CN103482045B - 升降式多功能水下检修平台 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种升降式多功能水下检修平台，它包括机架和设在机架上的升降机构，升降机构与升降台架连接，升降机构驱动升降台架上下移动，升降台架上固定有工作台。该升降式多功能水下检修平台，不但能够用作核反应堆压力容器内部水下检修的作业平台，而且可以用作检修技术开发的实验平台，其应用可以替代检修设备的部分辅助部件，从而简化检修设备自身的结构设计。该水下检修平台能适应核电检修现场的水下作业环境，并具有丰富的固定接口，能兼容多种检修设备，水下升降阻力小，且能在深度方向任何位置停留，可正反向安装设备，无作业死角。因此，能弥补目前的水下作业台架在核电应用中的不足。

Description

升降式多功能水下检修平台

技术领域

本发明涉及一种升降式多功能水下检修平台。

背景技术

核电站反应堆压力容器、接管、堆内构件等，在运行过程中始终处于高温、高压及高放射环境，内部还承受高速水流的冲击，完全有可能因恶劣的工况而出现损伤和失效。若能及时对这些损伤或失效部位进行维修，则可以显著提高电站的发电效率和安全性。然而，其维修作业十分特殊，往往需要在高辐射的水下环境中实施，作业涉及焊接、切割、无损检测、视频监测和远程控制等多门类技术，对设备和工艺要求非常高。因此，需要一种多功能的水下检修平台，用来固定、安装和运输各种功能的检修设备，并能实现深度方向的定位，以此可以大大简化检修设备自身的结构。

目前，国内外绝大多数的反应堆压力容器检修设备均自带支座或水下推进动力系统，并依靠这些辅助部件进行固定或接近检修区域，使检修设备结构复杂，重量较大。已有的有关水下检修平台主要是基于实验研究或海洋工程的应用环境，若将其应用在核电站特殊环境中，尚存在如下缺点：

1、利用液压驱动，且油管与水直接接触，用于核电现场时，有污染一回路冷却剂的风险；

2、液压机构及升降底盘置于整个平台的下部，占据较大的作业空间，使得检修设备无法触及压力容器底封头，形成作业死角；

3、仅作为焊接平台使用，未考虑多种作业设备如水下切割、水下机加等设备的柔性安装，且只能正向安装，与核电检修设备兼容性较差；

4、升降平台在水下升降时阻力较大。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种升降式多功能水下检修平台，用于解决现有技术中的水下检修台架不能适用于核电站特殊环境的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种升降式多功能水下检修平台，它包括机架和设在机架上的升降机构，升降机构与升降台架连接，升降机构驱动升降台架上下移动，升降台架上固定有工作台。

优选的，机架包括位于升降台架上方的上部支架和位于升降台架下方的下部支架，上部支架与下部支架通过多个支撑立柱固定连接。进一步的优选，升降机构包括多个绕工作台周向分布的丝杠，每一丝杠通过一电机带动绕轴线转动，丝杠依次穿过上部支架、升降台架、下部支架，丝杠上套有丝杠螺母，丝杠螺母与升降台架固定，丝杠与上部支架之间设有径向轴承，丝杠与下部支架之间设有轴向推力轴承。再进一步的优选，电机通过减速机与联轴器连接，联轴器与丝杠连接，电机通过减速机、联轴器带动丝杠绕轴线转动。

优选的，工作台包括一个工作台盘。另一种优选，工作台包括至少两个工作台盘，工作台盘从上至下依次排列，相邻的工作台盘之间通过多个连接杆连接，连杆长度可调。

进一步的优选，工作台盘包括工作台内盘、工作台中环和工作台外环，工作台中环套在所述工作台内盘上，工作台外环套在工作台中环上。再进一步的优选，工作台外环的内圆周面沿周向设有伸向工作台中环的第一凸缘，工作台中环的外圆周面沿周向设有伸向工作台外环的第二凸缘，所述第一凸缘、第二凸缘的对应面相互贴合，第一凸缘、第二凸缘通过多个固定螺栓相连接。另一种再进一步的优选，工作台中环的内圆周面沿周向设有伸向工作台内盘的第三凸缘，工作台内盘的外圆周面沿周向设有伸向工作台中环的第四凸缘，第三凸缘、第四凸缘的对应面相互贴合，第三凸缘、第四凸缘通过多个固定螺栓相连接。

进一步的优选，工作台盘设有多个通孔。

上述方案的进一步的优选，升降台架的中部设有上下贯穿的中空部，工作台放置在中空部内，工作台通过多个定位销搭接在升降台架上。

如上所述，本发明升降式多功能水下检修平台，具有以下有益效果：

该升降式多功能水下检修平台，不但能够用作核反应堆压力容器内部水下检修的作业平台，而且可以用作检修技术开发的实验平台，其应用可以替代检修设备的部分辅助部件，从而简化检修设备自身的结构设计。该水下检修平台能适应核电检修现场的水下作业环境，并具有丰富的固定接口，能兼容多种检修设备，水下升降阻力小，且能在深度方向任何位置停留。因此，能弥补目前的水下作业台架在核电应用中的不足。

附图说明

图1显示为本发明升降式多功能水下检修平台的结构示意图。

图2显示为图1所示的升降式多功能水下检修平台的工作台的一种实施方式的结构示意图。

图3显示为图2所示的升降式多功能水下检修平台的工作台的A-A向剖面图。

图4显示为图2所示的升降式多功能水下检修平台的工作台的B-B向剖面图。

图5显示为图1所示的升降式多功能水下检修平台的工作台的另一种实施方式的结构示意图。

元件标号说明

11上部支架

12下部支架

13支撑立柱

14上部固定支座

15下部固定支座

21丝杠

22电机

23丝杠螺母

24径向轴承

25轴向推力轴承

26减速机

27联轴器

3升降台架

31中空部

4工作台

41工作台盘

411工作台内盘

4111第四凸缘

412工作台中环

4121第二凸缘

4122第三凸缘

413工作台外环

4131第一凸缘

42连接杆

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图5。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1所示，本发明提供一种升降式多功能水下检修平台，它包括机架和设在机架上的升降机构，升降机构与升降台架3连接，升降机构驱动升降台架3上下移动，升降台架3上固定有工作台4。该水下检修平台放入水中后，此时可通过升降机构控制升降台架3上下移动，从而控制工作台4上下移动，使位于工作台4上的检修作业设备固定在合适位置，并开展检修工作。

机架包括位于升降台架3上方的上部支架11和位于升降台架3下方的下部支架12，上部支架11与下部支架12通过多个支撑立柱13固定连接。支撑立柱13上端固定有上部固定支座14，支撑立柱13下端固定有下部固定支座15。机架的上部支架11、下部支架12支撑于反应堆压力容器堆内构件支承处或模拟堆坑上，用于承载工作台4及位于工作台4上的检修装置等的重量。该机架采用上部支架11、下部支架12和支撑立柱13组成的框架式结构，可任意设定工作台4的升降位置，无工作死角。

升降机构包括多个绕工作台4周向分布的丝杠21，每一丝杠21通过一电机22带动绕轴线转动，丝杠21依次穿过上部支架11、升降台架3、下部支架12，丝杠21上套有丝杠螺母23，丝杠螺母23与升降台架3固定，丝杠21与上部支架11之间设有径向轴承24，丝杠21与下部支架12之间设有轴向推力轴承25。其中，电机22可通过减速机26与联轴器27连接，联轴器27与丝杠21连接，电机22通过减速机26、联轴器27带动丝杠21绕轴线转动。其中，丝杠21可为滚珠丝杠，也可为梯形螺纹丝杠。

电机22带动丝杠21绕轴线转动，因丝杠螺母23与升降台架3固定，在径向轴承24、丝杠螺母23、轴向推力轴承25的共同作用下将丝杠21的旋转运动转化为升降台架3的上下运动，丝杠21在旋转过程中使丝杠螺母23沿丝杠21上下移动，从而带动升降台架3、工作台4一起上下移动。该水下检修平台放入水中时，电机22部分始终位于水面上方，避免了电线等危险部件与水接触，安全可靠。该升降机构通过采用丝杠21传动，传动平稳，定位精度高，同时有自锁功能，可实现可靠停泊。

该升降机构除了采用每一个丝杠均使用一个电机驱动的方式外，还可采用通过换向器及联轴器等装置将所有丝杠都连接在一起，再采用单个电机驱动的方式操作。该升降机构除了使用电机驱动丝杠传动的方式外，亦可以使用其他实现可实现升降台架3升降的传动形式，如通过卷扬机驱动钢丝索传动、电机驱动齿轮条传动、电机驱动链条传动、由核电顶部吊车提供动力等。

图2所示为工作台4的一种实施方式，工作台4包括一个工作台盘41。图5所示为工作台4的另一种实施方式，工作台4包括至少两个工作台盘41，工作台盘41从上至下依次排列，相邻的工作台盘41之间通过多个连接杆42连接，且相连的工作台盘41之间的间距可通过连接杆42调节。采用双层或多层的工作台盘41来组成工作台4，可同时安装多台作业设备或模拟体，设备可正向放置，亦可悬挂倒置，满足各种位向作业要求及模拟各种现场的空间环境干涉。

如图2和图5所示，工作台盘41包括工作台内盘411、工作台中环412和工作台外环413，工作台中环412套在工作台内盘411上，工作台外环413套在工作台中环412上。工作台盘41可根据检修设备的需要，对工作台内盘411、工作台中环412、工作台外环413进行任意搭配。例如拆除工作台内盘411，可供其它自带动力的检修机器人通过。该工作台4通过组合嵌套式可拆卸结构，为安装作业设备提供便利，配合锁紧件、万能夹具、系环、轨道等固定配件则可满足各种作业设备的安装需求，丰富了作业种类。

如图3所示，工作台外环413的内圆周面沿周向设有伸向工作台中环412的第一凸缘4131，工作台中环412的外圆周面沿周向设有伸向工作台外环413的第二凸缘4121，第一凸缘4131、第二凸缘4121的对应面相互贴合，第一凸缘4131、第二凸缘4121通过多个固定螺栓414相连接。工作台外环413与工作台中环412通过贯穿第一凸缘4131、第二凸缘4121的固定螺栓414相连接，安全可靠，且在需要将工作台外环413与工作台中环412分离时，只要拆除固定螺栓414即可。

如图4所示，工作台中环412的内圆周面沿周向设有伸向工作台内盘411的第三凸缘4122，工作台内盘411的外圆周面沿周向设有伸向工作台中环412的第四凸缘4111，第三凸缘4122、第四凸缘4111的对应面相互贴合，第三凸缘4122、第四凸缘4111通过多个固定螺栓414相连接。工作台中环412与工作台内盘411通过贯穿第三凸缘4122、第四凸缘4111的固定螺栓414相连接，安全可靠，且在需要将工作台中环412与工作台内盘411分离时，只要拆除固定螺栓414即可。

升降台架3的中部设有上下贯穿的中空部31，工作台4放置在中空部31内，工作台4通过多个定位销搭接在升降台架3上。工作台盘41设有多个通孔415。该通孔415为标准通孔，可同时配合锁紧件及万能夹具对各种形式的检修设备和试件进行装夹。另该通孔415还起到排水的作用，降低该水下检修平台在水中上升下降时水的阻力，降低了功耗，提高了升降效率。

工作台盘41上设有多个吊环416。吊环416主要在安装、拆卸工作台4时使用。

上述工作台盘41可为圆形，也可为椭圆形、方形、不规则形等适应于检修现场的形状。当工作台盘41为圆形时，升降台架3优选为环形，工作台盘41位于升降台架3的圆形中空部31内，而上部支架11、下部支架12也是与升降台架3大小相当的环形。

在核电站检修工艺开发或现场检修时，通过上部固定支座14及下部固定支座15传递的周向压力将机架连同升降机构固定于反应堆压力容器内部或模拟堆坑上。该水下检修平台安装完成后，将工作台4升至与地面同高，并锁死，利用辅助吊装设备从上方将检修设备及相关试件放置于工作台4上，确定好安装位置后，利用锁紧件及万能夹具将检修设备固定，也可以安装导轨，用于接管安全端焊缝的检修工具。升降机构将工作台4连同检修设备定位至所需工作高度后，锁死当前高度，设备开始作业。工作时，可根据需要随时进行检修工具、试件等的装夹与更换。

该升降式多功能水下检修平台由框架式结构的机架支撑该检修平台，升降机构采用顶置的电机22驱动，通过丝杠21传动实现工作台4的垂直升降，实现作业时所需的精确定位及停靠自锁；工作台4布满各规格的标准通孔415，同时配合锁紧件、万能夹具、系环、轨道等固定配件，用以实现多种检修作业设备的任意位置及正反方向的安装，标准通孔415同时起排水作用，减少升降时水的阻力并降低功耗；工作台4的组合圆环嵌套设计和双层结构，则可模拟现场实际空间与各种检修位向，且不干扰一些自带动力检修机器人的通过。

综上所述，本发明升降式多功能水下检修平台，不但能够用作核反应堆压力容器内部水下检修的作业平台，而且可以用作检修技术开发的实验平台，其应用可以替代检修设备的部分辅助部件，包括大型支架和水下推进系统，从而简化检修设备自身的结构设计。该水下检修平台能适应核电检修现场的水下作业环境，并具有丰富的固定接口，能兼容多种检修设备，水下升降阻力小，且能在深度方向任何位置停留。因此，能弥补目前的水下作业台架在核电应用中的不足。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种升降式多功能水下检修平台，其特征在于：它包括机架和设在所述机架上的升降机构，所述升降机构与升降台架连接，所述升降机构驱动所述升降台架上下移动，所述升降台架上固定有工作台；所述升降台架的中部设有上下贯穿的中空部，所述工作台放置在所述中空部内，所述工作台通过多个定位销搭接在所述升降台架上。

2.根据权利要求1所述的升降式多功能水下检修平台，其特征在于：所述机架包括位于所述升降台架上方的上部支架和位于所述升降台架下方的下部支架，所述上部支架与下部支架通过多个支撑立柱固定连接。

3.根据权利要求2所述的升降式多功能水下检修平台，其特征在于：所述升降机构包括多个绕所述工作台周向分布的丝杠，每一丝杠通过一电机带动绕轴线转动，所述丝杠依次穿过所述上部支架、升降台架、下部支架，所述丝杠上套有丝杠螺母，所述丝杠螺母与所述升降台架固定，所述丝杠与上部支架之间设有径向轴承，所述丝杠与下部支架之间设有轴向推力轴承。

4.根据权利要求3所述的升降式多功能水下检修平台，其特征在于：所述电机通过减速机与联轴器连接，所述联轴器与所述丝杠连接，所述电机通过所述减速机、联轴器带动丝杠绕轴线转动。

5.根据权利要求1所述的升降式多功能水下检修平台，其特征在于：所述工作台包括一个工作台盘。

6.根据权利要求1所述的升降式多功能水下检修平台，其特征在于：所述工作台包括至少两个工作台盘，所述工作台盘从上至下依次排列，相邻的工作台盘之间通过多个连接杆连接。

7.根据权利要求5或6所述的升降式多功能水下检修平台，其特征在于：所述工作台盘包括工作台内盘、工作台中环和工作台外环，所述工作台中环套在所述工作台内盘上，所述工作台外环套在所述工作台中环上。

8.根据权利要求7所述的升降式多功能水下检修平台，其特征在于：所述工作台外环的内圆周面沿周向设有伸向所述工作台中环的第一凸缘，所述工作台中环的外圆周面沿周向设有伸向所述工作台外环的第二凸缘，所述第一凸缘、第二凸缘的对应面相互贴合，所述第一凸缘、第二凸缘通过多个固定螺栓相连接。

9.根据权利要求7所述的升降式多功能水下检修平台，其特征在于：所述工作台中环的内圆周面沿周向设有伸向所述工作台内盘的第三凸缘，所述工作台内盘的外圆周面沿周向设有伸向所述工作台中环的第四凸缘，所述第三凸缘、第四凸缘的对应面相互贴合，所述第三凸缘、第四凸缘通过多个固定螺栓相连接。

10.根据权利要求5或6所述的升降式多功能水下检修平台，其特征在于：所述工作台盘设有多个通孔。