CN109147972A - 反应堆控制棒导向筒导向卡无损检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种反应堆控制棒导向筒导向卡无损检测装置，它包括视频系统、用于驱动视频系统沿轴向运动和周向运动的轴向运动机构和周向运动机构，轴向运动机构包括上固定座、上端部与上固定座相固定连接且平行于轴向延伸的型材、与型材的下端部相固定连接的下固定座、滑动连接于下固定座上的齿条管、安装于型材上且与齿条管相啮合的轴向齿轮组件以及用于驱动轴向齿轮组件转动的轴向电机，视频系统固定连接于齿条管的下端部并穿设于周向运动机构内。解决了反应堆控制棒导向筒导向卡自动化无损检查的可达性问题；采用视频非接触式检测技术，避免了检测设备与控制棒导向筒导向卡之间可能出现的卡涩风险。

Description

反应堆控制棒导向筒导向卡无损检测装置

技术领域

本发明涉及核电检测设备领域，特别一种反应堆控制棒导向筒导向卡无损检测装置。

背景技术

核电站反应堆控制棒导向筒导向卡（CRGT）的主要功能是对控制棒束（RCCA）的步进运动起导向作用，确保落棒时间满足核安全要求。法国EDF的核电厂运行经验反馈表明：最近几年，其900MW机组发生部分RCCA组件落棒时间增加的问题，分析认为是CRGT磨损引起的，之后，EDF对其中的3组组件进行了更换，并进行破坏试验、金属分析，结果在导向板和连续段均发现了磨损。运行经验表明，CRGT的磨损主要发生在其内部导向卡的孔、韧带区、开口位置，可能使控制棒与导向筒产生粘合效应导致控制棒的卡棒，甚至引起RCCA组件落棒时间增加的严重问题。此外，运行和大修中的CRGT异物损伤也给机组运行安全带来现实隐患。考虑到CRGT对于机组安全的重要性，有必要对CRGT进行无损检查，以了解设备状态。现有的检测方法为接触式，检测设备与控制棒导向筒导向卡之间可能出现的卡涩风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种安全系数高且结构紧凑的反应堆控制棒导向筒导向卡无损检测装置。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种反应堆控制棒导向筒导向卡无损检测装置，它包括视频系统、用于驱动所述视频系统沿轴向运动和周向运动的轴向运动机构和周向运动机构，所述轴向运动机构包括上固定座、上端部与所述上固定座相固定连接且平行于轴向延伸的型材、与所述型材的下端部相固定连接的下固定座、滑动连接于所述下固定座上的齿条管、安装于所述型材上且与所述齿条管相啮合的轴向齿轮组件以及用于驱动所述轴向齿轮组件转动的轴向电机，所述视频系统固定连接于所述齿条管的下端部并穿设于所述周向运动机构内。

优化的，所述轴向运动机构还包括轴向限位组件，所述轴向限位组件包括固定连接于所述型材上部的限位固定座、固定安装在齿条管上并滑动连接于所述型材上的滑块、固定安装于所述滑块并能垂直所述轴向伸出且能与所述限位固定座相卡接的轴向限位气缸以及轴向限位感应器。

优化的，所述周向运动机构包括与所述下固定座相固定连接的外筒、穿设于所述外筒内同时与外筒同轴且转动连接的内筒、固定于所述内筒外周且位于所述外筒下方的大齿轮、与所述大齿轮啮合的小齿轮、固定于所述外筒的外侧壁上且与所述小齿轮同轴固定的周向电机以及固定于所述内筒的下端部且与所述内筒同轴设置的定位座，所述视频系统穿设于所述定位座内。

进一步的，所述内筒和所述外筒之间连接有轴承。

进一步的，所述外筒的下端部的外周设有环形的安装板，所述安装板上设有周向限位气缸以及周向感应限位感应器，所述定位座上设有与所述周向限位气缸匹配的周向限位卡口。

优化的，所述齿条管为中空管状，其齿分布于其外侧壁上，所述检测装置的电缆设于所述齿条管内。

本发明的有益效果在于：其解决反应堆控制棒导向筒导向卡自动化无损检查的可达性问题；采用视频非接触式检测技术，避免了检测设备与控制棒导向筒导向卡之间可能出现的卡涩风险；采用轴向限位气缸和周向限位气缸分别对轴向运动机构和周向运动机构进行可靠锁定，提高了系统的安全性；采用中空齿条管传递扭矩和执行直线运动，齿条管内部可以作为电缆通道，缩小了设备进入导向筒内部的尺寸，节省了空间。

附图说明

图1为控制棒导向筒导向卡无损检测装置外观

图2为控制棒导向筒导向卡无损检测装置纵截面示意图

图中：1.上固定座 2.限位传感器 3.限位固定座 4.轴向限位气缸 5.滑块 6.齿条管7.型材 8.轴向电机 9.下固定座 10.锥齿轮副 11.直齿轮 12.外筒 13.周向电机 14.周向限位气缸 15.定位座 16.内筒 17.小齿轮 18.大齿轮 19.视频系统 20.定位销。

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：

如图1、2所示，反应堆控制棒导向筒导向卡无损检测装置包括视频系统19、用于驱动所述视频系统19沿轴向运动和周向运动的轴向运动机构和周向运动机构。

所述轴向运动机构包括山固定座1、上端部与所述山固定座1相固定连接且平行于轴向延伸的型材7、与所述型材7的下端部相固定连接的下固定座9、滑动连接于所述下固定座9上的齿条管6、安装于所述型材7上且与所述齿条管6相啮合的轴向齿轮组件、用于驱动所述轴向齿轮组件转动的轴向电机8以及轴向限位组件。所述轴向限位组件包括固定连接于所述型材7上部的限位固定座3、固定安装在齿条管6上并滑动连接于所述型材7上的滑块5、固定安装于所述滑块5并能垂直所述轴向伸出且能与所述限位固定座3相卡接的轴向限位气缸4以及轴向限位感应器。

所述周向运动机构包括与所述下固定座9相固定连接的外筒12、穿设于所述外筒12内同时与外筒12同轴且转动连接的内筒16、固定于所述内筒16外周且位于所述外筒12下方的大齿轮18、与所述大齿轮18啮合的小齿轮17、固定于所述外筒12的外侧壁上且与所述小齿轮17同轴固定的周向电机13以及固定于所述内筒16的下端部且与所述内筒16同轴设置的定位座15，所述视频系统19穿设于所述定位座15内。所述内筒16和所述外筒12之间连接有轴承。所述外筒12的下端部的外周设有环形的安装板，所述安装板上设有周向限位气缸14以及周向感应限位感应器，所述定位座15上设有与所述周向限位气缸14匹配的周向限位卡口。

所述齿条管6为中空管状，其齿分布于其外侧壁上，所述检测装置的电缆设于所述齿条管6内。所述视频系统19固定连接于所述齿条管6的下端部并穿设于内筒16内。

在本实施例中

反应堆控制棒导向筒导向卡无损检测装置由轴向运动机构、周向运动机构、视频系统19组成。

轴向运动机构为视频系统19提供轴向运动，由山固定座1、限位传感器2、限位固定座3、轴向限位气缸4、滑块5、齿条管6、型材7、轴向电机8、下固定座9、锥齿轮副10、直齿轮11等。山固定座1和下固定座9通过型材7连接；限位传感器2固定在在限位固定座3上，限位固定座3和型材7固定连接；齿条管6和轴向限位气缸4固定在滑块5上，滑块5可沿型材7长度方向直线运动；轴向电机8、锥齿轮副10、直齿轮11固定安装在下固定座9上，直齿轮11可通过与齿条管6上的齿相啮合，驱动齿条管6上下运动。

周向运动机构为视频系统19提供周向运动，由外筒12、内筒16、周向电机13、周向限位气缸14、定位座15、大齿轮18、小齿轮17、定位销20等组成。外筒12、周向电机13、周向限位气缸14、下固定座9之间固定连接，内筒16、定位座15、定位销20、大齿轮18之间固定连接；小齿轮17固定在周向电机13上，可相对周向电机13旋转；外筒12和内筒16之间通过轴承连接，可相对旋转。

视频系统19固定在齿条管6的下部，由摄像头组件和摄像头驱动机构组成，用于对控制棒导向卡进行视频检测。视频检测前，摄像头驱动机构驱动摄像头组件收缩，此时视频系统19可穿过导向卡中心孔；视频检测时，驱动机构驱动摄像头组件伸展，对待检导向卡进行视频检测；视频检测完成后，驱动机构驱动摄像头组件收缩，此时视频系统19可穿过导向卡中心孔，准备对下一导向卡进行视频检测。

检测步骤如下：

1）通过定位销将设备固定在待检控制棒导向筒上，此时，视频系统驱动机构驱动摄像头组件收缩；轴向限位气缸和周向限位气缸伸出，使轴向运动机构和周向运动机构处于锁死状态；滑块和齿条管位于行程的最上端，轴向限位传感器处于激活状态。

2）当整个装置完全就位，系统准备完成后，轴向限位气缸和周向限位气缸收回，使轴向运动机构和周向运动机构处于激活状态。

3）轴向电机驱动锥齿轮副和直齿轮，带动齿条管和视频系统向下运动，当到达第一个待检导向卡上端一定距离时，轴向运动机构停止运动，视频系统驱动机构驱动摄像头组件伸展，周向电机驱动小齿轮带动外筒、整个轴向运动机构和视频系统绕导向卡中心旋转，完成对第一个待检导向卡的视频检测。

4）视频系统驱动机构驱动摄像头组件收缩，轴向电机驱动齿条管和视频系统穿过导向卡中心孔向下运动，按上述步骤3）继续对下一导向卡进行视频检测，直至完成所有导向卡的检测。

5）检测完成后，视频系统驱动机构驱动摄像头组件收缩，轴向电机驱动齿条管和视频系统穿过导向卡中心孔向上运动，直至轴向限位传感器被激活，轴向限位气缸和周向限位气缸伸出，使轴向运动机构和周向运动机构处于锁死状态。

6）将设备从控制棒导向筒吊离。

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 (6)

1.一种反应堆控制棒导向筒导向卡无损检测装置,其特征在于：它包括视频系统、用于驱动所述视频系统沿轴向运动和周向运动的轴向运动机构和周向运动机构，所述轴向运动机构包括上固定座、上端部与所述上固定座相固定连接且平行于轴向延伸的型材、与所述型材的下端部相固定连接的下固定座、滑动连接于所述下固定座上的齿条管、安装于所述型材上且与所述齿条管相啮合的轴向齿轮组件以及用于驱动所述轴向齿轮组件转动的轴向电机，所述视频系统固定连接于所述齿条管的下端部并穿设于所述周向运动机构内。

2.根据权利要求1所述的反应堆控制棒导向筒导向卡无损检测装置,其特征在于：所述轴向运动机构还包括轴向限位组件，所述轴向限位组件包括固定连接于所述型材上部的限位固定座、固定安装在齿条管上并滑动连接于所述型材上的滑块、固定安装于所述滑块并能垂直所述轴向伸出且能与所述限位固定座相卡接的轴向限位气缸以及轴向限位感应器。

3.根据权利要求1所述的反应堆控制棒导向筒导向卡无损检测装置,其特征在于：所述周向运动机构包括与所述下固定座相固定连接的外筒、穿设于所述外筒内同时与外筒同轴且转动连接的内筒、固定于所述内筒外周且位于所述外筒下方的大齿轮、与所述大齿轮啮合的小齿轮、固定于所述外筒的外侧壁上且与所述小齿轮同轴固定的周向电机以及固定于所述内筒的下端部且与所述内筒同轴设置的定位座，所述视频系统穿设于所述定位座内。

4.根据权利要求3所述的反应堆控制棒导向筒导向卡无损检测装置,其特征在于：所述内筒和所述外筒之间连接有轴承。

5.根据权利要求3所述的反应堆控制棒导向筒导向卡无损检测装置,其特征在于：所述外筒的下端部的外周设有环形的安装板，所述安装板上设有周向限位气缸以及周向感应限位感应器，所述定位座上设有与所述周向限位气缸匹配的周向限位卡口。

6.根据权利要求1所述的反应堆控制棒导向筒导向卡无损检测装置,其特征在于：所述齿条管为中空管状，其齿分布于其外侧壁上，所述检测装置的电缆设于所述齿条管内。