝杆座；9.升降传动齿轮；10.车架；11.下层夹板；12.弹性密封垫；13.上层压板；14.导轨；15.探头；16.水管接头；17.接水盘；18.疏水管嘴；19.升降气缸；20.升降架；21.旋转电机；22.旋转传动齿轮；23.底板；24.旋转啮合齿轮；25.旋转轴；26.密封块；27.探头管线；28.下部封水油毡；29.中部封水油毡；30.堵头焊接结构；31.护环；32.弹性橡胶圈；33.固定块；34.O型密封圈；35.上部封水油毡；36.轮轴；37.升降啮合齿轮；38.后板；39.贯穿件；40.压力容器顶盖。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，车架10的两侧壁上分别固定焊接固定块33，在车架10后侧固定焊接有一块后板38，并在后板38上、车架10的两侧分别固定焊接导轨14，导轨14内分别安装导轮总成6。

所述的导轮总成6共有4组，车架10每侧的导轨14内分别安装有2组，每组的导轮总成6都包括4个导轮，其中2个导轮的轮轴36穿过固定块33对称固定在车架10上，轮轴36与车架10的侧表面垂直，导轮外套装轴承，轴承与导轨14的内壁的两侧接触，使这2个导轮能够在导轨14的内侧壁滚动；另外2个导轮的轮轴36对称固定在导轨14内壁的两侧上，并且放置在固定块33的槽内，轮轴36与车架10的侧表面平行，导轮外套装轴承，轴承与车架10的侧壁接触。使这2个导轮能够在车架10的侧壁上滚动。因此每个导轮总成有两组相互正交的导轮，同时在各自的轨道上滑动。

在车架10底面固定焊接一块底板23，在底板23上、车架10的一侧固定安装一个升降气缸19，该气缸19的活塞杆顶部通过螺钉固定连接一个升降架20，该升降架20与邻近的车架10一侧的固定块33固定连接。

在车架10上表面开有圆孔，孔周围放置弹性橡胶圈32，并通过固定安装在车架10上的护环31将橡胶圈32定位，堵头焊接结构30穿过车架10上的圆孔。该堵头焊接结构30为圆筒形，筒外加工有法兰台，法兰台卡在弹性橡胶圈32上。堵头焊接结构30顶端固定焊接有下层夹板11，在下层夹板11上覆盖一层弹性密封垫12，然后再盖上上层压板13，再通过螺钉将上层压板13、弹性密封垫12和下层夹板11固定。在下层夹板11底部边缘固定焊接一个圆环状的接水盘17，接水盘17的边缘翘起。接水盘17的底部开有疏水孔，孔内安装疏水嘴18。所述上层压板13和下层夹板11均为圆盘状，侧壁为圆锥面。上层压板13和下层夹板11的圆锥角度以及形状相同，下层夹板11略大于上层压板13。所述弹性密封垫12为圆形，其直径大于下层夹板11的直径。在上述上层压板13、弹性密封垫12和下层夹板11对应堵头焊接结构30圆筒的位置均开有同轴的孔，而升降轴4穿过该孔设置在堵头焊接结构30的圆筒内，升降轴4也为圆筒形结构，其内部还设置同样为圆筒形的旋转轴25，该旋转轴25的上表面加工有法兰台，通过法兰台卡在升降轴4的上表面，而探头15固定在旋转轴25上表面的法兰台上，在旋转轴25上开孔，将探头15带有的所有探头管线27穿过旋转轴25的孔，放置在旋转轴25内，并从旋转轴25下端伸出。

另外，在上层压板13、弹性密封垫12和下层夹板11的边缘的同一竖直方向上开有漏水孔，孔内安装水管接头16。该水管接头16位于接水盘17的圆环内。

升降轴4的底部固定有法兰，旋转轴25穿过该法兰套装入旋转啮合齿轮24内，并固定连接，并通过密封块26将下端口密封。并且升降轴4也通过其底部法兰固定安装在连接板2上。连接板2上还固定安装有旋转传动齿轮22，它由固定在连接板2上的旋转电机21带动。旋转传动齿轮22与旋转啮合齿轮24啮合，并带动旋转啮合齿轮24转动，从而能带动旋转轴25在升降轴4内部转动。

如图1所示，堵头焊接结构30的中部通过法兰结构固定焊接升降丝杆座8，升降丝杆座8的上板面上方安装升降传动齿轮9，该升降传动齿轮9由固定安装在升降丝杆座8上板面下方的升降电机7带动。

图2和图3所示，升降丝杆座8的上板面上方还安装有升降啮合齿轮37，升降啮合齿轮37与大导程丝杆副5固定连接，大导程丝杆副5外套装有安装在升降丝杆座8上板面内的轴承，升降啮合齿轮37压住该轴承。大导程丝杆副5下部套装有丝杆螺母3，该丝杆螺母3固定在连接板2上。并且大导程丝杆副5伸出丝杆螺母3，其底部套装轴承，升降丝杆座8的下板面固定连接轴承座1，该轴承安装轴承座1内。

为了保证密封防水性，在升降轴4上部和下层夹板11之间、以及升降轴4上部与旋转轴25上部之间均安装了上部封水油毡35和O型密封圈34；而在堵头焊接结构30和升降轴4之间安装了中部封水油毡29。在升降轴4底部法兰与旋转轴25之间安装了下部封水油毡28。

工作时，升降气缸19工作带动其顶部的活塞杆升降时，带动升降架20升降，升降架20又带动车架10同步升降。车架10通过弹性橡胶圈32带动堵头焊接结构30升降。堵头焊接结构30一方面带动其上部固定连接的下层夹板11、弹性密封垫12和上层压板13同步升降，另一方面又带动其下部连接的升降丝杆座8同步升降。升降丝杆座8带动安装在其上的升降电机7、升降传动齿轮9、升降啮合齿轮37和大导程丝杆副5升降，大导程丝杆副5带动丝杆螺母3、连接板2、轴承座1升降，此时连接板2也带动升降轴4和旋转轴25也一起同步升降。

升降电机7工作，带动升降传动齿轮9转动，从而使升降啮合齿轮37转动，升降啮合齿轮37带动大导程丝杆副5旋转，大导程丝杆副5旋转驱动丝杆螺母3升降，丝杆螺母3升降带动连接板2、轴承座1、旋转电机21，旋转轴驱动齿轮22以及升降轴4和旋转轴25等一起同步升降。

旋转电机21工作，通过旋转传动齿轮22和旋转啮合齿轮24驱动旋转轴25旋转，旋转轴25带动探头15旋转。

图4所示，贯穿件39的下端安装在压力容器顶盖40上，其下端为喇叭口，本发明的压力容器顶盖贯穿管件超声自动检查装置安装在贯穿件39下方，操作自动检查装置，使上层压板13、弹性密封垫12和下层夹板11一起封堵贯穿件39下端的喇叭口。由于车架10与堵头焊接结构30之间安装有弹性橡胶圈32，在上层压板13接触喇叭口时，能起弹性缓冲作用；又由于上层压板13和下层夹板11之间的弹性密封垫12，弹性密封垫12伸入喇叭口时，从水平状态向下弯折，也能起到弹性缓冲作用，因此确保上层压板13柔性接触喇叭口，保护被检贯穿件39。上层压板13的尺寸加工成与喇叭口尺寸相适合，而其圆锥面正好进入到喇叭口内，并与喇叭口内部完全吻合。弹性密封垫12在弯折至完全贴附在下层夹板11表面时，紧紧贴在喇叭口下半部内壁上，能够静态封水，只发生少量渗漏。

Claims (5)

1.一种压力容器顶盖贯穿管件超声自动检查装置，其特征在于：它包括车架(10)，车架(10)两侧设有固定块(33)和导轨(14)，导轨(14)内设有导轮总成(6)；所述车架(10)一侧还固定设有升降气缸(19)，升降气缸(19)的活塞杆连接一个升降架(20)，该升降架(20)固定在固定块(33)上；车架(10)上表面开有圆孔，在圆孔处设有护环(31)并在上表面放置弹性橡胶圈(32)；圆孔内设有堵头焊接结构(30)，所述堵头焊接结构(30)为圆筒形，筒外加工有法兰台，法兰台卡在弹性橡胶圈(32)上；堵头焊接结构(30)顶端固定设有下层夹板(11)、弹性密封垫(12)和上层压板(13)；堵头焊接结构(30)内设有升降轴(4)，升降轴(4)内设有旋转轴(25)，旋转轴(25)穿过下层夹板(11)、弹性密封垫(12)和上层压板(13)，并且卡在升降轴(4)的上表面上；旋转轴(25)顶端固定设有探头(15)；升降轴(4)下端设有法兰，通过法兰固定连接连接板(2)，旋转轴(25)穿过法兰固定连接旋转啮合齿轮(24)；旋转啮合齿轮(24)与固定设在连接板(2)上的旋转传动齿轮(22)啮合，该旋转传动齿轮(22)由固定在连接板(2)上的旋转电机(21)带动；所述的堵头焊接结构(30)还固定连接升降丝杆座(8)，升降丝杆座(8)上表面开孔，孔内设有轴承，轴承内设有大导程丝杆副(5)，大导程丝杆副(5)顶端套装升降啮合齿轮(37)，所述升降啮合齿轮(37)与固定设有在升降丝杆座(8)上的升降传动齿轮(9)啮合，该升降传动齿轮(9)由固定设有在升降丝杆座(8)上的升降电机(7)带动；大导程丝杆副(5)下端套装有丝杆螺母(3)，该丝杆螺母(3)与连接板(2)固定，并且大导程丝杆副(5)伸出丝杆螺母(3)，其底部套装轴承，该轴承安装在与升降丝杆座(8)下端固定的轴承座(1)内。

2.如权利要求1所述的压力容器顶盖贯穿管件超声自动检查装置，其特征在于：所述升降轴(4)和下层夹板(11)之间设有上部封水油毡(35)和O型密封圈(34)；所述堵头焊接结构(30)和升降轴(4)之间设有中部封水油毡(29)；所述升降轴(4)底部法兰与旋转轴(25)之间设有下部封水油毡(28)。

3.如权利要求1或2所述的压力容器顶盖贯穿管件超声自动检查装置，其特征在于：所述下层夹板(11)底部边缘固定焊接一个圆环状的接水盘(17)，接水盘(17)的底部开有疏水孔，孔内安装疏水嘴(18)。

4.如权利要求1或2所述的压力容器顶盖贯穿管件超声自动检查装置，其特征在于：所述上层压板(13)和下层夹板(11)为圆锥式的盘状结构，其圆锥角度相同，下层夹板(11)直径大于上层压板(13)；所述弹性密封垫(12)为圆形，其直径大于下层夹板(11)的直径。

5.如权利要求1或2所述的压力容器顶盖贯穿管件超声自动检查装置，其特征在于：所述旋转轴(25)伸出上层压板(13)的部分开有孔，探头(15)带有的探头管线(27)穿过旋转轴(25)的孔，放置在旋转轴(25)内，并从旋转轴(25)下端口伸出。

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