CN106041162A - 用于核电蒸发器维修的打孔引流装置及其打孔引流方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及密封装置技术领域，具体是一种用于核电蒸发器维修的打孔引流装置及其打孔引流方法，该装置包括专用打孔装置和密封装置。密封装置由密封压块和阀块组件组成，两者通过胶接方式连接一体其内部设有相关引流通道、打孔通道、多道密封圈和双电控球阀装置。打孔工作完成后通过远程控制双电控球阀的启闭顺序，可控制辐射水经相关引流通道回收至专用回收装置中。专用打孔装置包括驱动进给机构、调节机构和打孔机构，三者通过相关联接螺栓连接一体。通过远程合理设置驱动进给机构中伺服电机和打孔机构中主轴电机的相关参数，可自动完成核电蒸发器的打孔维修工作。

Description

用于核电蒸发器维修的打孔引流装置及其打孔引流方法

[技术领域]

本发明涉及密封装置技术领域，具体是一种用于核电蒸发器维修的打孔引流装置及其打孔引流方法。

[背景技术]

进入21世纪以来，随着核能发电技术的逐渐进步、世界能源日益紧张以及节能减排等诸多因素，核能发电重新受到各个国家的青睐，大量核电设备投入使用，核电主泵中核心装置蒸发器的维修工作日益上升。

蒸发器作为核电主泵的核心装置，通常其维修工作受现场条件所限，维修较为困难。在蒸发器传统的维修过程中，首先须将蒸发器内的核辐射水给引流至专用的回收装置中，通常这一工作由工作人员现场打孔引流完成。但由于蒸发器内部辐射水存在较强的辐射性，打孔过程中给工作人员的人身安全带来严重威胁；进一步地，由于蒸发器通常处于高空位置，且主泵周围管道十分复杂，给现场维修便捷性及工作人员的生命安全带来严重挑战，进而影响蒸发器的维修质量。因此，对于蒸发器的维修工作应从便捷性及工作人员的人身安全方面着手，提高其维修便捷性和操作安全性。同时，在蒸发器C型环传统的维修过程中，首先须将蒸发器存留的核辐射水引流至专用的回收装置中，通常这一工作由工作人员现场手工操作完成。但蒸发器内部存留的辐射水存在较强的辐射性，传统的密封措施很难完全避免辐射水的泄露，这将给现场工作人员的人身安全带来严重危害。因此，合理的密封在蒸发器维修过程中扮演着极其重要的角色。为了进一步减少打孔引流过程中避免人工现场的参与，在打孔过程中密封装置能实现远程操控将尤其重要。

[发明内容]

本发明的目的就是为了克服上述技术缺陷，提供一种结构新颖、安全可靠、密封效果好的用于核电蒸发器维修的打孔引流装置，核电蒸发器包括C型环，所述的打孔引流装置包括打孔装置和密封装置，所述的密封装置与C型环紧密贴合，所述的密封装置包括密封压块、阀块组件，所述的密封压块和阀块组件之间通过胶接方式连接为一体，所述的密封压块内设有第一引流通道，所述的阀块组件内设有打孔通道、第二引流通道和若干电动球阀，所述的第一引流通道与阀块组件的打孔通道位于同一轴线上；所述的打孔装置包括驱动进给机构、调节机构，所述的调节机构安装在驱动进给机构上，所述的打孔机构安装在调节机构上。

所述的驱动进给机构包括工作台，所述的调节机构安装在所述的工作台上，所述的调节机构底部四角设有螺孔，相应地，在工作台的顶部四角上设有对应的螺孔，所述的调节机构通过双螺母调节螺栓固定在工作台上；所述的打孔机构通过固定螺栓安装在调节机构顶部。

所述的驱动进给机构包括伺服电机、行星减速机、联轴器、滚珠丝杠组件、直线滑轨组件、工作台、底座、和行程限位块(13)，所述的滚珠丝杠组件包括滚珠丝杠、滚珠丝杠螺帽支架、固定侧支座和支持侧支座，所述的直线滑轨组件包括直线导轨和滑块。

所述的底座顶部中间沿轴向设有一U型槽，滚珠丝杠组件设置在该U型槽上，滚珠丝杠组件的固定侧端通过联轴器与行星减速机一端连接，行星减速机另一端连接伺服电机，伺服电机连接控制装置，所述的行程限位块设置在U型槽内前后各一，直线轨道组件设置在底座两侧顶部，所述的工作台安装于滚珠丝杠螺帽支架和滑块上。

所述的调节机构由板件焊接组成；所述的调节机构包括安装承载打孔机构的顶板、用于固定在驱动进给机构上的底板、以及用于连接底板与顶板的两块中间板和相应的筋板；所述的打孔机构包括主轴电机、专用刀柄和相关刀具。

所述的密封压块与阀块组件的连接面设有O型密封圈；所述的密封压块采用天然橡胶材质；所述的密封压块的一端与C型环表面紧密贴合，密封压块与C型环贴合的端部形状为外凸的弧面，弧面的弧度与C型环的内弯弧度相匹配，密封压块与C型环贴合处四周采用特殊密封胶进行密封。

所述的阀块组件包括上阀块、下阀块、第一电动球阀、第二电动球阀，所述的上阀块和下阀块之间通过螺栓连接为一体，所述的下阀块内设有辐射水收集槽和第二引流通道，所述的辐射水收集槽与第二引流通道连通，所述的第一电动球阀和第二电动球阀设置在阀块组件打孔通道上并分别位于辐射水收集槽的两侧，所述的上阀块和下阀块的连接处设有橡胶密封垫，所述的阀块组件的打孔通道内设有多道O型密封圈。

所述的第一电动球阀、第二电动球阀连接控制装置，可实现远程操控。

打孔装置中相关刀具通过打孔通道及第一引流通道后对C型环完成打孔工作，然后进行引流；在引流过程中，待钻头退出第一电动球阀后，远程控制第一电动球阀闭合，然后钻头进一步退出第二电动球阀，此时通过远程操控使第二电动球阀闭合；这时阀块组件打孔通道处于隔断状态，操控第一电控球阀使其开启，此状态下打孔通道与第一引流通道相通，C型环内部核辐射水可经打孔通道流至辐射水收集槽中，然后经第二引流通道回收至专用回收装置中。

本发明同现有技术相比，其优点在于本发明具有良好的防辐射性，密封效果好，可实现远程操控，可避免人工现场参与，能够改善传统维修过程中的密封效果欠佳等诸多缺陷。在打孔工序时，专用打孔装置较传统装置体积较小，受核电蒸发器现场环境制约较低；可现场模块化组装，可降低安装人员劳动强度；可远程控制，通过远程设置伺服电机和主轴电机相关参数，可获得理想切削参数，提高打孔质量，并避免打孔过程中辐射水产生的辐射威胁。另外，其密封装置由密封阀块组件、密封压块组成，两者通过胶接方式连接一体。密封压块材质为天然橡胶，具有良好的防核辐射效果，其端部形状与蒸发器C型环表面紧密贴合，可保证良好密封效果；密封阀块组件中布置有双电动球阀及多道O形密封圈，通过远程控制电动球阀的启闭，可保证良好密封效果及引流效果。

[附图说明]

图1是本发明实施例的蒸发器C型环整体示意图；

图2是本发明实施例的蒸发器C型环截面示意图；

图3是本发明实施例的密封装置整体示意图；

图4是本发明图3的A-A剖面图；

图5是本发明实施例的密封压块整体示意图；

图6是本发明实施例的密封压块侧面示意图；

图7是本发明图6的B-B面剖视图；

图8是本发明实施例的阀块组件整体示意图；

图9是本发明图8的C-C面剖视图；

图10是本发明图8的D-D面剖视图；

图11是本发明实施例的专用打孔装置整体组成示意图；

图12是本发明实施例的专用打孔装置整体组成爆炸示意图；

图13是本发明实施例的专用打孔装置驱动进给机构组成示意图；

图14是本发明实施例的专用打孔装置驱动进给机构组成爆炸示意图；

图15是本发明实施例的专用打孔装置调节机构示意图；

图16是本发明实施例的专用打孔装置钻孔机构组成爆炸示意图；

图17是本发明实施例的打孔引流装置结构示意图；

如图所示，图中：1.驱动进给机构 2.调节机构 3.打孔机构 4.双螺母调节螺栓5.固定螺栓 6.伺服电机 7.行星减速机 8.联轴器 9.滚珠丝杆组件 10.直线滑轨组件11.工作台 12.底座 13.行程限位块 14.主轴电机 15.专用刀柄 16.相关刀具 17.加长杆18.密封压块 19.阀块组件 20.O型密封圈 21.上阀块 22.下阀块 23.第一电动球阀 24.第二电动球阀 25.多道O型密封圈 26.螺栓 27.橡胶密封垫 28.打孔通道 29.辐射水收集槽 30.输入/输出管道 31.第二引流通道 32.第一引流通道 33.蒸发器 34.C型环 35.密封装置 36.打孔装置

[具体实施方式]

下面结合附图对本发明作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明为一种用于核电蒸发器维修的打孔引流装置，其包括专用打孔装置36和密封装置35。

打孔装置用于核电蒸发器的打孔工作，由驱动进给机构1、调节机构2和打孔机构3组成。驱动进给机构用于实现打孔机构的轴向进给运动，由伺服电机驱动。打孔机构用于蒸发器装置中C型环34的打孔工作，由主轴电机进行驱动。调节机构用于连接驱动进给机构和打孔机构。通过远程合理设置驱动进给机构中伺服电机和打孔机构中主轴电机的相关参数，可自动完成核电蒸发器的打孔维修工作。

图11～图12所示为本发明的一个实施案例，在该实施案例中，该专用打孔装置由驱动进给机构1、调节机构2和打孔机构3组成。调节机构通过双螺母装置4安装于驱动进给机构工作平台11上。打孔机构通过紧固螺栓5安装于调节机构上。

图13～图14所示为驱动进给机构示意图。驱动进给机构由伺服电机6、行星减速机7、联轴器8、滚珠丝杠组件9、直线滑轨组件10、工作台11、底座12及行程限位块13组成。滚珠丝杠组件通过连轴器与行星减速机输出轴联接，工作台安装于滚珠丝杠组件螺帽支架和直线滑轨组件滑块上。通过伺服电机驱动，可使工作台沿着轴线运动，从而完成轴向进给。

图15所示为调整机构示意图，其为板件焊接而成，可提高其承载稳定性。

图16～图17所示为打孔机构示意图，其由主轴电机14、通用刀柄15及相关刀具16组成。通用刀柄紧固于主轴电机上，刀具通过夹紧机构紧固于通用刀柄上。为了进一步提高钻孔深度，通用刀柄与刀具之间可通过加长杆17连接。通过调整主轴电机转速，可以控制相关切削参数。

上述专用打孔装置在安装过程中，可进行模块化组装，可分为驱动进给机构1、调节机构2、打孔机构3三个模块分别进行组装，也可先将驱动进给机构1、调节机构2组装一体后再组装打孔机构3。此外还可将调节机构2和打孔机构3组装一体后再组装驱动进给机构1。模块化组装可降低现场工人安装强度，可实现单人进行安装操作。

双螺母装置4可用来调整安装过程中产生的误差。通过分别调整联结双螺母之间的距离，可控制调节机构2的平面度，从而获得较好的打孔质量。

上述专用打孔装置36可实现远程控制，可避免打孔过程中辐射水泄漏对工作人员的人身安全产生的安全隐患。通过远程控制伺服电机6和主轴电机14的转速，可获得合理的切削参数，最优化完成蒸发器维修过程中的打孔工作。

核电蒸发器常见C型环34整体示意图及截面示意图如图1、图2所示。本发明的密封装置部分由密封压块18、阀块组件19组成。密封压块和阀块组件通过胶接方式连接一体。密封压块与阀块组件连接面布置O型密封圈20，可防止辐射水从连接表面处泄露，如图3、图4所示。

如图5～图7所示，密封压块18材质为天然橡胶，具有良好的防核辐射效果。密封压块端部形状可与C型环34表面紧密贴合，四周采用特殊密封胶进行密封，保证整个密封装置起到良好密封效果。密封压块内部开有第一引流通道32，用于打孔时刀具进出及C型环内核辐射水排出。

如图8～图10所示，阀块组件19由上阀块21、下阀块22、第一电动球阀23、第二电动球阀24、多道O型密封圈25、打孔通道28组成。阀块组件中打孔通道28与密封压块中第一引流通道布置在同一轴线上，用于打孔过程钻杆进出及辐射水流出。阀块组件上、下阀块由螺栓26连接组合一体。两阀块连接处布置有橡胶密封垫27，避免辐射水流出。下阀块中布置有辐射水收集槽29，可避免打孔中钻头退出过程辐射水从后部打孔通道中流出。辐射水收集槽29与第二引流通道31连接，所收集的辐射水可通过该第一引流通道32经辐射水收集槽29后经第二引流通道31引流至专用回收装置。在打孔引流过程中，第一电动球阀23及第二电动球阀24可远程控制，通过控制两电动球阀的启闭顺序，可将辐射水引流至专用回收装置。引流过程中，待钻头退出第一电动球阀23后，远程控制使其闭合，然后钻头进一步退出第二电动球阀24，此时可远程操控使其闭合，此时阀块组件打孔通道处于隔断状态。此时可操控第一电控球阀23使其开启，此状态下打孔通道28与第一引流通道32相通，C型环内部核辐射水可经打孔通道28流至辐射水收集槽29中，然后经第二引流通道31回收至专用回收装置中。与常规密封措施相比，本密封装置设置了多层密封，可根据C型环具体形状设计密封压板形状，可保证良好密封效果。本密封装置可实现远程操控，可操控性强，避免了人工现场参与，能够防止蒸发器C型环内核辐射水泄露产生的辐射危害。

Claims (9)

1.一种用于核电蒸发器维修的打孔引流装置，所述的核电蒸发器包括C型环，其特征在于所述的打孔引流装置包括打孔装置和密封装置，所述的密封装置与C型环紧密贴合，所述的密封装置包括密封压块、阀块组件，所述的密封压块和阀块组件之间通过胶接方式连接为一体，所述的密封压块内设有第一引流通道，所述的阀块组件内设有打孔通道、第二引流通道和若干电动球阀，所述的第一引流通道与阀块组件的打孔通道位于同一轴线上；所述的打孔装置包括驱动进给机构、调节机构，所述的调节机构安装在驱动进给机构上，所述的打孔机构安装在调节机构上。

2.如权利要求1所述的一种用于核电蒸发器维修的打孔引流装置，其特征在于所述的驱动进给机构包括工作台，所述的调节机构安装在所述的工作台上，所述的调节机构底部四角设有螺孔，相应地，在工作台的顶部四角上设有对应的螺孔，所述的调节机构通过双螺母调节螺栓固定在工作台上；所述的打孔机构通过固定螺栓安装在调节机构顶部。

3.如权利要求1所述的一种用于核电蒸发器维修的打孔引流装置，其特征在于所述的驱动进给机构包括伺服电机、行星减速机、联轴器、滚珠丝杠组件、直线滑轨组件、工作台、底座、和行程限位块(13)，所述的滚珠丝杠组件包括滚珠丝杠、滚珠丝杠螺帽支架、固定侧支座和支持侧支座，所述的直线滑轨组件包括直线导轨和滑块。

4.如权利要求3所述的一种用于核电蒸发器维修的打孔引流装置，其特征在于所述的底座顶部中间沿轴向设有一U型槽，滚珠丝杠组件设置在该U型槽上，滚珠丝杠组件的固定侧端通过联轴器与行星减速机一端连接，行星减速机另一端连接伺服电机，伺服电机连接控制装置，所述的行程限位块设置在U型槽内前后各一，直线轨道组件设置在底座两侧顶部，所述的工作台安装于滚珠丝杠螺帽支架和滑块上。

5.如权利要求1所述的一种用于核电蒸发器维修的打孔引流装置，其特征在于所述的调节机构由板件焊接组成；所述的调节机构包括安装承载打孔机构的顶板、用于固定在驱动进给机构上的底板、以及用于连接底板与顶板的两块中间板和相应的筋板；所述的打孔机构包括主轴电机、专用刀柄和相关刀具。

6.如权利要求1所述的一种用于核电蒸发器维修的打孔引流装置，其特征在于所述的密封压块与阀块组件的连接面设有O型密封圈；所述的密封压块采用天然橡胶材质；所述的密封压块的一端与C型环表面紧密贴合，密封压块与C型环贴合的端部形状为外凸的弧面，弧面的弧度与C型环的内弯弧度相匹配，密封压块与C型环贴合处四周采用特殊密封胶进行密封。

7.如权利要求1所述的一种用于核电蒸发器维修的打孔引流装置，其特征在于所述的阀块组件包括上阀块、下阀块、第一电动球阀、第二电动球阀，所述的上阀块和下阀块之间通过螺栓连接为一体，所述的下阀块内设有辐射水收集槽和第二引流通道，所述的辐射水收集槽与第二引流通道连通，所述的第一电动球阀和第二电动球阀设置在阀块组件打孔通道上并分别位于辐射水收集槽的两侧，所述的上阀块和下阀块的连接处设有橡胶密封垫，所述的阀块组件的打孔通道内设有多道O型密封圈。

8.如权利要求1所述的一种用于核电蒸发器维修的打孔引流装置，其特征在于所述的第一电动球阀、第二电动球阀连接控制装置，可实现远程操控。

9.一种采用如权利要求1所述的一种用于核电蒸发器维修的打孔引流装置，其特征在于打孔装置中相关刀具通过打孔通道及第一引流通道后对C型环完成打孔工作，然后进行引流；在引流过程中，待钻头退出第一电动球阀后，远程控制第一电动球阀闭合，然后钻头进一步退出第二电动球阀，此时通过远程操控使第二电动球阀闭合；这时阀块组件打孔通道处于隔断状态，操控第一电控球阀使其开启，此状态下打孔通道与第一引流通道相通，C型环内部核辐射水可经打孔通道流至辐射水收集槽中，然后经第二引流通道回收至专用回收装置中。