CN104992736B - 反应堆压力容器底封头贯穿件检查系统及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种反应堆压力容器底封头贯穿件检查系统,它包括机械扫查部、超声/涡流/视频无损检测部、电气控制部、超声探头/涡流探头/摄像头,所述机械扫查部包括外壁检查装置、内壁检查装置,压力容器底封头贯穿件检测的方法包括以下步骤:(一).利用外壁检查装置对各个贯穿件外壁进行检查(二). 利用内壁检查装置对各个贯穿件内壁进行检查。本发明中外壁检查装置以及内壁检查装置结构紧凑,体积较小,能够在操作平台的带动下轻松、精确地套设在贯穿件外壁或进入贯穿件内部,进行扫查,由于其体积重量小,即使产生晃动也不会对贯穿件造成过大的横向倾覆力,外壁检查装置的自适应机构能够保证在扫查过程中涡流探头始终紧贴底封头和贯穿件,获得准确的检查数据。
Description
技术领域
本发明涉及核电无损检测领域,特别涉及一种反应堆压力容器底封头贯穿件检查系统及检测方法。
背景技术
核反应堆压力容器是核电站最为重要的部件之一,为RCC-M核安全一级设备。核反应堆压力容器的质量是保证核动力系统安全运行的关键,是核电站整个寿命内唯一不可更换的大型部件。为确定核反应堆压力容器的质量,核电厂和核动力装置的检验规范和大纲中,对反应堆压力容器上的各焊缝及其它部位提出了无损检测的强制性要求,并指定分别在投入使用前和运行一定时间间隔后对反应堆压力容器实施役前和在役检查。役前和在役检查结果是分析评定压力容器运行状态的重要依据。
核反应堆压力容器役前和在役检查是非常复杂的过程,必须使用专用的机械检查设备和装置来完成。由于核反应堆压力容器底封头贯穿件特殊的结构,对其检查需要在19米深的水环境下进行,且检查过程具有放射性。此外,核反应堆压力容器底封头贯穿件内径仅为15.5毫米,但检查深度达到650毫米以上,检查过程探头在其内部运动,对其定位要求非常高。如果检查装置定位不准或发生意外扰动,容易造成探头在BMI内部断裂从而给压力容器本身造成重大隐患。同时,核反应堆压力容器底封头贯穿件分布于以压力容器中轴线为圆心的23个不同半径圆周上,不同圆周上的贯穿件所处的弧面倾斜角度不同,外壁涡流探头扫查的轨迹也不同。因此,对外壁检查设备涡流探头运动的适应性要求高,否则,容易造成外壁涡流探头在扫查过程与贯穿件J焊缝贴合不紧或者出现探头卡涩情况。公开专利CN103985424A(核反应堆压力容器无损检测机器人及其检测方法)、CN203465957U(一种核电站反应堆压力容器检查装置)、CN104464849A(一种核电站反应堆压力容器检查装置)等可以对反应堆压力容器整体进行超声或视频检查,但是由于BMI结构内径小、深度大,检查装置无法完成精准定位,将探头送至BMI内部完成检查,同时,此类设备或装置的重量较大,出现的任何异常动作都可能导致BMI结构受到较大的横向倾覆力,从而产生巨大的安全隐患。
公开专利201010576226.8(压力容器顶盖贯穿管件超声自动检查装置)、201010591741.3(管件内部电视检查摄像头组合结构)、201010587911.0(管件内部超声检查探头组合结构)、美国专利20140211902(INSPECTION APPARATUS FOR PENETRATION PIPEOF NUCLEAR REACTOR HEAD)等此类技术主要是针对反应堆压力容器顶盖贯穿件检查应用,其不能满足水下19深的安装和作业环境。此外,顶盖贯穿件结构要远大于底封头贯穿件,检查装置定位难度要远低于底封头贯穿件检查要求,探头结构也有足够的空间布置。
论文(1000MW级压水堆反应堆压力容器CRDM及BMI贯穿件J型焊缝超声波检验技术研究,2010中国核电产业科技创新与发展论坛论文集)报道的检验技术研究主要针对BMI结构在制造厂环境下的检验,既不涉及核电站现场的辐射环境,也不能实现水下19米深的安装和作业环境。
发明内容
本发明的目的是提供一种反应堆压力容器底封头贯穿件检查系统。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:一种反应堆压力容器底封头贯穿件检查系统,它包括机械扫查部、超声/涡流/视频无损检测部、控制所述机械扫查部动作的电气控制部,超声/涡流/视频无损检测部分别具有超声探头/涡流探头/摄像头,所述机械扫查部包括外壁检查装置、内壁检查装置、操作平台、连接于所述操作平台与外壁检查装置或内壁检查装置之间的长杆组件,所述外壁检查装置包括用于安装并使所述涡流探头在绕贯穿件转动时能够始终紧贴在贯穿件和底封头上的自适应机构、驱动所述自适应机构沿贯穿件轴向运动的第一轴向驱动机构、驱动所述自适应机构沿所述贯穿件周向运动的第一周向驱动机构、实现外壁检查装置定位的第一定位机构,所述内壁检查装置包括用于固定安装所述超声探头或摄像头的支架、驱动所述支架沿贯穿件轴向运动的第二轴向驱动机构、驱动所述支架沿所述贯穿件周向运动的第二周向驱动机构、实现内壁检查装置定位的第二定位机构,所述外壁检查装置和所述内壁检查装置的上端分别设置有第一浮力块和第二浮力块,第一浮力块使外壁检查装置竖立于水中且保证涡流探头位于下方,第二浮力块使内壁检查装置竖立于水中且保证支架位于下方。
所述第一轴向驱动机构包括上下位相对设置的第一上固定盘和第一下固定盘、连接于第一上固定盘和第一下固定盘之间的且对称设置的两根第一导轨、滑动连接于两根所述第一导轨上的圆盘形第一活动平台、第一丝杆机构、第一丝杆驱动电机,所述第一丝杆机构的螺杆穿设于所述第一活动平台上,其下端转动连接于所述第一下固定盘上,所述第一丝杆机构的螺母固定于所述第一活动平台上且套设在所述第一丝杆机构的螺杆上,所述第一丝杆驱动电机固定于所述第一上固定盘上。
所述第一周向驱动机构包括与所述第一活动平台枢轴连接的第三活动平台、与所述第三活动平台相固定且通过连接柱同轴固定连接的第四活动平台、多个侧面周圈开设有呈V型槽且呈环形分布的导轨滚轮、穿设于所述第一活动平台上的第一花键轴、驱动所述第一花键轴转动的第一花键轴电机、转动连接于所述第一活动平台下端面上且套设在所述第一花键轴上的第一齿轮,所述第一花键轴电机固定于所述第一上固定盘上且与所述第一丝杆驱动电机相对称设置,所述第三活动平台下端面设置有与所述导轨滚轮侧面上的V型槽相匹配且朝向所述第三活动平台轴心线的V型突起,V型突起呈环状卡设在多个所述导轨滚轮上从而使第三活动平台转动连接在第一活动平台上,所述第三活动平台下端面还设有环状的齿圈,所述齿圈与所述第一齿轮相啮合,当所述第一齿轮转动时,所述第三活动平台在第一活动平台上转动。
所述自适应机构包括多根穿设在所述第四活动平台上且上端能够担设在所述第四活动平台上的浮动导轨、与多根所述浮动导轨下端相固定连接的浮动盘、两块位于所述浮动盘边缘且沿所述浮动盘轴线方向向下延伸的垂直连板、转动连接于两块所述垂直连板之间且转轴与贯穿件转轴相垂直的安装块、穿设于所述安装块上的导向杆、固定于所述安装块上且轴线与所述导向杆轴线相平行的自适应气缸、固定在所述导向杆下端部的U型的连接框、与所述连接框相铰链且转轴与所述安装块的转轴相平行的连接座,所述浮动盘上安装有摄像头,自适应气缸的活塞杆与所述连接框固定连接,所述涡流探头转动连接于所述连接座上,涡流探头的转轴与所述贯穿件转轴所在平面与所述连接座转轴相垂直,所述连接座与所述连接框的非铰链端之间连接有拉簧,涡流探头在转动扫查时,能随底封头弧形表面上下浮动。
所述第一定位机构包括穿设于所述浮动盘内且上端固定于第一下固定盘下方的呈筒状的第一定位座,所述第一定位座内壁在同一高度上均匀有多个第一夹紧气缸和一个第一定位块。
所述第二轴向驱动机构上下位相对设置的第二上固定盘和第二下固定盘、连接于第二上固定盘和第二下固定盘之间的且对称设置的两根第二导轨、滑动连接于两根所述第二导轨上的圆盘形第二活动平台、第二丝杆机构、第二丝杆驱动电机,所述第二丝杆机构的螺杆穿设于所述第二活动平台上,其下端转动连接于所述第二下固定盘上,所述第二丝杆机构的螺母固定于所述第二活动平台上且套设在所述第二丝杆机构的螺杆上,所述第二丝杆驱动电机固定于所述第二上固定盘上。
所述第二周向驱动机构穿设于所述第二活动平台上的第二花键轴、驱动所述第二花键轴转动且安装于第二上固定盘上的第二花键轴电机、转动连接于所述第二活动平台下端面上且套设在所述第二花键轴上的第二齿轮、位于所述第二活动平台轴线上且转动连接于所述第二活动平台上的探头连接杆、固定套设于所述探头连接杆上且与所述第二齿轮相啮合的从动齿轮,所述第二花键轴转动带动所述第二齿轮转动,进而带动从动齿轮转动,从动齿轮再带动探头连接杆转动,支架连接于探头连接杆端部即会随探头连接杆转动。
所述第二定位机构包括固定于所述第二下固定盘下方的呈筒状的第二定位座,所述第二定位座内壁在同一高度上均匀有多个第二夹紧气缸和一个第二定位块。
所述外壁检查装置和所述内壁检查装置的上端分别设置有第一浮力块和第二浮力块,所述第一浮力块所受浮力和所述外壁检查装置的重力的差值或所述第二浮力块与所述内壁检查装置的重力的差值范围为[-50,50]N。
本发明还提供了一种反应堆压力容器底封头贯穿件检测的方法,它包括以下步骤:
(一).利用外壁检查装置对各个贯穿件外壁进行检查
a.利用操作平台将外壁检查装置平移送至贯穿件上方,然后下行使第一定位座套设在贯穿件上,直至设定位置,随后第一定位气缸动作夹住贯穿件使外壁检查装置与贯穿件实现同轴定位,随后第一轴向驱动机构驱动涡流探头下行直至涡流探头紧贴底封头上表面和贯穿件表面上,然后第一周向驱动机构带动涡流探头沿贯穿件外表面做周向运动,依次逐个进行检查,自适应机构能保证涡流探头始终同时紧贴底封头和贯穿件,当遇到异常时,涡流无损检测部会记录下该贯穿件的信息以便后续分析判断,涡流探头包括十字涡流探头和阵列涡流探头;浮动盘上安装有摄像头,涡流检查同时进行外壁视频检查;
(二). 利用内壁检查装置对各个贯穿件内壁进行检查
b. 首先在探头连接杆上连接通过性假探头,利用操作平台将内壁检查装置平移送至贯穿件上方,然后下行使第二定位座套设在贯穿件上,直至设定位置,随后第二定位气缸动作夹住贯穿件使内壁检查装置与贯穿件实现同轴定位,
c.第二轴向驱动带动通过性假探头下行进入贯穿件内,检测贯穿件内壁是否有异物,当有异物时,第二丝杆驱动电机电流会发生变化,当检测到电流有变化时记录下该贯穿件信息,依次完成所有贯穿件通过性检查;
d.将通过性假探头更换为带有摄像头的支架,检查有异物的贯穿件,并排除异物;
e.将摄像头支架换为超声和涡流组合探头进行扫查,组合探头包括TOFD横向探头、TOFD纵向探头、0度超声直射探头、十字涡流探头。
本发明的有益效果在于:本发明中外壁检查装置以及内壁检查装置结构紧凑,体积较小,能够在操作平台的带动下轻松、精确地套设在贯穿件外壁或进入贯穿件内部,进行扫查,由于其体积重量小,即使产生晃动也不会对贯穿件造成过大的横向倾覆力;顶部的第一浮力块和第二浮力块能分别保证外壁检查装置和内壁检查装置竖立于压力容器内的水中,进一步提高其稳定性和降低检查操作难度;外壁检查装置的自适应机构能够保证在扫查过程中涡流探头始终紧贴底封头和贯穿件,获得准确的检查数据。
附图说明
附图1为本发明中内壁检查装置的立体视图;
附图2为本发明中外壁检查装置的立体视图;
附图3为本发明中去保护罩后的外壁检查装置局部的立体视图;
附图4为本发明中外壁检查装置的周向驱动机构的立体示意图;
附图5为本发明中外壁检查装置的周向驱动机构的剖视图;
附图6为本发明中外壁检查装置的自适应机构的结构示意图;
附图7为图1的局部视图;
附图中:1、外壁检查装置;2、内壁检查装置;3、长杆组件;4、涡流探头;5、贯穿件;6、底封头;11、第一轴向驱动机构;12、第一周向驱动机构;13、第一定位机构;14、自适应机构;15、第一浮力块;16、旋转角度限定机构;111、第一上固定盘;112、第一下固定盘;113、第一导轨;114、第一活动平台;115、第一丝杆机构;116、第一丝杆驱动电机;121、第三活动平台;122、连接柱;123、第四活动平台;124、导轨滚轮;125、第一花键轴;126、第一花键轴电机;127、第一齿轮;131、第一定位座;140、保护罩;141、浮动导轨;142、浮动盘;143、垂直连板;144、安装块;145、导向杆;146、自适应气缸;147、连接框;148、连接座;149、拉簧;161、限位柱;162、限位杆;1211、V型突起;1212、齿圈;21、第二轴向驱动机构;22、第二周向驱动机构;23、第二定位机构;24、第二浮力块;211、第二上固定盘上;212、第二下固定盘;213、第二导轨;214、第二活动平台;215、第二丝杆机构;216、第二丝杆驱动电机;221、第二花键轴;222、第二花键轴电机;223、第二齿轮;224、从动齿轮;225、探头连接杆;231、第二定位座;232、第二夹紧气缸;233、第二定位块。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本发明作以下详细描述:
一种反应堆压力容器底封头贯穿件检查系统,它包括机械扫查部、超声/涡流/视频无损检测部、控制所述机械扫查部动作的电气控制部,超声/涡流/视频无损检测部分别具有超声探头/涡流探头/摄像头,所述机械扫查部包括外壁检查装置1、内壁检查装置2、操作平台、连接于所述操作平台与外壁检查装置1或内壁检查装置2之间的长杆组件3。
如图2、3所示,所述外壁检查装置1包括用于安装并使所述涡流探头4在绕贯穿件5转动时能够始终紧贴在贯穿件5和底封头6上的自适应机构14、驱动所述自适应机构14沿贯穿件5轴向运动的第一轴向驱动机构11、驱动所述自适应机构14沿所述贯穿件周向运动的第一周向驱动机构12、实现外壁检查装置1定位的第一定位机构13、限定涡流探头4做周向运动角度的旋转角度限定机构16。
所述第一轴向驱动机构11包括上下位相对设置的第一上固定盘111和第一下固定盘112、连接于第一上固定盘111和第一下固定盘112之间的且对称设置的两根第一导轨113、滑动连接于两根所述第一导轨113上的圆盘形第一活动平台114、第一丝杆机构115、第一丝杆驱动电机116,所述第一丝杆机构115的螺杆穿设于所述第一活动平台114上,其下端转动连接于所述第一下固定盘112上,所述第一丝杆机构115的螺母固定于所述第一活动平台114上且套设在所述第一丝杆机构115的螺杆上,所述第一丝杆驱动电机116固定于所述第一上固定盘111上。
如图4、5所示,所述第一周向驱动机构12包括与所述第一活动平台114枢轴连接的第三活动平台121、与所述第三活动平台121相固定且通过连接柱122同轴固定连接的第四活动平台123、多个侧面周圈开设有呈V型槽且呈环形分布的导轨滚轮124、穿设于所述第一活动平台121上的第一花键轴125、驱动所述第一花键轴125转动的第一花键轴电机126、转动连接于所述第一活动平台114下端面上且套设在所述第一花键轴125上的第一齿轮127,所述第一花键轴电机126固定于所述第一上固定盘111上且与所述第一丝杆驱动电机116相对称设置,所述第三活动平台121下端面设置有与所述导轨滚轮124侧面上的V型槽相匹配且朝向所述第三活动平台121轴心线的V型突起1211,V型突起1211呈环状卡设在多个所述导轨滚轮124上从而使第三活动平台121转动连接在第一活动平台114上,所述第三活动平台121下端面还设有环状的齿圈1212,所述齿圈1212与所述第一齿轮127相啮合,当所述第一齿轮127转动时,所述第三活动平台121在第一活动平台114上转动。
如图6所示,所述自适应机构14外罩设有保护罩140,其包括多根穿设在所述第四活动平台123上且上端能够担设在所述第四活动平台123上的浮动导轨141、与多根所述浮动导轨141下端相固定连接的浮动盘142、两块位于所述浮动盘142边缘且沿所述浮动盘142轴线方向向下延伸的垂直连板143、转动连接于两块所述垂直连板143之间且转轴与贯穿件转轴相垂直的安装块144、穿设于所述安装块144上且沿斜向下并朝向贯穿件的方向延伸的导向杆145、固定于所述安装块144上且轴线与所述导向杆145轴线相平行的自适应气缸146、固定在所述导向杆145下端部的U型的连接框147、与所述连接框147相铰链且转轴与所述安装块144的转轴相平行的连接座148,所述涡流探头4转动连接于所述连接座148上,自适应气缸146的活塞杆与所述连接框147固定连接,涡流探头4的转轴与所述贯穿件5的转轴所在平面与所述连接座148的转轴相垂直,所述连接座148与所述连接框147的非铰链端之间连接有拉簧149,涡流探头4在转动扫查时,能随底封头弧形表面上下浮动。
所述第一定位机构13包括穿设于所述浮动盘142内且上端固定于第一下固定盘112下方的呈筒状的第一定位座131,所述第一定位座131内壁在同一高度上均匀有多个第一夹紧气缸和一个第一定位块。
旋转角度限定机构16其包括固定于所述固定于所述第三活动平台121上的限位柱161、转动连接于所述第一活动平台114上的限位杆162,当限位杆162的一侧与限位柱161抵紧时作为角度0点,第三活动平台121旋转直至限位杆162的另一侧与所述限位柱161刚接触时第三活动平台121转过角度略小于360°,其继续旋转同时限位杆162在第一活动平台114上旋转,直至限位杆162与活动第一活动平台114上的螺帽抵紧,此时第三活动平台121总的旋转角度大于360°,可以调节限位杆162的位置调节其能够旋转的角度,从而调节第三活动平台121能够旋转的角度,即涡流探头4能转过的角度。
如图1所示,所述内壁检查装置2包括用于固定安装所述超声探头或摄像头的支架、驱动所述支架沿贯穿件5轴向运动的第二轴向驱动机构21、驱动所述支架沿所述贯穿件周向运动的第二周向驱动机构22、实现内壁检查装置定位的第二定位机构23
所述第二轴向驱动机构21上下位相对设置的第二上固定盘211和第二下固定盘212、连接于第二上固定盘211和第二下固定盘212之间的且对称设置的两根第二导轨213、滑动连接于两根所述第二导轨213上的圆盘形第二活动平台214、第二丝杆机构215、第二丝杆驱动电机216,所述第二丝杆机构215的螺杆穿设于所述第二活动平台214上,其下端转动连接于所述第二下固定盘212上,所述第二丝杆机构215的螺母固定于所述第二活动平台214上且套设在所述第二丝杆机构215的螺杆上,所述第二丝杆驱动电机216固定于所述第二上固定盘上211。
所述第二周向驱动机构22穿设于所述第二活动平台214上的第二花键轴221、驱动所述第二花键轴221转动且安装于第二上固定盘211上的第二花键轴电机222、转动连接于所述第二活动平台214下端面上且套设在所述第二花键轴221上的第二齿轮223、位于所述第二活动平台214轴线上且转动连接于所述第二活动平台214上的探头连接杆225、固定套设于所述探头连接杆225上且与所述第二齿轮223相啮合的从动齿轮224,所述第二花键轴221转动带动所述第二齿轮223转动,进而带动从动齿轮224转动,从动齿轮224再带动探头连接杆225转动,支架连接于探头连接杆225端部即会随探头连接杆225转动。
所述第二定位机构23包括固定于所述第二下固定盘212下方的呈筒状的第二定位座231,所述第二定位座231内壁在同一高度上均匀有多个第二夹紧气缸232和一个第二定位块233。
所述外壁检查装置1和所述内壁检查装置2的上端分别设置有第一浮力块15和第二浮力块24,在本实施例中,第一浮力块15罩设在第一上固定盘111上,第二浮力块24罩设在第二上固定盘211上,所述第一浮力块15所受浮力和所述外壁检查装置1的重力的差值或所述第二浮力块24与所述内壁检查装置2的重力的差值范围为[-50,50]N,最佳取0N,由于外壁检查装置1和所述内壁检查装置2的各部件均匀分布,因此两者重心均大致在各自的轴线上,第一浮力块15和第二浮力块24分别位于两者的上端且位于轴线上,能够有效得保持两者在水中的平衡,使定位操作更简单。
本发明还提供了一种压力容器底封头贯穿件检测的方法,它包括以下步骤:
(一).利用外壁检查装置对各个贯穿件外壁进行检查
a.利用操作平台将外壁检查装置平移送至贯穿件上方,然后下行使第一定位座套设在贯穿件上,直至设定位置,随后第一定位气缸动作夹住贯穿件使外壁检查装置与贯穿件实现同轴定位,随后第一轴向驱动机构驱动涡流探头下行直至涡流探头紧贴底封头上表面和贯穿件表面上,然后第一周向驱动机构带动涡流探头沿贯穿件外表面做周向运动,依次逐个进行检查,自适应机构能保证涡流探头始终同时紧贴底封头和贯穿件,当遇到异常时,涡流无损检测部会记录下该贯穿件的信息以便后续分析判断,涡流探头包括十字涡流探头和阵列涡流探头;浮动盘上安装有摄像头,涡流检查同时进行外壁视频检查;
(二). 利用内壁检查装置对各个贯穿件内壁进行检查
c. 首先在探头连接杆上连接通过性假探头,利用操作平台将内壁检查装置平移送至贯穿件上方,然后下行使第二定位座套设在贯穿件上,直至设定位置,随后第二定位气缸动作夹住贯穿件使内壁检查装置与贯穿件实现同轴定位,
d.第二轴向驱动带动通过性假探头下行进入贯穿件内,检测贯穿件内壁是否有异物,当有异物时,第二丝杆驱动电机电流会发生变化,当检测到电流有变化时记录下该贯穿件信息,依次完成所有贯穿件通过性检查;
e.将通过性假探头更换为带有摄像头的支架,检查有异物的贯穿件,并排除异物;
f.将摄像头支架换为超声和涡流组合探头进行扫查,组合探头包括TOFD横向探头、TOFD纵向探头、0度超声直射探头、十字涡流探头。
本发明的有益效果在于:本发明中外壁检查装置以及内壁检查装置结构紧凑,体积较小,能够在操作平台的带动下轻松、精确地套设在贯穿件外壁或进入贯穿件内部,进行扫查,由于其体积重量小,即使产生晃动也不会对贯穿件造成过大的横向倾覆力,外壁检查装置的自适应机构能够保证在扫查过程中涡流探头始终紧贴底封头和贯穿件,获得准确的检查数据。
本方法采用多种探头进行检查,能够检测出分布在贯穿件(BMI)内壁和外壁的多种类型缺陷。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种反应堆压力容器底封头贯穿件检查系统,它包括机械扫查部、超声/涡流/视频无损检测部、控制所述机械扫查部动作的电气控制部,超声/涡流/视频无损检测部分别具有超声探头/涡流探头/摄像头,其特征在于:所述机械扫查部包括外壁检查装置、内壁检查装置、操作平台、连接于所述操作平台与外壁检查装置或内壁检查装置之间的长杆组件,所述外壁检查装置包括用于安装并使所述涡流探头在绕贯穿件转动时能够始终紧贴在贯穿件和底封头上的自适应机构、驱动所述自适应机构沿贯穿件轴向运动的第一轴向驱动机构、驱动所述自适应机构沿所述贯穿件周向运动的第一周向驱动机构、实现外壁检查装置定位的第一定位机构,所述内壁检查装置包括用于固定安装所述超声探头或摄像头的支架、驱动所述支架沿贯穿件轴向运动的第二轴向驱动机构、驱动所述支架沿所述贯穿件周向运动的第二周向驱动机构、实现内壁检查装置定位的第二定位机构,所述外壁检查装置和所述内壁检查装置的上端分别设置有第一浮力块和第二浮力块,第一浮力块使外壁检查装置竖立于水中且保证涡流探头位于下方,第二浮力块使内壁检查装置竖立于水中且保证支架位于下方,所述第一轴向驱动机构包括上下位相对设置的第一上固定盘和第一下固定盘、连接于第一上固定盘和第一下固定盘之间的且对称设置的两根第一导轨、滑动连接于两根所述第一导轨上的圆盘形第一活动平台、第一丝杆机构、第一丝杆驱动电机,所述第一丝杆机构的螺杆穿设于所述第一活动平台上,其下端转动连接于所述第一下固定盘上,所述第一丝杆机构的螺母固定于所述第一活动平台上且套设在所述第一丝杆机构的螺杆上,所述第一丝杆驱动电机固定于所述第一上固定盘上。
2.根据权利要求1所述的反应堆压力容器底封头贯穿件检查系统,其特征在于:所述第一周向驱动机构包括与所述第一活动平台枢轴连接的第三活动平台、与所述第三活动平台相固定且通过连接柱同轴固定连接的第四活动平台、多个侧面周圈开设有呈V型槽且呈环形分布的导轨滚轮、穿设于所述第一活动平台上的第一花键轴、驱动所述第一花键轴转动的第一花键轴电机、转动连接于所述第一活动平台下端面上且套设在所述第一花键轴上的第一齿轮,所述第一花键轴电机固定于所述第一上固定盘上且与所述第一丝杆驱动电机相对称设置,所述第三活动平台下端面设置有与所述导轨滚轮侧面上的V型槽相匹配且朝向所述第三活动平台轴心线的V型突起,V型突起呈环状卡设在多个所述导轨滚轮上从而使第三活动平台转动连接在第一活动平台上,所述第三活动平台下端面还设有环状的齿圈,所述齿圈与所述第一齿轮相啮合,当所述第一齿轮转动时,所述第三活动平台在第一活动平台上转动。
3.根据权利要求2所述的反应堆压力容器底封头贯穿件检查系统,其特征在于:所述自适应机构包括多根穿设在所述第四活动平台上且上端能够担设在所述第四活动平台上的浮动导轨、与多根所述浮动导轨下端相固定连接的浮动盘、两块位于所述浮动盘边缘且沿所述浮动盘轴线方向向下延伸的垂直连板、转动连接于两块所述垂直连板之间且转轴与贯穿件转轴相垂直的安装块、穿设于所述安装块上的导向杆、固定于所述安装块上且轴线与所述导向杆轴线相平行的自适应气缸、固定在所述导向杆下端部的U型的连接框、与所述连接框相铰链且转轴与所述安装块的转轴相平行的连接座,所述浮动盘上安装有摄像头,自适应气缸的活塞杆与所述连接框固定连接,所述涡流探头转动连接于所述连接座上,涡流探头的转轴与所述贯穿件转轴所在平面与所述连接座转轴相垂直,所述连接座与所述连接框的非铰链端之间连接有拉簧,涡流探头在转动扫查时,能随底封头弧形表面上下浮动。
4.根据权利要求3所述的反应堆压力容器底封头贯穿件检查系统,其特征在于:所述第一定位机构包括穿设于所述浮动盘内且上端固定于第一下固定盘下方的呈筒状的第一定位座,所述第一定位座内壁在同一高度上均匀有多个第一夹紧气缸和一个第一定位块。
5.根据权利要求1所述的反应堆压力容器底封头贯穿件检查系统,其特征在于:所述第二轴向驱动机构上下位相对设置的第二上固定盘和第二下固定盘、连接于第二上固定盘和第二下固定盘之间的且对称设置的两根第二导轨、滑动连接于两根所述第二导轨上的圆盘形第二活动平台、第二丝杆机构、第二丝杆驱动电机,所述第二丝杆机构的螺杆穿设于所述第二活动平台上,其下端转动连接于所述第二下固定盘上,所述第二丝杆机构的螺母固定于所述第二活动平台上且套设在所述第二丝杆机构的螺杆上,所述第二丝杆驱动电机固定于所述第二上固定盘上。
6.根据权利要求5所述的反应堆压力容器底封头贯穿件检查系统,其特征在于:所述第二周向驱动机构穿设于所述第二活动平台上的第二花键轴、驱动所述第二花键轴转动且安装于第二上固定盘上的第二花键轴电机、转动连接于所述第二活动平台下端面上且套设在所述第二花键轴上的第二齿轮、位于所述第二活动平台轴线上且转动连接于所述第二活动平台上的探头连接杆、固定套设于所述探头连接杆上且与所述第二齿轮相啮合的从动齿轮,所述第二花键轴转动带动所述第二齿轮转动,进而带动从动齿轮转动,从动齿轮再带动探头连接杆转动,支架连接于探头连接杆端部即会随探头连接杆转动。
7.根据权利要求6所述的反应堆压力容器底封头贯穿件检查系统,其特征在于:所述第二定位机构包括固定于所述第二下固定盘下方的呈筒状的第二定位座,所述第二定位座内壁在同一高度上均匀有多个第二夹紧气缸和一个第二定位块。
8.根据权利要求1所述的反应堆压力容器底封头贯穿件检查系统,其特征在于:所述第一浮力块所受浮力和所述外壁检查装置的重力的差值或所述第二浮力块与所述内壁检查装置的重力的差值范围为[-50,50]N。
9.一种采用权利要求1~8中任一检查系统进行反应堆压力容器底封头贯穿件检测的方法,其特征在于,它包括以下步骤:
(一).利用外壁检查装置对各个贯穿件外壁进行检查
a.利用操作平台将外壁检查装置平移送至贯穿件上方,然后下行使第一定位座套设在贯穿件上,直至设定位置,随后第一定位气缸动作夹住贯穿件使外壁检查装置与贯穿件实现同轴定位,随后第一轴向驱动机构驱动涡流探头下行直至涡流探头紧贴底封头上表面和贯穿件表面上,然后第一周向驱动机构带动涡流探头沿贯穿件外表面做周向运动,依次逐个进行检查,自适应机构能保证涡流探头始终同时紧贴底封头和贯穿件,当遇到异常时,涡流无损检测部会记录下该贯穿件的信息以便后续分析判断,涡流探头包括十字涡流探头和阵列涡流探头;浮动盘上安装有摄像头,涡流检查同时进行外壁视频检查;
(二). 利用内壁检查装置对各个贯穿件内壁进行检查
b. 首先在探头连接杆上连接通过性假探头,利用操作平台将内壁检查装置平移送至贯穿件上方,然后下行使第二定位座套设在贯穿件上,直至设定位置,随后第二定位气缸动作夹住贯穿件使内壁检查装置与贯穿件实现同轴定位,
c.第二轴向驱动带动通过性假探头下行进入贯穿件内,检测贯穿件内壁是否有异物,当有异物时,第二丝杆驱动电机电流会发生变化,当检测到电流有变化时记录下该贯穿件信息,依次完成所有贯穿件通过性检查;
d.将通过性假探头更换为带有摄像头的支架,检查有异物的贯穿件,并排除异物;
e.将摄像头支架换为超声和涡流组合探头进行扫查,组合探头包括TOFD横向探头、TOFD纵向探头、0度超声直射探头、十字涡流探头。
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