CN108257693A - 一种反应堆压力容器外表面扫查装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于核电站检测维修技术领域，具体公开了一种反应堆压力容器外表面扫查装置，包括圆周弧形扫查轴、直线扫查轴和扫查结构，所述的圆周弧形扫查轴和直线扫查轴通过连接件正交连接，扫查结构安装在直线扫查轴上；圆周弧形扫查轴包括圆弧导轨、形齿条、固定架，周向驱动电机及周向驱动齿轮，直线扫查轴包括通过导轨座、旋转气缸A、气缸连接板和伸缩气缸。直线扫查轴通过连接件与圆周弧形扫查轴正交连接，实现压力容器外表面检查。圆周弧形扫查轴实现直线扫查轴沿圆弧导轨做圆周运动；通过选用多个旋转气缸，实现了托盘角度的调整及不同托盘或工具之间的切换，进行一次装夹后，可实现多种检查，可进行复杂的复合型工作任务，提高工作效率。

Description

一种反应堆压力容器外表面扫查装置

技术领域

本发明属于核电站检测维修技术领域，具体涉及一种高温气冷堆型反应堆压力容器检查的外表面扫查装置。

背景技术

高温气冷堆是用氦气作冷却剂，出口温度高的核反应堆。在国家“863”计划的支持下，自上世纪八十年代中期，中国开展了高温气冷实验堆的研究、开发，第四代先进核能系统的技术之一。该堆型同样存在类似压水堆的核反应堆压力容器(reactorpressurevessel)。反应堆压力容器是安置核反应并承受其巨大运行压力的密闭容器，是高温气冷堆核电站中的关键设备，具有制造技术标准高、难度大和周期长等特点，而且是不可更换的设备，必须保证其在核电站多于40年的寿命期内绝对安全可靠。

在核电站运行过程中，反应堆压力容器在高温、高压、高辐射的环境中。随着运行时间的增加，容器材料的金属性能会逐渐降低，金属不连续性也会产生，所以十分有必要对压力容器进行检测，以及时发现其中的危险性缺陷，使其能够得到尽快处理，从而维护和保障核电设施的安全，避免出现严重的安全运行与核泄漏事故。

核反应堆压力容器在电站运行后，容器内部为高放射性区域，由于高温堆使用氦气作冷却剂，而且不存在开容器卸料停堆的特点。高温气冷堆反应堆压力容器检查从容器外侧实施。综合上述情况设计一套可以远程遥控实施的反应堆压力容器检查的装置，目前世界没有关于高温气冷堆商用电站反应堆压力容器检查技术，需要针对该堆型独立设计出一种核电站反应堆压力容器检查装置，该检查装置从压力容器外部实施检查，根据该检查实施方案，设计一种可以实施容器焊缝外表面扫查装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种反应堆压力容器外表面扫查装置，能够从压力容器外侧实施焊缝检查。

本发明的技术方案如下：

一种反应堆压力容器外表面扫查装置，包括圆周弧形扫查轴、直线扫查轴和扫查结构，所述的圆周弧形扫查轴和直线扫查轴通过连接件正交连接，扫查结构安装在直线扫查轴上；

所述的圆周弧形扫查轴包括圆弧导轨、位于圆弧导轨内侧的弧形齿条、设于圆弧导轨上的固定架，设于固定架上的周向驱动电机及周向驱动齿轮，所述的周向驱动齿轮与所述的弧形齿条啮合，所述的固定架两侧通过滚轮轴安装导向滚轮，所述的圆弧导轨位于两侧的导向滚轮之间；

所述的直线扫查轴包括通过连接件与所述圆弧导轨正交垂直连接的导轨座、设于连接件上的旋转气缸A、与连接件固定连接的气缸连接板和设于连接件上的伸缩气缸，所述的旋转气缸A的输出轴连接所述的导轨座，所述的伸缩气缸与气缸连接板连接，气缸连接板与导轨座连接；

所述的导轨座两侧设有导轨，导轨座上设有丝杠，直线驱动电机固定在导轨座上端，并通过减速箱与丝杠的上端连接；所述丝杠上设有丝杠螺母，两个导轨之间设有滑块座含滑块，滑块座含滑块的中间与丝杠螺母连接；

所述的导轨座上设有平行放置的伸缩气缸，所述伸缩气缸上安装旋转气缸B20；在导轨座一侧相对旋转气缸B垂直方向安装有旋转气缸C。

所述的扫查结构有两个，分别与所述旋转气缸B和旋转气缸连接。

在上述的一种反应堆压力容器外表面扫查装置中：所述的扫查结构包括托盘连接件和与其连接的扫查托盘，所述的托盘连接件与旋转气缸B的输出轴连接。

在上述的一种反应堆压力容器外表面扫查装置中：所述的扫查结构包括工具夹持器和与其连接的扫查工具，所述的工具夹持器与旋转气缸C连接，扫查工具有所述工具夹持器夹持。

在上述的一种反应堆压力容器外表面扫查装置中：所述的旋转气缸B通过L型的旋转气缸支座安装，旋转气缸支座设于导轨座上平行放置的伸缩气缸的伸缩杆上，所述的旋转气缸B的摆动平面即为旋转气缸支座的竖直方向与所述的伸缩气缸的伸缩方向所在的平面。

本发明的显著效果如下：

外表面扫查装置由圆周弧形扫查轴、连接板以及直线扫查轴组成。直线扫查轴通过连接件与圆周弧形扫查轴正交连接，实现压力容器外表面检查。

圆周弧形扫查轴，内部截面为方凹形腔结构，外形为圆弧状，凹腔的上部两支撑外侧面作为圆弧运动导轨，凹腔内安装弧形齿条，在电机驱动齿轮，齿轮与弧形齿条啮合，实现直线扫查轴沿圆弧导轨做圆周运动；

直线扫查轴，内部截面同样为方凹形腔结构，外形为直线状，凹腔的上部两支撑面安装直线导轨组件，凹腔内部布置直线丝杆，电机驱动丝杆，丝杆螺母组合运动，实现螺母直线运动，螺母通过连接件带动检测组件；

直线扫查轴的导轨座与连接板之间通过旋转气缸A连接，旋转气缸的转动，实现直线扫查轴上的托盘连接件上的托盘及工具夹持器上的工具的切换，实现对压力容器外表面执行多种扫查工作。

直线扫查轴与圆周弧形扫查轴正交连接方式，圆周定位机构分别与机座和圆周弧形导轨连接。这种结构简单可靠，同时圆弧导轨可以最大范围覆盖扫查区域，实现高效率的扫查；

通过选用多个旋转气缸，实现了托盘角度的调整及不同托盘或工具之间的切换，进行一次装夹后，可实现多种检查，可进行复杂的复合型工作任务，提高工作效率。

附图说明

图1为反应堆压力容器外表面扫查装置示意图

图2为圆周弧形扫查轴结构示意图；

图3为圆周弧形扫查轴结构截面示意图；

图4为圆周弧形扫查轴结构齿轮配合示意图；

图5为直线扫查轴结构示意图；

图6为直线扫查轴结构连接的扫查结构示意图；

图7为直线扫查轴结构连接的扫查结构正视图；

图中：1.圆周弧形扫查轴；2.连接件；3.直线扫查轴；4.扫查工具；5.圆弧导轨；6.弧形齿条；7.周向驱动电机；8.固定架；9.导向滚轮；10.滚轮轴；11.周向驱动齿轮；12.气缸连接板；13.伸缩气缸；14.导轨座；15.直线驱动电机；16.减速箱；17.旋转气缸A；18.丝杠螺母；19.滑块座含滑块；20.旋转气缸B；21.托盘连接件；22.工具夹持器；23.扫查工具；24.丝杠；25.导轨；26.旋转气缸C；27.气缸转接板；28.旋转气缸支座。

具体实施方式

下面通过附图及具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图1所示，反应堆压力容器外表面扫查装置包括圆周弧形扫查轴1、直线扫查轴3和扫查结构4，其中圆周弧形扫查轴1和直线扫查轴3通过连接件2正交连接，扫查结构4安装在直线扫查轴3上。

如图2、图3和图4所示，圆周弧形扫查轴1包括圆弧导轨5、弧形齿条6、周向驱动电机7、固定架8、导向滚轮9、滚轮轴10和周向驱动齿轮11。圆弧导轨5的内侧安装弧形齿条6。在固定架8上连接有周向驱动电机7，周向驱动电机7输出端连接周向驱动齿轮11，周向驱动齿轮11与圆弧齿条6啮合，四个导向滚轮9通过四个滚轮轴10固定在固定架8两侧，圆弧导轨5卡在四个导向滚轮9之间，保证四个导向滚轮9连着固定架8可沿着圆弧导轨5运动，实现直线扫查轴3沿圆弧导轨5运动。

固定架8与连接件2通过螺钉连接，连接件2上安装有旋转气缸A17及伸缩气缸13，旋转气缸A17输出轴与直线扫查轴3连接，可实现直线扫查轴3绕着旋转气缸A17输出轴线在一定范围内转动，实现直线扫查轴3上的托盘连接件21上的托盘及工具夹持器22上的扫查工具23的切换，实现对压力容器外表面执行多种扫查工作。

如图5、图6所示，直线扫查轴3由气缸连接板12、伸缩气缸13、导轨座14、直线驱动电机15、减速箱16、旋转气缸A17、丝杠螺母18、滑块座含滑块19、丝杠24、导轨25。

由托盘连接件21、工具夹持器22和扫查工具23组成的扫查结构4安装通过旋转气缸在上述的导轨座14上。

导轨座14垂直于上述圆周弧形扫查轴1的扫查平面，连接件2上安装旋转气缸A17，旋转气缸A17的输出轴上述导轨座14连接，使得导轨座14能够绕旋转气缸A17输出轴线转动。

气缸连接板12与导轨座14连接，且气缸连接板12与连接件2固定成整体。伸缩气缸13通过气缸连接板12安装于连接件2上。该伸缩气缸为导轨座14和连接件2之间的锁止气缸，当旋转气缸A17需要摆动时，伸缩气缸13收回锁止销，旋转气缸A17可以摆动，当摆动结束后，伸缩气缸13伸出，锁止气缸连接板12与导轨座14连接。

直线扫查轴3绕着旋转气缸A17输出轴线在运动到指定位置时，气缸连接板27上的气缸13动作，气缸转接板27与固定件2固定成整体，实现直线扫查臂位置固定。

导轨座14两侧装有导轨25，导轨座14内侧装有丝杠24，直线驱动电机15固定在导轨座14上端，并通过减速箱16与丝杠24的上端连接。

丝杠螺母18安装在丝杠24上。滑块座含滑块19的端部两侧分别与两个导轨25连接，滑块座含滑块19的中间与丝杠螺母18连接。这样，就实现了直线驱动电机15驱动丝杠螺母18带动滑块座含滑块19沿两侧的导轨25运动。

如图7所示，导轨座14上安装有平行放置的伸缩气缸13，伸缩气缸13的伸缩杆上安装旋转气缸支座28，该旋转气缸支座28为L型，旋转气缸支座上安装有旋转气缸B20，旋转气缸B20的摆动平面即为旋转气缸支座28的竖直方向与伸缩气缸的伸缩方向所在的平面。

旋转气缸B20的输出端上连接托盘连接件21，托盘连接件21上可根据需要安装扫查托盘，旋转气缸B20动作，可实现扫查托盘角度的调整，垂直和水平方向上的切换。

在导轨座14一侧相对旋转气缸B20垂直方向安装有旋转气缸C26，工具夹持器22与旋转气缸C26输出端连接，工具夹持器22可夹持固定扫查工具23，旋转气缸C26旋转动作带动扫查工具23绕旋转气缸C26输出轴线旋转运动。

Claims (4)

1.一种反应堆压力容器外表面扫查装置，包括圆周弧形扫查轴(1)、直线扫查轴(3)和扫查结构(4)，其特征在于：所述的圆周弧形扫查轴(1)和直线扫查轴(3)通过连接件(2)正交连接，扫查结构(4)安装在直线扫查轴(3)上；

所述的圆周弧形扫查轴(1)包括圆弧导轨(5)、位于圆弧导轨(5)内侧的弧形齿条(6)、设于圆弧导轨(5)上的固定架(8)，设于固定架(8)上的周向驱动电机(7)及周向驱动齿轮(11)，所述的周向驱动齿轮(11)与所述的弧形齿条(6)啮合，所述的固定架(8)两侧通过滚轮轴安装导向滚轮(9)，所述的圆弧导轨(5)位于两侧的导向滚轮(9)之间；

所述的直线扫查轴(3)包括通过连接件(2)与所述圆弧导轨(5)正交垂直连接的导轨座(14)、设于连接件(2)上的旋转气缸A(17)、与连接件(2)固定连接的气缸连接板(12)和设于连接件(2)上的伸缩气缸(13)，所述的旋转气缸A(17)的输出轴连接所述的导轨座(14)，所述的伸缩气缸(13)与气缸连接板(12)连接，气缸连接板(12)与导轨座(14)连接；

所述的导轨座(14)两侧设有导轨(25)，导轨座(14)上设有丝杠(24)，直线驱动电机(15)固定在导轨座(14)上端，并通过减速箱(16)与丝杠(24)的上端连接；所述丝杠(24)上设有丝杠螺母(18)，两个导轨(25)之间设有滑块座含滑块(19)，滑块座含滑块(19)的中间与丝杠螺母(18)连接；

所述的导轨座(14)上设有平行放置的伸缩气缸(13)，所述伸缩气缸(13)上安装旋转气缸B(20)；在导轨座(14)一侧相对旋转气缸B(20)垂直方向安装有旋转气缸C(26)。

所述的扫查结构(4)有两个，分别与所述旋转气缸B20和旋转气缸C连接。

2.如权利要求1所述的一种反应堆压力容器外表面扫查装置，其特征在于：所述的扫查结构(4)包括托盘连接件(21)和与其连接的扫查托盘，所述的托盘连接件(21)与旋转气缸B(20)的输出轴连接。

3.如权利要求1所述的一种反应堆压力容器外表面扫查装置，其特征在于：所述的扫查结构(4)包括工具夹持器(22)和与其连接的扫查工具(23)，所述的工具夹持器(22)与旋转气缸C(26)连接，扫查工具(23)有所述工具夹持器(22)夹持。

4.如权利要求1所述的一种反应堆压力容器外表面扫查装置，其特征在于：所述的旋转气缸B(20)通过L型的旋转气缸支座(28)安装，旋转气缸支座(28)设于导轨座(14)上平行放置的伸缩气缸(13)的伸缩杆上，所述的旋转气缸B(20)的摆动平面即为旋转气缸支座(28)的竖直方向与所述的伸缩气缸(13)的伸缩方向所在的平面。