CN103543211B - 小径管内壁检查探头组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种小径管内壁检查探头组件，它包括连接管，连接管的一端通过法兰与自动机械装置连接，连接管的另一端通过至少一个联轴器与框架主体连接；框架主体沿周向设有多个弹性压臂，弹性压臂包括与框架主体连接的连接端和沿框架主体的径向向外突出的突出端，弹性压臂的突出端能在外力作用下向框架主体方向发生弹性位移；弹性压臂上装有用于安装检测探头的探头安装块，探头安装块设有突出至弹性压臂远离框架主体一侧的突出部分。该小径管内壁检查探头组件，具有易操作、对中性好、探头耦合效果好等优点，能够有效解决从内部实施反应堆压力容器顶盖仪表接管焊缝无损检测的问题，满足了核电安全运行的要求。

Description

小径管内壁检查探头组件

技术领域

本发明涉及一种小径管内壁检查探头组件。

背景技术

反应堆压力容器顶盖仪表接管贯穿件作用是为反应堆压力容器内部测量传感器与外部仪表连接提供接口，同时保证反应堆压力容器的密封完整性，防止放射性物质外泄，保证核安全。

由于制造及安装的原因，仪表接管贯穿件中间存在焊缝，焊缝在焊接过程中可能产生未熔合、未焊透等类型缺陷，且在核电厂运行过程中，该焊缝长期处于震动的环境之中，加上其内部受高温、高压以及核反应堆内腐蚀性介质的共同作用，从而引起存在焊接缺陷加速发展，导致发生核电事故的潜在风险。因此，相关的标准规范要求必须定期对仪表接管贯穿件进行无损检测。

此前，对于反应堆压力容器顶盖仪表接管的无损检测均从仪表接管外侧手动实施无损检测，方便且容易实施。但是，对于新型的反应堆压力容器顶盖，由于顶盖一体化结构形式问题，导致从仪表接管外侧无法实施无损检测，所以要求必须从仪表接管内侧针对此焊缝实施无损检测。

由于仪表接管内径较小（具体涉及对象的接管内径为120mm），焊缝距离接管开口位置具有一定的距离，则必须要求采用能携带所有检测探头的探头组件实施焊缝的无损检测；且由于仪表接管开口位于反应堆压力容器顶盖内侧，具有较大放射性，所以必须采用自动机械装置将探头组件运送到检测位置实施检查。综上，对于探头组件要求具备易操作（即较容易进入仪表接管内侧）、对中性好（即整个探头组件能在仪表接管内侧保证较好居中状态）、探头耦合效果好（即保证探头与仪表接管内壁良好接触，且具备一定压力）等特性。但通过调研发现，现有的检测设备均未发现满足以上功能的探头组件机构。

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小径管内壁检查探头组件，用于解决现有技术中缺少能从小径管内壁进行无损检测的探头组件的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种小径管内壁检查探头组件，它包括连接管，连接管的一端通过法兰与自动机械装置连接，连接管的另一端通过至少一个联轴器与框架主体连接；框架主体沿周向设有多个弹性压臂，弹性压臂包括与框架主体连接的连接端和沿框架主体的径向向外突出的突出端，弹性压臂的突出端能在外力作用下向框架主体方向发生弹性位移；弹性压臂上装有用于安装检测探头的探头安装块，探头安装块设有突出至弹性压臂远离框架主体一侧的突出部分，在不受外力的情况下，探头安装块到框架主体中心轴的最大距离大于待检测管路的半径；法兰、连接管、联轴器、框架主体内部设有一贯穿至探头安装块的贯穿通道。

优选的，联轴器为柔性联轴器。

优选的，联轴器的数量为两个，分别为第一联轴器和第二联轴器，第一联轴器的一端与连接管连接，第一联轴器的另一端通过过渡管与第二联轴器连接，第二联轴器远离过渡管的一端与框架主体连接，贯穿通道依次穿过法兰、连接管、第一联轴器、过渡管、第二联轴器至框架主体。

优选的，弹性压臂的连接端与框架主体通过压臂转动轴连接，压臂转动轴与框架主体的径向垂直，弹性压臂面向框架主体中心的一面通过压缩弹簧与框架主体连接，框架主体上固定有限位螺钉，限位螺钉与弹性压臂背向框架主体中心的一面抵触。

优选的，弹性压臂的中间设有中空的安装空间，探头安装块位于安装空间内，探头安装块通过安装块旋转轴与弹性压臂连接，弹性压臂上设有卡位螺栓，卡位螺栓抵在探头安装块面向框架主体中心的一面。

优选的，弹性压臂的数量为三个，三个弹性压臂沿框架主体的周向均匀分布。

优选的，框架主体靠近联轴器的一端固定套有下对中件，下对中件沿周向设有多个下部弹性尾翼，下部弹性尾翼的一端与下对中件连接，下部弹性尾翼的另一端设有下部尾翼突起，在不受外力的情况下，下部尾翼突起到框架主体中心轴的最大距离大于待检测管路的半径。

优选的，框架主体远离联轴器的一端套有上对中件，上对中件沿周向设有多个上部弹性尾翼，上部弹性尾翼的一端与上对中件连接，上部弹性尾翼的另一端设有上部尾翼突起，在不受外力的情况下，上部尾翼突起到框架主体中心轴的最大距离大于待检测管路的半径。进一步的优选，上对中件远离框架主体的一端沿周向设有锥形导向面。

如上所述，本发明小径管内壁检查探头组件，具有以下有益效果：

该小径管内壁检查探头组件，具有易操作、对中性好、探头耦合效果好等优点，能够有效解决从内部实施反应堆压力容器顶盖仪表接管焊缝无损检测的问题，满足了核电安全运行的要求。

附图说明

图1显示为本发明小径管内壁检查探头组件的结构示意图。

图2显示为图1所示的小径管内壁检查探头组件的A-A向剖视图。

元件标号说明

1    连接管

2    法兰

31   第一联轴器

32   第二联轴器

4    框架主体

5    弹性压臂

51   压臂转动轴

52   安装空间

53   卡位螺栓

6    探头安装块

7    贯穿通道

8    过渡管

9    压缩弹簧

10   限位螺钉

11   下对中件

111  下部弹性尾翼

112  下部尾翼突起

12   上对中件

121  上部弹性尾翼

122  上部尾翼突起

123  锥形导向面

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2。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至图2所示，本发明提供一种小径管内壁检查探头组件，它包括连接管1，连接管1的一端通过法兰2与自动机械装置连接，连接管1的另一端通过至少一个联轴器与框架主体4连接；框架主体4沿周向设有多个弹性压臂5，弹性压臂5包括与框架主体4连接的连接端和沿所述框架主体4的径向向外突出的突出端，弹性压臂5的突出端能在外力作用下向框架主体4方向发生弹性位移；弹性压臂5上装有用于安装检测探头的探头安装块6，探头安装块6设有突出至弹性压臂5远离框架主体4一侧的突出部分，在不受外力的情况下，探头安装块6到框架主体4中心轴的最大距离大于待检测管路的半径；法兰2、连接管1、联轴器、框架主体4内部设有一贯穿至探头安装块6的贯穿通道7。

在进行检测前，检测探头所需的管线（如超声探头线缆、超声耦合剂水管等）穿过贯穿通道7，且检测探头安装在探头安装块6上，然后通过自动机械装置将该探头组件运送到检测位置，再将该探头组件伸入待检测仪表接管内部。由于探头安装块6到框架主体4中心轴的最大距离略大于待检测仪表接管的半径，而弹性压臂5能在外力作用下向框架主体4方向发生弹性位移，此时探头安装块6上的检测探头与待检测仪表接管内壁保持了一定的压力，从而保证了检测探头的耦合效果。

其中，联轴器为柔性联轴器。现场实施反应堆压力容器顶盖仪表接管焊缝检查过程中，检测人员通过视频方式控制自动机械装置带动该探头组件进入待检测仪表接管内部，此方式决定了该探头组件与仪表接管同心度必然存在偏差，因此必须使得该探头组件具备同心度偏差调整功能。传统万向节结构能够实现偏差调整功能，但其在连接上缺乏一定刚度，从而对于探头组件的对中控制带来很大的难度。而若采用柔性联轴器实现探头组件与自动机械装置的连接，既保证了探头组件具有一定的刚度，同时使得当该探头组件与待检测仪表接管同心度存在偏差情况下，借助柔性联轴器轴心偏差的调节功能，可以实现探头组件的良好对中。

联轴器的数量为两个，分别为第一联轴器31和第二联轴器32，第一联轴器31的一端与连接管1连接，第一联轴器31的另一端通过过渡管8与第二联轴器32连接，第二联轴器32远离过渡管8的一端与框架主体4连接，贯穿通道7依次穿过法兰2、连接管1、第一联轴器31、过渡管8、第二联轴器32至框架主体4。若采用两个联轴器，特别是采用两个柔性联轴器，可以更好地实现探头组件的良好对中。

弹性压臂5实现能在外力作用下向框架主体4方向发生弹性位移的一种具体结构如下。弹性压臂5的连接端与框架主体4通过压臂转动轴51连接，压臂转动轴51与框架主体4的径向垂直，弹性压臂5面向框架主体4中心的一面通过压缩弹簧9与框架主体4连接，框架主体4上固定有限位螺钉10，限位螺钉10与弹性压臂5背向框架主体4中心的一面抵触。

弹性压臂5以压臂转动轴51为中心转动，压缩弹簧9将弹性压臂5向远离框架主体4中心的方向推出，而由于弹性压臂5背向框架主体4中心的一面被限位螺钉10抵住，故在不受外力的状态下，弹性压臂5抵在限位螺钉10上，使弹性压臂5始终保持沿所述框架主体4的径向向外突出一定的角度，当该探头组件伸出待检测仪表接管内部时，由于探头安装块6到框架主体4中心轴的最大距离略大于待检测仪表接管的半径，探头安装块6受到待检测仪表接管的径向挤压，此时弹性压臂5向框架主体4方向发生弹性位移，而由于压缩弹簧9始终施加一个远离框架主体4中心方向的力给弹性压臂5，保证了探头安装块6与接管内壁始终具备一定的压力，即保证检测探头的耦合效果。

弹性压臂5的中间设有中空的安装空间52，探头安装块6位于安装空间52内，探头安装块6通过安装块旋转轴与弹性压臂5连接，弹性压臂5上设有卡位螺栓53，卡位螺栓53抵在探头安装块6面向框架主体4中心的一面，保证了探头安装块6始终有一部分突出至弹性压臂5远离框架主体4的一侧。

弹性压臂5的数量为三个，三个弹性压臂5沿框架主体4的周向均匀分布。每个弹性压臂5上的探头安装块6均布置一组检测探头，对称布置三组检测探头，三组检测探头在圆周方向上成三角对称布置，在自动机械装置驱动该探头组件在待检测仪表接管内运动时，保证了探头组件较高的对中性。

框架主体4靠近联轴器的一端固定套有下对中件11，下对中件11沿周向设有多个下部弹性尾翼111，下部弹性尾翼111的一端与下对中件11连接，下部弹性尾翼111的另一端设有下部尾翼突起112，在不受外力的情况下，下部尾翼突起112到框架主体4中心轴的最大距离大于待检测管路的半径。

框架主体4远离联轴器的一端套有上对中件12，上对中件12沿周向设有多个上部弹性尾翼121，上部弹性尾翼121的一端与上对中件12连接，上部弹性尾翼121的另一端设有上部尾翼突起122，在不受外力的情况下，上部尾翼突起122到框架主体4中心轴的最大距离大于待检测管路的半径。

下对中件11的下部尾翼突起112到框架主体4中心轴的最大距离略大于待检测管路的半径，这样在该探头组件进入接管内部后，下部尾翼突起112与接管内壁相接触，下部弹性尾翼111在受到接管内壁的压力下，略微向框架主体4中心形变；上对中件12的上部尾翼突起122到框架主体4中心轴的最大距离略大于待检测管路的半径，这样在该探头组件进入接管内部后，上部尾翼突起122与接管内壁相接触，上部弹性尾翼121在受到接管内壁的压力下，略微向框架主体4中心形变。下对中件11和上对中件12的设置，使得该探头组件进入接管内部后，圆周方向均匀受力，从而确保探头组件与接管的完全对中。

上对中件12远离框架主体4的一端沿周向设有锥形导向面123。锥形导向面123用于该探头组件在进入待检测仪表接管口的过程中起导向作用。

综上所述，本发明小径管内壁检查探头组件，具有易操作、对中性好、探头耦合效果好等优点，能够有效解决从内部实施反应堆压力容器顶盖仪表接管焊缝无损检测的问题，满足了核电安全运行的要求。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 (9)

1.一种小径管内壁检查探头组件，其特征在于：它包括连接管，所述连接管的一端通过法兰与自动机械装置连接，所述连接管的另一端通过至少一个联轴器与框架主体连接；所述框架主体沿周向设有多个弹性压臂，所述弹性压臂包括与所述框架主体连接的连接端和沿所述框架主体的径向向外突出的突出端，所述弹性压臂的突出端能在外力作用下向所述框架主体方向发生弹性位移；所述弹性压臂上装有用于安装检测探头的探头安装块，所述探头安装块设有突出至所述弹性压臂的一侧外部的突出部分，所述探头安装块的突出部分位于所述弹性压臂远离所述框架主体的一侧，在不受外力的情况下，所述探头安装块到框架主体中心轴的最大距离大于待检测管路的半径；所述法兰、连接管、联轴器、框架主体内部设有一贯穿至所述探头安装块的贯穿通道。

2.根据权利要求1所述的小径管内壁检查探头组件，其特征在于：所述联轴器为柔性联轴器。

3.根据权利要求1或2所述的小径管内壁检查探头组件，其特征在于：所述联轴器的数量为两个，分别为第一联轴器和第二联轴器，所述第一联轴器的一端与所述连接管连接，所述第一联轴器的另一端通过过渡管与第二联轴器连接，所述第二联轴器远离过渡管的一端与所述框架主体连接，所述贯穿通道依次穿过所述法兰、连接管、第一联轴器、过渡管、第二联轴器至框架主体。

4.根据权利要求1所述的小径管内壁检查探头组件，其特征在于：所述弹性压臂的连接端与所述框架主体通过压臂转动轴连接，所述压臂转动轴与所述框架主体的径向垂直，所述弹性压臂面向所述框架主体中心的一面通过压缩弹簧与所述框架主体连接，所述框架主体上固定有限位螺钉，所述限位螺钉与所述弹性压臂背向所述框架主体中心的一面抵触。

5.根据权利要求1所述的小径管内壁检查探头组件，其特征在于：所述弹性压臂的中间设有中空的安装空间，所述探头安装块位于所述安装空间内，所述探头安装块通过安装块旋转轴与所述弹性压臂连接，所述弹性压臂上设有卡位螺栓，所述卡位螺栓抵在所述探头安装块面向所述框架主体中心的一面。

6.根据权利要求1所述的小径管内壁检查探头组件，其特征在于：所述弹性压臂的数量为三个，所述三个弹性压臂沿所述框架主体的周向均匀分布。

7.根据权利要求1所述的小径管内壁检查探头组件，其特征在于：所述框架主体靠近所述联轴器的一端固定套有下对中件，所述下对中件沿周向设有多个下部弹性尾翼，所述下部弹性尾翼的一端与下对中件连接，所述下部弹性尾翼的另一端设有下部尾翼突起，在不受外力的情况下，所述下部尾翼突起到框架主体中心轴的最大距离大于待检测管路的半径。

8.根据权利要求1或7所述的小径管内壁检查探头组件，其特征在于：所述框架主体远离所述联轴器的一端套有上对中件，所述上对中件沿周向设有多个上部弹性尾翼，所述上部弹性尾翼的一端与上对中件连接，所述上部弹性尾翼的另一端设有上部尾翼突起，在不受外力的情况下，所述上部尾翼突起到框架主体中心轴的最大距离大于待检测管路的半径。

9.根据权利要求8所述的小径管内壁检查探头组件，其特征在于：所述上对中件远离所述框架主体的一端沿周向设有锥形导向面。