CN104183289B - 一种蒸汽发生器接管焊缝检查装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及核电站一回路系统无损检测技术领域，具体公开了一种蒸汽发生器接管焊缝检查装置。该检查装置包括支撑杆、上支撑机构、轴向扫查机构、周向扫查机构、下支撑机构以及异物收集机构，支撑杆上端固定有上支撑机构和伸缩杆，下端固定有下支撑机构和异物收集机构，在上支撑机构和下支撑机构之间的支撑杆上设有轴向扫查机构和周向扫查机构。该检查装置初始时处于收拢状态，其径向尺寸可满足进出人孔的要求，而在工作时可张开，其径向与接管内壁贴合；并实现轴向和周向定位；同时，上下支撑机构，提高了扫查过程中检查装置的平稳性；伸缩杆、上支撑机构和下支撑机构及异物收集装置由同一驱动机构提供原驱动力，减少了驱动链路，降低了设备自重。

Description

一种蒸汽发生器接管焊缝检查装置

技术领域

本发明属于核电站一回路系统无损检测技术领域，具体涉及一种蒸汽发生器接管焊缝检查装置。

背景技术

根据ASME规范的相关要求，核电机组的蒸汽发生器接管异种金属焊缝作为主回路的厚壁焊缝，属于法规必检内容，且检验范围为焊缝内壁1/3壁厚。

截止目前，核电机组的蒸汽发生器接管焊缝的超声检查，均选择从焊缝外壁的接近方式。随着核电机组的设计改进，接管焊缝的壁厚尺寸较之前有较大增加。受超声检验方法本身的局限性，对于厚壁焊缝，需从接管焊缝内壁实施检查，方能覆盖焊缝的检验范围。

在部分新型核电机组的蒸汽发生器中，其下封头是一个直径约4500mm的半球体。封头内部有一隔板，接管内部有凸台、止孔结构，如选择从接管内部接近受检焊缝，其进出水室唯一渠道是水室的人孔，人孔直径仅457.2mm，而接管焊缝的内径为657.4mm，且接管与人孔存45°夹角，水室结构特征给超声扫查装置的可达性以及异物收集等带来极大困难。因此，亟需研制一种蒸汽发生器接管焊缝检查装置，该检查装置可顺利通过人孔并在接管内部定位、扫查以及异物收集，是实现焊缝超声自动检查。

发明内容

本发明的目的在于提供一种蒸汽发生器接管焊缝检查装置，可以解决超声焊缝检查装置顺利通过人孔并在接管内部定位、扫查及异物收集的技术问题。

本发明的技术方案如下：一种蒸汽发生器接管焊缝检查装置，该检查装置包括支撑杆、上支撑机构、轴向扫查机构、周向扫查机构、下支撑机构以及异物收集机构，支撑杆上端固定有上支撑机构和伸缩杆，下端固定有下支撑机构和异物收集机构，在上支撑机构和下支撑机构之间的支撑杆上设有轴向扫查机构和周向扫查机构，其中，伸缩杆位于支撑杆的顶端，其与支撑杆为套杆结构，伸缩杆可向上滑动，带动上支撑机构中的支撑靴向外伸展，使其与接管内壁完全贴合，实现该检查装置的轴向和周向定位；上支撑机构通过钢丝带动下支撑机构，使下支撑机构中的压紧靴向外展开，且下支撑机构上安装的异物收集机构可随压紧靴的伸展而展开，实现对上端异物的收集功能；在支撑杆上设有轴向扫查机构，且轴向扫查机构的端部安装有轴向探头托盘，轴向扫查机构由驱动电机通过齿轮副驱动丝杆旋转，并带动螺母轴向运动，实现轴向扫查；在支撑杆上还设有周向扫查机构，其可以沿着支撑杆周向转动，带动周向扫查机构端部的周向探头托盘转动，实现周向扫查。

所述的上支撑机构包括上支撑机构滑台、上支撑机构基座、支撑靴、拉杆以及连杆A，其中，上支撑机构基座固定在支撑杆上，上支撑机构滑台套在伸缩杆上，并可以通过锁止机构将上支撑机构滑台与伸缩杆相对固定，支撑靴通过平行四杆机构与上支撑机构基座连接，且平行四杆机构上的连杆A通过拉杆与上支撑机构滑台连接，使伸缩杆带动上支撑机构滑台向上运动时，上支撑机构滑台通过拉杆带动支撑靴向外展开，并与接管内壁完全贴合。

所述的下支撑机构包括下支撑机构基座、下支撑机构滑台以及压紧靴，其中，下支撑机构基座固定在支撑杆的下端，下支撑机构滑台套在支撑杆上，且下支撑机构滑台通过钢丝，绕过固定在支撑杆下端的滑轮与上支撑机构滑台固定连接，使上支撑机构滑台向上运动时，通过钢丝带动下支撑机构滑台向下运动，使与下支撑机构基座相连的压紧靴向外展开。

所述的异物收集机构包括气囊和伞布，其中，气囊安装在压紧靴上，且压紧靴的底部安装有伞布，并当气囊充气后，使伞布与接管管壁充分贴合。

所述的下支撑机构上安装有若干个弹簧，使上支撑机构关闭时，下支撑机构上通过其上设有的弹簧自动关闭。

所述的周向扫查机构包括周向齿轮、周向齿圈、周向运动转台以及探头托盘机构，其中，周向运动转台套在支撑杆上，并在周向运动转台内环上安装有周向齿圈，在周向运动转台安装的周向齿轮在通过电机驱动自转时，带动周向运动转台绕周向齿圈公转，实现安装在周向运动转台上的探头托盘机构周向扫查。

所述的探头托盘机构包括滑动丝杆及螺母、双摇杆机构包括曲柄滑块、连杆B以及托盘连杆及周向探头托盘，周向探头托盘通过三根平行的托盘连杆与周向运动转台连接，且托盘连杆通过与其连接的连杆B，带动托盘连杆在0°和90°之间摆动，其中，连杆B的另一端与曲柄滑块连接，且曲柄滑块与安装在周向运动转台上的滑动丝杆及螺母上的螺母相连接；当周向探头托盘要打开时，周向运动转台上安装的电机驱动滑动丝杆及螺母的丝杠旋转，从而带动螺母下移并驱动曲柄滑块相对该螺母转动，曲柄滑块带动连杆B，连杆B带动托盘连杆在0°和90°之间摆动，实现周向探头托盘的张开和收回。

本发明的显著效果在于：本发明所述的一种蒸汽发生器接管焊缝检查装置在初始状态时，上支撑机构、探头托盘机构和下支撑机构及异物收集装置均处于收拢状态，其径向尺寸可满足进出人孔的要求，而在工作状态时，上支撑机构、探头托盘机构和下支撑机构及异物收集装置处于张开状态，其径向与接管内壁贴合；通过上支撑机构的支撑靴与堵板凸台和止孔表面接触并压紧，实现检查装置的轴向和周向定位；同时，下支撑机构及异物收集装置中布置的伞布和气囊，实现了检查装置与接管下部的隔离，起到了异物收集的效果，同时作为检查装置下端的支撑机构，提高了扫查过程中检查装置的平稳性；伸缩杆、上支撑机构和下支撑机构及异物收集装置由同一驱动机构提供原驱动力，减少了驱动链路，降低了设备自重。

附图说明

图1为本发明所述的一种蒸汽发生器接管焊缝检查装置结构示意图；

图2为图1中周向扫查机构和周向探头托盘机构结构示意图；

图中：1、支撑杆；2、伸缩杆；3、上支撑机构滑台；4、上支撑机构基座；5、支撑靴；6、拉杆；7、连杆A；8、轴向扫查机构；9、周向扫查机构；10、钢丝；11、下支撑机构滑台；12、下支撑机构基座；13、气囊；14、压紧靴；15、伞布；16、滑轮；17、轴向探头托盘；18、周向齿轮；19、周向齿圈；20、周向运动转台；21、滑动丝杠及螺母；22、曲柄滑块；23、连杆B；24、托盘连杆；25、周向探头托盘；26、锁止机构。

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、图2所示，一种蒸汽发生器接管焊缝检查装置，包括支撑杆1、上支撑机构、轴向扫查机构8、周向扫查机构9、下支撑机构以及异物收集机构，其中，支撑杆1为空心圆杆结构，其上端固定有上支撑机构和伸缩杆2，下端固定有下支撑机构和异物收集机构，在上支撑机构和下支撑机构之间的支撑杆1上设有轴向扫查机构8和周向扫查机构9；伸缩杆2位于支撑杆1的顶端，其与支撑杆1之间为套杆结构，且伸缩杆2可以相对于支撑杆1相对滑动，实现伸缩杆2的伸缩；上支撑机构包括上支撑机构滑台3、上支撑机构基座4、支撑靴5、拉杆6以及连杆A7，其中，上支撑机构基座4固定在支撑杆1上，上支撑机构滑台3套在伸缩杆2上，并可以通过锁止机构26将上支撑机构滑台3与伸缩杆2相对固定，支撑靴5通过平行四杆机构与上支撑机构基座4连接，且平行四杆机构上的连杆A7通过拉杆6与上支撑机构滑台3连接，使伸缩杆2带动上支撑机构滑台3向上运动时，上支撑机构滑台3通过拉杆6带动支撑靴5向外展开，并与接管内壁完全贴合，其中，支撑靴5与接管凸台侧面以及止孔表面接触，实现检查装置整体的轴向和周向定位；在支撑杆1下端安装的下支撑机构包括下支撑机构基座12、下支撑机构滑台11以及压紧靴14，其中，下支撑机构基座12固定在支撑杆1的下端，下支撑机构滑台11套在支撑杆1上，且下支撑机构滑台11通过钢丝10，绕过固定在支撑杆1下端的滑轮16与上支撑机构滑台3固定连接，使上支撑机构滑台3向上运动，通过钢丝10带动下支撑机构滑台11向下运动，使与下支撑机构基座12相连的压紧靴14向外展开；异物收集机构包括气囊13和伞布15，其中，气囊13安装在压紧靴14上，且压紧靴14的底部安装有伞布15，并当气囊13充气后，使伞布15与接管管壁充分贴合；下支撑机构上安装有若干个弹簧，使上支撑机构关闭时，下支撑机构可以同时关闭；在支撑杆1上安装有轴向扫查机构8，且轴向扫查机构8的端部安装有轴向探头托盘17，轴向扫查机构8由驱动电机通过齿轮副驱动丝杆旋转，并带动螺母轴向运动，实现轴向扫查；周向扫查机构9包括周向齿轮18、周向齿圈19、周向运动转台20以及探头托盘机构，其中，周向运动转台20套在支撑杆1上，并在周向运动转台20内环上安装有周向齿圈19，在周向运动转台1安装的周向齿轮18在通过电机驱动自转时，带动周向运动转台20绕周向齿圈19公转，实现安装在周向运动转台20上的探头托盘机构周向扫查，其中，探头托盘机构包括滑动丝杆及螺母21、双摇杆机构包括摆杆22、连杆B23以及托盘连杆24及周向探头托盘25，周向探头托盘25通过三根平行的托盘连杆24与周向运动转台20连接，且托盘连杆24通过与其连接的连杆B23，带动托盘连杆24在0°和90°之间摆动，其中，连杆B23的另一端与曲柄滑块22连接，且曲柄滑块22与安装在周向运动转台20上的滑动丝杆及螺母21上的螺母相连接；当周向探头托盘25要打开时，周向运动转台20上安装的电机驱动滑动丝杆及螺母21的丝杠旋转，从而带动螺母下移并驱动曲柄滑块22相对该螺母转动，曲柄滑块22带动连杆B23，连杆B23带动托盘连杆24在0°和90°之间摆动，实现周向探头托盘25的张开和收回。

Claims (6)

1.一种蒸汽发生器接管焊缝检查装置，其特征在于：该检查装置包括支撑杆(1)、上支撑机构、轴向扫查机构(8)、周向扫查机构(9)、下支撑机构以及异物收集机构，支撑杆(1)上端固定有上支撑机构和伸缩杆(2)，下端固定有下支撑机构和异物收集机构，在上支撑机构和下支撑机构之间的支撑杆(1)上设有轴向扫查机构(8)和周向扫查机构(9)，其中，伸缩杆(2)位于支撑杆(1)的顶端，其与支撑杆(1)为套杆结构，伸缩杆(2)可向上滑动，带动上支撑机构中的支撑靴(5)向外伸展，使其与接管内壁完全贴合，实现该检查装置的轴向和周向定位；上支撑机构通过钢丝(10)带动下支撑机构，使下支撑机构中的压紧靴(14)向外展开，且下支撑机构上安装的异物收集机构可随压紧靴(14)的伸展而展开，实现对上端异物的收集功能；在支撑杆(1)上设有轴向扫查机构(8)，且轴向扫查机构(8)的端部安装有轴向探头托盘(17)，轴向扫查机构(8)由驱动电机通过齿轮副驱动丝杆旋转，并带动螺母轴向运动，实现轴向扫查；在支撑杆(1)上还设有周向扫查机构(9)，其可以沿着支撑杆(1)周向转动，带动周向扫查机构(9)端部的周向探头托盘(25)转动，实现周向扫查；所述的上支撑机构包括上支撑机构滑台(3)、上支撑机构基座(4)、支撑靴(5)、拉杆(6)以及连杆A(7)，其中，上支撑机构基座(4)固定在支撑杆(1)上，上支撑机构滑台(3)套在伸缩杆(2)上，并可以通过锁止机构(26)将上支撑机构滑台(3)与伸缩杆(2)相对固定，支撑靴(5)通过平行四杆机构与上支撑机构基座(4)连接，且平行四杆机构上的连杆A(7)通过拉杆(6)与上支撑机构滑台(3)连接，使伸缩杆(2)带动上支撑机构滑台(3)向上运动时，上支撑机构滑台(3)通过拉杆(6)带动支撑靴(5)向外展开，并与接管内壁完全贴合。

2.根据权利要求1所述的一种蒸汽发生器接管焊缝检查装置，其特征在于：所述的下支撑机构包括下支撑机构基座(12)、下支撑机构滑台(11)以及压紧靴(14)，其中，下支撑机构基座(12)固定在支撑杆(1)的下端，下支撑机构滑台(11)套在支撑杆(1)上，且下支撑机构滑台(11)通过钢丝(10)，绕过固定在支撑杆(1)下端的滑轮(16)与上支撑机构滑台(3)固定连接，使上支撑机构滑台(3)向上运动时，通过钢丝(10)带动下支撑机构滑台(11)向下运动，使与下支撑机构基座(12)相连的压紧靴(14)向外展开。

3.根据权利要求1所述的一种蒸汽发生器接管焊缝检查装置，其特征在于：所述的异物收集机构包括气囊(13)和伞布(15)，其中，气囊(13)安装在压紧靴(14)上，且压紧靴(14)的底部安装有伞布(15)，并当气囊(13)充气后，使伞布(15)与接管管壁充分贴合。

4.根据权利要求1或2所述的一种蒸汽发生器接管焊缝检查装置，其特征在于：所述的下支撑机构上安装有若干个弹簧，使上支撑机构关闭时，下支撑机构上通过其上设有的弹簧自动关闭。

5.根据权利要求1所述的一种蒸汽发生器接管焊缝检查装置，其特征在于：所述的周向扫查机构(9)包括周向齿轮(18)、周向齿圈(19)、周向运动转台(20)以及探头托盘机构，其中，周向运动转台(20)套在支撑杆(1)上，并在周向运动转台(20)内环上安装有周向齿圈(19)，在周向运动转台(1)安装的周向齿轮(18)在通过电机驱动自转时，带动周向运动转台(20)绕周向齿圈(19)公转，实现安装在周向运动转台(20)上的探头托盘机构周向扫查。

6.根据权利要求5所述的一种蒸汽发生器接管焊缝检查装置，其特征在于：所述的探头托盘机构包括滑动丝杆及螺母(21)、双摇杆机构包括曲柄滑块(22)、连杆B(23)以及托盘连杆(24)及周向探头托盘(25)，周向探头托盘(25)通过三根平行的托盘连杆(24)与周向运动转台(20)连接，且托盘连杆(24)通过与其连接的连杆B(23)，带动托盘连杆(24)在0°和90°之间摆动，其中，连杆B(23)的另一端与曲柄滑块(22)连接，且曲柄滑块(22)与安装在周向运动转台(20)上的滑动丝杆及螺母(21)上的螺母相连接；当周向探头托盘(25)要打开时，周向运动转台(20)上安装的电机驱动滑动丝杆及螺母(21)的丝杠旋转，从而带动螺母下移并驱动曲柄滑块(22)相对该螺母转动，曲柄滑块(22)带动连杆B(23)，连杆B(23)带动托盘连杆(24)在0°和90°之间摆动，实现周向探头托盘(25)的张开和收回。