CN102818845A

CN102818845A - 用于检测管式结构的装置

Info

Publication number: CN102818845A
Application number: CN2012102628834A
Authority: CN
Inventors: 雒晓卫; 李晓伟; 吴馨莘; 何树延
Original assignee: Tsinghua University
Current assignee: Tsinghua University
Priority date: 2012-07-26
Filing date: 2012-07-26
Publication date: 2012-12-12

Abstract

本发明提供了一种用于检测管式结构的装置，包括：可更换的检查探头，用于对管式结构进行检查，所述检查包括体积检查和表面检查；电缆，与所述可更换的检查探头相连，用于将所述可更换的检查探头检测得到的信号传输到控制系统；电缆送入和抽出装置，用于控制所述电缆送入和抽出的速度，以及对所述管式结构中存在的缺陷进行轴向定位；水力驱动装置，用于在所述管式结构内产生水流以驱动所述电缆；控制系统，用于控制所述电缆送入和抽出装置和所述水力驱动装置，以及对来自电缆的检测信号进行处理。本发明采用水力驱动的方法，解决螺旋管式换热器或蒸汽发生器的可达性难题，以实现螺旋管式换热器或蒸汽发生器的体积以及表面检查。

Description

用于检测管式结构的装置

技术领域

本发明涉及热力工程技术领域，特别涉及用于检测管式结构的装置。

背景技术

为了提高热力循环系统的效率，主要的做法是提高载热工质的温度和压力。高温高压条件下，载热工质一般都为气相工质。在此情况下出现了大量的气-气换热器或用气加热的蒸汽发生器。由于气相介质的传热系数没有液相介质的传热系数大，使得换热管的长度变得更长，需采用紧凑型的换热器。同时考虑到换热管在高温下的热膨胀问题，以及蒸汽发生器水/蒸汽侧避免出现汽-液两相流不稳定流动所要求的最小临界流量等问题，通常情况下这种换热器或蒸汽发生器均采用螺旋管式结构。

为了避免螺旋管换热管和蒸汽发生器在服役过程中，发生泄露甚至是爆管等严重事故，需要对换热器或蒸汽发生器进行在役检查，提前发现可能发生事故的换热管，并将其堵塞或更换，进而提高螺旋管式换热器或蒸汽发生器运行的可靠性，并减小相应的经济损失。由于螺旋管式换热器或蒸汽发生器的换热管较长，在役检查的可达性差，目前国际上还没有成熟的专门针对螺旋管式换热器或蒸汽发生器的在役检查设备。

正是在此种情况下，本发明提供了一种可用于螺旋管式换热器或蒸汽发生器的检查设备。

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由于螺旋管式换热器或蒸汽发生器可达性差，现有的在役检查设备无法进行在役检查的问题。

（二）技术方案

为了解决上述问题，本发明提供了一种用于检测管式结构的装置，包括：可更换的检查探头，用于对管式结构进行检查，所述检查包括体积检查和表面检查；电缆，与所述可更换的检查探头相连，用于将所述可更换的检查探头检测得到的信号传输到控制系统；电缆送入和抽出装置，用于控制所述电缆送入和抽出的速度，以及对所述管式结构中存在的缺陷进行轴向定位；水力驱动装置，用于在所述管式结构内产生水流以驱动所述电缆；控制系统，用于控制所述电缆送入和抽出装置和所述水力驱动装置，以及对来自电缆的检测信号进行处理。

优选地，还包括：电缆储存设备，用于以缠绕的方式储存所述电缆。

优选地，还包括：防旋转设备，用于防止电缆在送入或抽出时出现反向旋转，以及使电缆在电缆储存设备中规则缠绕，防止电缆出现滑圈。

优选地，还包括：连接部件，与所述管式结构相连，以便将所述可更换的检查探头送入所述管式结构。

优选地，还包括：水箱，设置在所述管式结构的出口端，用于收集从所述管式结构流出的低压水，以及给所述水力驱动装置供水。

优选地，所述可更换的检查探头是可弯曲的。

优选地，所述可更换的检查探头与所述管式结构的管壁之间最大的间隙不超过所述管式结构名义内径的10%。

优选地，所述电缆的抗拉强度不小于500N。

优选地，在所述电缆外侧相隔一定距离处加装塑料球。

优选地，所述塑料球的直径不小于所述管式结构名义内径的70%。

（三）有益效果

本发明采用水力驱动的方法，解决了螺旋管式换热器或蒸汽发生器在役检查的可达性难题，以实现螺旋管式换热器或蒸汽发生器的体积以及表面检查（目视检查）。

附图说明

下面参照附图并结合实例来进一步描述本发明。其中：

图1为根据本发明实施例的检测管式结构的装置的结构示意图。

图2为根据本发明实施例的检测管式结构的装置中电缆的示意图。

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描述。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所示，本发明实施例描述的用于检测管式结构的装置包括：可更换的检查探头1、电缆2、电缆送入和抽出装置3、电缆的储存设备4、防旋转设备5、水力驱动装置6、控制系统7、连接部件8、螺旋换热管束9、水箱10、耐压水管11、塑料球12。

其中，可更换的检查探头1，用于进行换热管束的检查，包括进行体积检查和表面检查。检查探头1是可更换的，既可以安装可视化探头、也可以安装超声探头和涡流探头，进行换热管束的表面与体积检查。如果选用超声探头，探头应是相控阵换能器，以提高检查的速度。此外，也可以安装刷子等其他的部件，用于去除换热管内壁的结垢。为了确保检查信号可靠性，探头与管壁之间间隙应尽可能的小，其最大的间隙应不超过换热管束名义内径的10%。为了保证探头能够顺利的通过整个螺旋管束，整个探头是可弯曲的，即在探头中不同的零部件间加装易弯曲段，以增加整个探头的可弯性。

电缆2，将测量得到的信号传输到信号的采集与处理系统。电缆2应由足够的抗拉强度，一般要求不小于500N，以防在电缆的送入和抽出的过程中拉断。为了便于电缆送入，可以在电缆外侧相距一定的距离处加装塑料球12，降低电缆与换热管壁之间的摩擦力，同时增大对水流的阻尼系数。所加装的塑料球的直径以及塑料球之间的间距选择应结合实际检查管束的名义直径、横截面的椭圆度、最小螺旋半径等因素综合考虑。塑料球的直径应不小于换热管束名义内径尺寸的70%。所加装的塑料球应该与换热管束管壁之间有较小的摩擦系数，且电缆和塑料球在检查过程中不能污染换热管束。塑料球与电缆之间要求固定死，以防在电缆送入和抽出的过程中发生塑料球与电缆间的滑动。

电缆送入和抽出装置3，控制电缆送入和抽出的速度，同时对缺陷进行轴向的定位。电缆送入和抽出装置3应能准确地确定电缆送入到螺旋管中的长度，以便对检查中发现的缺陷定位。电缆送入和抽出装置3除了保证电缆的送入或抽出速度可控外，还应该保证电缆匀速地送入和抽出。

电缆的储存设备4，采用缠绕的方式储存电缆。

防旋转设备5，防止在电缆的送入或抽出时出现反向的旋转，并确保电缆在储存设备中规则的缠绕，防止出现电缆的滑圈。

水力驱动装置6，在换热管内产生水流以驱动电缆，其主要的参数（如压力和流速）是可以测量和控制的。

控制系统7，作用是接受变送器的信号，保证不同操作部件间的同步性，实现检查数据的获取、处理、以及警报等功能。

连接部件8，将检查设备与换热器或蒸汽发生器换热管连接在一起，以便将检查探头送入换热管。

螺旋换热管束9，为换热器或蒸汽发生器的主要部件，起隔离两侧载热介质，并承受两侧换热介质压差，同时传递热量的作用，在检查时须与连接部件8以及水箱10连接起来，以便电缆2和检查探头1能够在水压的驱动下在螺旋管束中移动，并对螺旋管束进行检查。

水箱10，设置在螺旋换热管束9的出口端，用于收集从换热管流出的低压水（大气压），同时给水力驱动装置供水，以实现水的循环流动，水箱的水压须低于水力驱动装置的压头，其压差用于驱动电缆在螺旋管中的移动。

耐压水管11，将水力驱动装置6和水箱10连接起来，与水力驱动装置、换热管、连接部件和水箱等一起建立环路，以实现水的循环流动，为水力驱动装置6供水。

利用本设备对螺旋管式换热器或蒸汽发生器的换热管进行在役检查时，首先需保证换热器或蒸汽发生器处于停止工作状态，即换热器或蒸汽发生器为常温常压状态。然后打开换热器或蒸汽发生器的联箱法兰或者封头法兰，以便换热管9的两端暴露。利用水管11将换热管9的一端与水箱10连接起来。对于有的换热器或蒸汽发生器在换热管9的入口安装了节流组件，由于节流组件的孔径很小，检查检查探头1不能通过，此时需将安装节流组件的端头与水箱10连接起来。通过耐压水管11将水箱与水力驱动装置6连接起来。并通过控制系统7，实现对水力驱动装置6压力的控制。控制系统7同时对电缆的送入和抽出装置3进行控制，以控制电缆2的送入和抽出的速度，同时对缺陷进行轴向的定位。控制系统7同时对电缆2导出的检测信息进行采集、存储、处理，保证不同操作部件间的同步性，并当系统出现问题时能够及时的进行报警等。电缆2，主要的作用是提供检查用的电源以及传输信号。电缆2通过电缆的储存设备4采用缠绕的方式存放。为了保证电缆2在储存设备4中规则的缠绕，设置了防旋转设备5。防旋转设备5可以防止电缆2在送入或抽出时出现反向的旋转，防止出现电缆2的滑圈。在进行检查时，电缆2端部需要安装可更换的检查探头1，以实现对螺旋式换热管的体积检查和表面检查（目视检查）。电缆2通过管道11（在管道的内部移动）和连接部件8，进入到换热器或蒸汽发生器换热管9。其中连接部件8用于实现管道11与换热管的联通和密封。

本发明实施例中描述的检测装置是用于检测螺旋管式换热器或蒸汽发生器的检查设备，但本发明不限于此，该检测装置可以用于检测各种管式结构。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims

1.一种用于检测管式结构的装置，其特征在于，包括：

可更换的检查探头，用于对管式结构进行检查，所述检查包括体积检查和表面检查；

电缆，与所述可更换的检查探头相连，用于将所述可更换的检查探头检测得到的信号传输到控制系统；

电缆送入和抽出装置，用于控制所述电缆送入和抽出的速度，以及对所述管式结构中存在的缺陷进行轴向定位；

水力驱动装置，用于在所述管式结构内产生水流以驱动所述电缆；

控制系统，用于控制所述电缆送入和抽出装置和所述水力驱动装置，以及对来自电缆的检测信号进行处理。

2.如权利要求1所述的用于检测管式结构的装置，其特征在于，还包括：

电缆储存设备，用于以缠绕的方式储存所述电缆。

3.如权利要求2所述的用于检测管式结构的装置，其特征在于，还包括：

防旋转设备，用于防止电缆在送入或抽出时出现反向旋转，以及使电缆在电缆储存设备中规则缠绕，防止电缆出现滑圈。

4.如权利要求1所述的用于检测管式结构的装置，其特征在于，还包括：

连接部件，与所述管式结构相连，以便将所述可更换的检查探头送入所述管式结构。

5.如权利要求1所述的用于检测管式结构的装置，其特征在于，还包括：

水箱，设置在所述管式结构的出口端，用于收集从所述管式结构流出的低压水，以及给所述水力驱动装置供水。

6.如权利要求1~5之一所述的用于检测管式结构的装置，其特征在于，所述可更换的检查探头是可弯曲的。

7.如权利要求1~5之一所述的用于检测管式结构的装置，其特征在于，所述可更换的检查探头与所述管式结构的管壁之间最大的间隙不超过所述管式结构名义内径的10%。

8.如权利要求1~5之一所述的用于检测管式结构的装置，其特征在于，所述电缆的抗拉强度不小于500N。

9.如权利要求1~5之一所述的用于检测管式结构的装置，其特征在于，在所述电缆外侧相隔一定距离处加装塑料球。

10.如权利要求9所述的用于检测管式结构的装置，其特征在于，所述塑料球的直径不小于所述管式结构名义内径的70%。