CN1046242A - 对蒸汽发生器管子中的检修工具定中心的装置 - Google Patents

Abstract

一种定中心装置，它包括一个定中心板，安装在承载件上以便围绕平行于蒸汽发生器管子轴线的轴转动，并承载两个径向膨胀的夹具，装置还包括一个装有电动机的机构，用于使板围绕其轴取向，固定夹具被安置在板上相应于开孔的相对位置中，开孔设置在管板中，用于通过管子。

Description

本发明涉及一种对蒸汽发生器管子中的检修工具进行定中心用的装置。

蒸汽发生器特别是压水式核反应堆包括一个管束，管子的端部穿过一个具有规则网孔的管板，每个孔容放一个管子端部。管束管子的端部与称为入口面的管板第一面齐平，构成核反应堆冷却液的加压水就通过该入口面进入管子。

在核反应堆关闭期间，人们必须对蒸汽发生器进行检查、维修和修理操作。

为此目的需要利用检修工具或检查探测器，该工具用固定在位于管板下部的蒸汽发生器水容器中的位移装置来承载。

某些检查或某些检修操作要求工具或检查探测器相对于它插入的管子安置在完全定中心的位置上。如果工具遇到要把它移出管外的推力，那么也要求工具能吸收负载。

蒸汽发生器管子的检修工具或检查探测器通常包括一个长形座体，适合于引入管中到需要的高度。在大多数情况下，要求工具或检查探测器的细长形座体的轴线和进行操作的管子的轴线之间完全对准。

到目前为止，还没有听说在蒸汽发生器管子中进行检修工具的完全定中心的枢轴式机构，那种机构也就是使得可能以极精确的方式使检修工具的轴线与管子的轴线符合一致的机构。

因此本发明的目的是提供一种对蒸汽发生器管子中的检修工具定中心或吸收负载的装置，该蒸汽发生器包括一束管子，管子的端部穿过一个具有规则网孔的管板，每个网孔容放一个管子端部，检修工具通过构成管板入口面的那一面被引入管子，管子的端部与管板入口面齐平，而工具受到安置在蒸汽发生器的水容器中的可动承载件的支承，通过可以易于遥控的简单操作，上述装置使得能够对检修工具进行非常精确的定中心，也能够有效地吸收负载。

为此目的，依照本发明的装置包括一个安装在可以转动的承载臂上的定中心板，承载臂用于围绕一个平行于蒸汽发生器管子轴线的轴线作枢轴式转动，该定中心板承载两个径向膨胀的固定夹具，其直径在未膨胀状态下小于管束管子的内径，而膨胀状态下的整个直径至少等于管束管子的内径，上述装置还包括一个用于使板围绕轴线取向的装有电动机的机构，而固定夹具被安置在板上，其相对位置对应于管板上具有的通过管子用的两个开孔的位置。

为了能够更好地理解本发明，现在利用非限制性的例子并参考附图说明依照本发明的定中心装置的某些形式的构造，特别是蒸汽发生器管子中封闭塞的电加工用的工具的定中心装置。

图1是依照本发明和依照第一通用实施例原理的定中心装置的示意图。

图2是依照本发明和依照第二通用实施例原理的定中心装置的示意图。

图3是组件的部分以截面表示的立面图，组件包括检修工具、其支承机构和一个依照第一通用实施例原理的定中心装置。

图4是图3的部分放大图，表示定中心装置。

图4A是与图4相同的图，其中一个固定夹具被啮合在封闭塞中。

图5是依照本发明和依照第二通用实施例原理的定中心装置的顶视平面图。

图6是表示管子轴线在方形网格中的位置的图解，位置所在的圆的半径相应于管子网格间距的五倍。

图7是表示三角网格的管子轴线位置的示意图。

在图1中可以见到本发明的第一通用实施例。在平行于蒸汽发生器管板的平面中图示了一种对蒸汽发生器管子中的检修工具进行定位和定中心的装置。这个装置位于蒸汽发生器的水容器中，它包括一个活动连接的臂1或任何其它类型的具有位移臂的承载件，活动连接的臂1由两个适合于彼此相对取向的部件（臂θ/θ′）组成。

工具3的座体2牢固地固定在臂1的端部上。定中心板4被安装在一个套筒上以便围绕工具3的轴线（与图的平面成直角）枢轴式转动，工具沿轴向安装在套筒中。

定中心板4承载两个定中心夹具5，它们相隔的距离等于蒸汽发生器管子网络间距的偶数倍。

当工具3被安置在蒸汽发生器管子轴线上的位置中时，板4可以以这样一种方式围绕工具的轴线转动，使得夹具5的位置与蒸汽发生器管束的两根管子的轴线相准直。而后工具和定中心夹具可以被引入管束中的三根管子中。夹具5在待检修管子两侧的两根管子中的膨胀使得工具能够实现完全的定中心。

在图1中夹具5和工具3被图示在对准的位置。但是这些部件也可以安置在并不对准的位置，比如说可以形成90°的角度。

图2表示本发明的第二通用实施例。工具定位和定中心装置同样图示在平行于蒸汽发生器管板的平面内。

它包括已经在图1中说明和例示的安置在水容器中的臂（θ/θ′）。

一个圆形的定中心在工具8的轴线上的位移滑板6被固定在臂1的端部上。

工具8的座体9被安装在滑板6上，以便围绕工具8的轴线转动。

一个载带两个夹具11的定中心板10牢固地固定在工具8的座体9上。

夹具11一边一个安置在工具8的两边，两者间的距离等于网格间距的偶数倍。

臂1使得可以将工具8安置在与待检修的管束管子轴向对准的位置。

而后在滑板6上转动工具8的座体9，以便使夹具11与管束的两根管子对准。

在这种情况下也可以以这样的方式将夹具11和工具8安置在板10上，使得它们并不对准，而形成一个最好等于90°的角度。

在图3中可以见到一个蒸汽发生器管子中的检修工具，这个工具有一个总编号12，在实施例的情况下，它包括一个工具，使安置在蒸汽发生器管子13内的封闭塞14穿过管板18。如与本专利申请同日提出的FRAMATOME公司的专利申请中说明的，通过借助电极的放电加工可以有利地完成这一类操作，电极的端部通过与管板18的入口面18a齐平安置的管子13的端部插入封闭塞。

为了完成这一操作，必须对应于电极的前进方向使电极轴线完全对准安置封闭塞14的管子13的轴线17。

检修工具组件12固定在臂19的端部，臂19在管板18的下面安装在蒸汽发生器的水容器内并使工具12移动，使工具12与蒸汽发生器的任何管子13对准。

工具12安装在套管21内，后者又通过支架固定在臂19上。

如可以从图3和图4中见到的，对管束的管子13中的工具12定中心用的装置属于图1中所示的通用型。它包括一块借助于轴承22和滚珠轴承26围绕套管21的顶部转动而安装的板23，轴承22由外面装有齿圈25的环24构成，滚珠轴承26的内套固定在套管21上。

臂19同样利用套管21及其支架承载设置在机壳27中的电动机，电动机有一个输出小齿轮28与齿圈25啮合。

这个装置可以极为精确地遥控定中心板23围绕工具12的轴线的取向。

如可以从图4中看出，板23承载两个开裂套管形式的定中心夹具29，夹具29的沿周缘方向的接续区段可以用气动操作装置移动分开，在夹具29上可以见到的气动操作装置图示在图4的右边部分。

当夹具29的裂开套管的区段没有受到内部径向膨胀时，裂开套管的标称直径稍小于管子（如蒸汽发生器的管子13a或13b）的内径。

因此，在没有膨胀的状态下，套管18可以借助于与臂19连接的垂直位移装置被引入网格的两个管子。垂直位移可以通过安置在套管21内的千斤顶来实现，工具由电动机30推进。这个装置例如说可以由一个驱动安装了螺母的垂直螺纹杆的电动机30组成，螺纹杆又固定在工具的底部上，工具上啮合了承载定中心板23的套管21。

夹具29以这样的方式安置在板23上，使得它完全对称于与套管21的轴线相对应的工具12的轴线，工具12被要求与管子13的轴17完全对准，管子13中安置了要抽出的封闭塞14。

此外，两个夹具29的轴线31之间的距离等于管子网格的间距的偶数倍，这个间距对应于管板中一排管子的两个接续管子轴线之间的距离。

如可以从图4右边部分所示的夹具29的情况中见到的，夹具29以这样的方式用螺钉32密封地固定在板23的凹口中，使得气动千斤顶室33被确定在夹具29的座体和板23的凹口之间。一个固定在驱动棒35上的活塞34安装在汽缸中，以构成一个气动千斤顶。

板23的夹具29的气动千斤顶通过管子37和气嘴36提供压缩空气，管子37连接到固定在臂19上的分配器上。

通过压缩空气压力的作用，驱动杆35的向上位移使得构成夹具29外部的裂开套管的区段可能产生径向膨胀。

有可能使用两种类型的夹具29，它们的裂开套管的标称直径不同，它们可以插入一排管子中相对于需要检修的管子13对称安置的两个管子13a、13b。

在作业周期期间，在管板的不同区域中进行了一系列重新镗磨封闭塞的操作。可能产生这种情况，就是一个工具的定中心夹具可能只能安置在已经含有重镗塞的管子中。

如可以从图4A中看出，装置的一个裂开套管39′可以具有略略小于用放电加工装置镗磨的封闭塞14的内径（图4A）。板23的装备取决于待检修管子13的位置，使得定中心夹具29或者插入没有封闭塞的管子，或者插入具有重新镗磨的封闭塞的管子。

为了实现工具的定位和完全定中心，装有定中心装置的工具在管板的面18a的下面在管子13附近进入大体定中心的位置。

利用电动机驱动小齿轮28和齿圈22从而转动板23，使夹具29和穿过管板的管子网格的两个管子13a、13b位于为抽出封闭塞14进行检修的管子13的两边。

借助于与臂19相连接的垂直位移装置将夹具29插入相应的管子13a、13b中，从而完成将夹具引入到管子13a、13b中，同时使气动千斤顶杆35缩回，裂开套管的区段位于收缩位置。

此外定中心装置29的裂开套管在顶部具有平头截锥部分39，这使得有利于将夹具引入网格的相应管子中。

夹具借助于连接臂19的垂直位移装置引入，垂直位移装置同时将平头截锥部分39放入管子13a和13b的位置中，并使工具12上的端塞41的位置紧靠管板18的入口面18a。

而后给夹具29的气动千斤顶送气，以便实现放电加工工具12的电极相对于管子13的完全定中心，也就是电极的轴线与管子和封闭塞14的轴线17完全对准。

借助于放电加工电极，在穿入轴线和管子13的轴线17的对准方面，穿入封闭塞14的操作可以非常精确地实现。

在完成穿入封闭塞14的操作后，或者借助于上述套管21中接入的千斤顶或者借助于与支承塞接触的电极位移装置，使电极往下退回到套管21内部的收缩位置上，定中心夹具29中的压力松弛了，套管21向下移动。

当电极定中心夹具从相应的管子中脱开后，借助于臂19，装置可以被带到对着一个新的位置，使得能够利用放电加工来穿入固定在新管子13中的封闭塞14。

在所有情况下，通过比如电视摄象机之类装置可以遥控监督操作，由此可以极端快速和极端精确地实现工具12的定位和定中心。

图5表示依照本发明的定中心装置的第二种形式的结构。这种形式的结构对应于本发明的第二通用实施例原理。工具承载件由臂42组成，安装在蒸汽发生器的水容器中，在平行于管板的平面内转动。在臂42的端部安装了一个圆形导架44形状的工具支架43。工具45确定平行于管束管子轴线的工具的工作轴线，其位置对应于构成支架43的圆形导架的中心。圆形导架44借助于滚珠滑道46或类似系统安装在臂42的端部，以便通过其圆形外周缘转动。它具有圆扇形的齿状部分，相对于滑道的外周缘稍许后退，或者具有另一种等价的取向系统。

圆形齿状导架也被定中心在工具45上，并与连接转动的驱动电动机的齿状小齿轮47相啮合。构成支架的导架44承载两个定中心夹具48和48′，它们与图3和图4中所示实施例中的夹具29相似。

在方形网格的情况下，夹具48和48′的轴线互相成直角地安置在导架44的两个半径上，与工具45的轴线的距离等于管子网格的五个间距。

此时，如图6中可以见到的，每个象限包含网格的四个管子轴线位置，距离代表工具轴线位置的T点5个间距。

在X+Y轴的坐标系中，这些点的坐标用间距数来表示为：（0，5）;（3，4）;（4，3）和（5，0）。

当定中心装置的夹具的轴线安置在距离工具轴线5个间距的位置时，对于将夹具对准管束管子来说，经常存在板的许许多多个可能的取向。

如果A和B是工具支架上距离工具轴线5个间距的点，角β＝

将可以采取下列不同的值：

tan    β＝0    β＝0

tan β＝3/4 β 37°

tan β＝4/3 β 53°

tan    β＝∞    β＝90°

或者是这些值中许多个的和。

如图5中所示，在β等于90°的情况下，工具位于支架的角落中，有可能接近位于蒸汽发生器的水容器中的障碍物附近的管子开孔。

可以看出，角α和角θ之间存在一定的关系，角α决定工具和承载臂之间的相对角关系，角θ决定取决于所选β角值的承载臂的角度位置。

通过分别确定的角θ和α彼此相对地转动承载臂42和支架43，使得可能将夹具48和48′及工具45安置在所要的位置，与管束管子的端部对准，管子端部与管板的入口面齐平。

为此目的，小齿轮47与一个马达和一个编码器相连接，后者使角度α可以受臂42转动的θ角控制。一个计算机使得可以规定依照β使用的关系。

工具45在区段44的角落端部处的配置使得不管管束管子的位置在哪里都能达到这些管子，特别是当这些管子的端部接近板壁或障碍物的时候。

如图7所示，在由并列的等边三角形组成的三角形网格的情况下，定中心夹具可以围绕工具的轴线50设置，离工具的距离等于：P，2P，3P，…nP（点A）

或者P $\sqrt{3}$ ，2P $\sqrt{3}$ ，3P $\sqrt{3}$ ，…nP $\sqrt{3}$ ，如果P是网格的间距（点B）。

本发明不限于已经说明的实施例。

因此，可以想象夹具29以不同方式安置在板23上，安置在相对于工具轴线对称的位置中，或者是安置在对应于管束中两个管子的相对位置不对称的位置上。

定中心或负载吸收装置不仅可用于穿入工具（如放电加工操作）的定位和定中心，也可用于任何在管2中必须沿管子的轴线推进的工具的定位。定中心或负载吸收装置也可用于在蒸汽发生器的管子2中检查检测器的定位和移动。

Claims (11)

1、对蒸汽发生器管子(13)中的检修工具(3，8，12)定中心的装置，该蒸汽发生器包括一束管子，管子的端部穿过一个具有规则网孔的管板(18)，每个网孔容放一个管子端部(13)，检修工具通过构成管板入口面的那一面(18a)被引入管子，管子与管板入口面齐平，而工具受到安置在蒸汽发生器的水容器中的可动承载件的支承，该装置的特征在于，它包括一个安装在承载件上的定中心板(23)，承载件用于围绕一个平行于蒸汽发生管轴线的轴线作枢轴式转动，该定中心板承载两个径向膨胀的固定夹具(39)，其直径在未膨胀状态下小于管束管子的内径，而在膨胀状态下其直径至少等于管束管子的内径，上述装置还包括一个用于使板(23)围绕其枢轴取向的装有电动机的机构(22，27，28)，固定夹具(39)被安置在板上，其相对位置对应于管板(18)上具有的通过管子(13)用的两个开孔的位置。

2、如权利要求1所述的定中心装置，其特征在于，工具支架（2）牢固地固定在承载件（1）上，而定中心板4枢轴式转动地安装在工具支架（2）上。

3、如权利要求2所述的定中心装置，其特征在于，工具（12）的支架包括一个套管（21），在套管的轴上安装了检修工具（12），而定中心板（23）安装在套管（21）上，以便围绕它的轴转动。

4、如权利要求3所述的定中心装置，其特征在于，用于板（23）围绕套管（21）的轴线转动的装有电动机的机构包括一个齿环（22），该齿环与由电动机（27）驱动的小齿轮（28）相啮合。

5、如权利要求1所述的定中心装置，其特征在于，工具支架（9）安装在承载件（1）上，以便围绕工具（8）的轴线转动，而定中心板（10）固定在工具支架（9）上。

6、如权利要求1所述的定中心装置，其特征在于，承载件是一个臂（42），安装在平行于管板（18）的平面内可以转动，而板（44）构成工具支架，板（44）安装在臂（42）的端部上，以便围绕与工具（45）的轴线相符合一致的轴线转动。

7、如权利要求5所述的定中心装置，在方形网眼管子网格的情况下，其特征在于，板（44）由一个连接到臂（42）的端部上的圆形区段组成的，工具（45）固定在圆形区段（44）的轴上，而夹具（48、48′）固定在圆形区段的半径上，离工具的距离对应于管子网格的5个间距。

8、如权利要求7所述的定中心装置，其特征在于，夹具（48、48′）设置在围绕工具（34）轴线的两个位置中，这两个位置是从一个圆的每个象限中确定的一组位置中选出的，该圆的中心在工具（34）上，圆的半径等于网格的五个间距，每个象限中确定的位置数目等于4。

9、如权利要求7所述的定中心装置，其特征在于，区段（44）有一个圆形的齿状部分，其轴线与工具（45）的轴线符合一致，它与装电动机的驱动小齿轮（47）相啮合。

10、如权利要求9所述的定中心装置，其特征在于，驱动小齿轮（47）的电动机是受转动地驱动臂（42）的电动势机构控制的。

11、如权利要求1所述的定中心装置，其特征在于，夹具（39）是由包括许多个区段的裂开的套管构成的，在每个套管的轴上安装了一个驱动杆（35），杆固定在气动千斤顶的活塞（34）上，千斤顶有一个形成在定中心板（23）中的室（33）。

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