CN109545407B - 球形元件检测定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及反应堆工程技术领域，公开了一种球形元件检测定位装置，包括：停球检测管和停球机构；停球检测管倾斜设置且较高的一端为球形元件入口、较低的一端为球形元件出口；停球机构包括动力部件和推杆，动力部件固定设置在停球检测管的外部，推杆的一端与动力部件相连，动力部件用于推动推杆使得推杆的另一端穿过停球检测管的侧壁伸入停球检测管内部或者带动推杆从停球检测管内部收回。本发明提供的一种球形元件检测定位装置，设置可伸缩的推杆，在推杆伸出时可实现球形元件的固定定位，使球形元件保持静态，便于对球形元件进行检测识别，在推杆收回时，球形元件可顺利通过停球检测管；推杆结构简单、制造成本低且操作方便便于控制。

Description

球形元件检测定位装置

技术领域

本发明涉及反应堆工程技术领域，特别是涉及一种球形元件检测定位装置。

背景技术

球床高温气冷堆的球路系统中包括过球计数、燃耗测量和过球识别等三种球形元件检测方式。过球计数通常是基于球形元件基体石墨的导电性能，在球形元件通过管道时，捕捉并调理电磁感生信号以实现过球信号检测，如中国发明专利CN200510136309.4所述的管道外装式检测系统。燃耗测量和过球识别则主要是通过放射性探测器检测球形元件的放射性核素类型及其强度来实现的，前者重点是在于检测球形元件的燃耗深度，以分辨不同种类的燃料球和乏燃料球；后者重点在于快速识别石墨球与乏燃料球。

与常规的流动式过球信号检测的过球计数装置不同，燃耗测量和过球识别都需要球形元件在静态下检测，因此必须为燃耗测量装置和过球识别装置配置专门的检测定位装置。如中国发明专利CN201410035820.4公开的一种燃耗测量定位器。对于燃耗测量，其定位装置要求定位精度高、停球时间长、动作频次高，而相应的燃耗测量装置则是置于独立舱室内的一套复杂测量系统。过球识别通常只在初装堆芯和过渡堆芯的某一个时间段内进行识别，相应的过球识别装置轻便并可直接置于检测现场。

目前现有的为球形元件燃耗测量和过球识别配置的检测定位装置大多结构复杂，操作不便。为此，需要设置一套与之配套的、结构简单的检测定位装置。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种球形元件检测定位装置，用于解决或部分解决目前现有的为球形元件燃耗测量和过球识别配置的检测定位装置大多结构复杂，操作不便的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种球形元件检测定位装置，包括：停球检测管和停球机构；所述停球检测管倾斜设置且较高的一端为球形元件入口、较低的一端为球形元件出口；所述停球机构包括动力部件和推杆，所述动力部件固定设置在所述停球检测管的外部，所述推杆的一端与所述动力部件相连，所述动力部件用于推动所述推杆使得所述推杆的另一端穿过所述停球检测管的侧壁伸入所述停球检测管内部或者带动所述推杆从所述停球检测管内部收回。

在上述方案的基础上，所述推杆伸入所述停球检测管内部时，所述推杆另一端的端部超过所述停球检测管的中轴线；所述推杆收回时，所述推杆另一端的端部与所述停球检测管的内侧壁相切或者位于所述停球检测管外部。

在上述方案的基础上，一种球形元件检测定位装置还包括：探测器安装组件；所述探测器安装组件固定设置且与所述停球检测管的外侧壁相接。

在上述方案的基础上，所述探测器安装组件包括：屏蔽筒、屏蔽法兰和电缆套管；所述屏蔽筒内部具有安装孔，在安装孔内部安装探测器，所述屏蔽筒的一端与所述停球检测管的外侧壁相接，所述屏蔽筒的另一端与所述屏蔽法兰相连，在所述屏蔽法兰内部设置电缆套管。

在上述方案的基础上，所述探测器的电气件和电路板设置在所述安装孔内远离所述停球检测管的一端；所述电缆套管内设耐辐照电缆。

在上述方案的基础上，所述动力部件包括：电磁驱动器；所述电磁驱动器包括：动铁芯组件和至少两组线圈；所述动铁芯组件与所述推杆相连。

在上述方案的基础上，所述推杆较水平面倾斜设置且所述推杆的另一端高于所述推杆的一端。

在上述方案的基础上，所述停球检测管较水平面的倾斜角度为：6-20°。

在上述方案的基础上，一种球形元件检测定位装置还包括：支座；所述停球检测管、动力部件以及所述探测器安装组件分别通过所述支座固定。

在上述方案的基础上，在所述屏蔽筒的外侧壁两侧分别设置屏蔽支耳。

(三)有益效果

本发明提供的一种球形元件检测定位装置，设置可伸缩的推杆，在推杆伸出时将来自上游的球形元件阻挡在推杆之上的停球检测管内，可实现球形元件的固定定位，使球形元件保持静态，便于对球形元件进行检测识别，在推杆收回时，球形元件可顺利通过停球检测管；推杆结构简单、制造成本低且操作方便便于控制。

附图说明

图1为本发明实施例的一种球形元件检测定位装置整体示意图；

图2为本发明实施例的一种球形元件检测定位装置的安装示意图；

图3为本发明实施例的一种球形元件检测定位装置的定位状态示意图；

图4为本发明实施例的一种球形元件检测定位装置的解除定位状态示意图。

附图标记说明：

1—检测管组件； 2—停球机构； 3—探测器安装组件；

4—停球检测管； 5—进球管段； 6—出球管段；

7—推杆； 8—屏蔽筒； 9—屏蔽法兰；

10—电缆套管； 11—安装孔； 12—屏蔽支耳；

13—出线孔； 14—球形元件； 15—动力部件；

16—支座。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本实施例根据本发明提供一种球形元件检测定位装置，参考图1，该定位装置包括：停球检测管4和停球机构2；停球检测管4倾斜设置且较高的一端为球形元件14入口、较低的一端为球形元件14出口；停球机构2包括动力部件15和推杆7，动力部件15固定设置在停球检测管4的外部，推杆7的一端与动力部件15相连，动力部件15用于推动推杆7使得推杆7的另一端穿过停球检测管4的侧壁伸入停球检测管4内部或者带动推杆7从停球检测管4内部收回。

本实施例提供的一种球形元件检测定位装置，主要用于在高温气冷堆球形元件14的检测过程中对球形元件14进行定位，使球形元件14保持静态，以便于检测的顺利进行。

停球检测管4作为球形元件14的停球检测管段，在停球检测管4内部对球形元件14进行定位，使球形元件14静止在停球检测管4内部。停球机构2为主要的定位结构。动力部件15可带动推杆7沿推杆7的长度方向伸缩。可在停球检测管4的侧壁上开设一开孔，且使推杆7位置尺寸与该开孔相对应。在动力部件15的带动下，推杆7可通过该开孔伸入停球检测管4内部或从停球检测管4内部收回。

在需要对球形元件14定位时，启动动力部件15，推动推杆7，将推杆7推入停球检测管4中。然后将球形元件14从停球检测管4较高的一端进入。因为推杆7横置在停球检测管4的内部，在推杆7的阻挡和支撑下，球形元件14可固定在推杆7的上方管内。从而使球形元件14保持静态，便于检测的进行。

在检测完成之后，启动动力部件15，带动推杆7从停球检测管4内部收回，球形元件14没有了推杆7的阻挡，可顺利从停球检测管4的较低端流出。将停球检测管4倾斜设置，球形元件14在不用外力的作用下即可顺利实现流动。

本实施例提供的一种球形元件检测定位装置，设置可伸缩的推杆7，在推杆7伸出时将来自上游的球形元件14阻挡在推杆7之上的停球检测管4内，可实现球形元件14的固定定位，使球形元件14保持静态，便于对球形元件14进行检测识别，在推杆7收回时，球形元件14可顺利通过停球检测管4；推杆7结构简单、制造成本低且操作方便便于控制。

进一步地，在停球检测管4的较高端连接进球管段5，在停球检测管4的较低端连接出球管段6。进球管段5和出球管段6与停球检测管4以及外部管道采用焊接方式连接，也可以采用法兰或卡箍等其他方式连接，对比不做限定。

进一步地，停球检测管4的内径与通用过球管道内径相同。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图2和图3，，推杆7伸入停球检测管4内部时，推杆7另一端的端部超过停球检测管4的中轴线；参考图4，推杆7收回时，推杆7另一端的端部与停球检测管4的内侧壁相切或者位于停球检测管4外部。

为了保证推杆7伸出时在停球检测管4内部对球形元件14进行稳定的阻挡固定，以及推杆7收回时保证球形元件14顺利流出停球检测管4。设置推杆7在进行伸缩时有两个往复运动限位点，在第一限位点处推杆7另一端端部与贯穿管道圆柱面外切，即与停球检测管4靠近推杆7一侧的侧壁内侧面相切，或推杆7另一端端部位于停球检测管4管道贯穿点以外，其第二限位点处推杆7顶端超过管道中轴线。

可通过控制动力部件的运行过程，来控制推杆7在两个限位点处固定。

进一步地，推杆7的伸出段是一个圆棒，呈圆柱状。在圆棒末端可设置为半球面，可保证推杆7外表面的光滑性，以避免对球形元件14造成损坏。停球时，球形元件14停靠点在圆棒的圆柱面部分。

推杆7末端也可为其他形状，以不会对球形元件14造成损伤为目的，对此不做限定。推杆7的设置应尽量小，以保证收回后过球通畅，还要保证足够的刚度与强度。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图1和图2，一种球形元件检测定位装置还包括：探测器安装组件3；探测器安装组件3固定设置且与停球检测管4的外侧壁相接。

在该球形元件14检测定位装置中，可将探测器安装组件3与停球检测管4的外侧壁相接设置。探测器的位置应与球形元件14固定时的位置相对应。探测器可透过停球检测管4的侧壁对球形元件14进行检测识别。

在上述实施例的基础上，进一步地，探测器安装组件3包括：屏蔽筒8、屏蔽法兰9和电缆套管10；屏蔽筒8内部具有安装孔11，在安装孔11内部安装探测器，屏蔽筒8的一端与停球检测管4的外侧壁相接，屏蔽筒8的另一端与屏蔽法兰9相连，在屏蔽法兰9内部设置电缆套管10。

本实施例对探测器安装组件3的具体结构进行了说明。屏蔽筒8内部具有安装孔11，屏蔽筒8可为中空结构。安装孔11可沿屏蔽筒8的长度方向贯穿屏蔽筒8。设置屏蔽筒8和屏蔽法兰9可对探测器起到保护抗辐照作用。

探测器安装组件3采用该屏蔽方案时，探测器可安装于屏蔽筒8内，因而无需采购高昂的耐辐照探测器，现场检测能够保证更高的检测精度和更简单的检测装置配置。比较而言，现有技术的转动式燃耗测量定位器方案，其燃耗测量装置置于独立的测量间，其探测器通过准直器与所述燃耗测量定位器的准指孔对准，在数米外进行探测，不解探测设备系统复杂，且对燃耗测量定位器及燃耗测量装置准直器的安装精度要求高、难度大。

在上述实施例的基础上，进一步地，探测器的电气件和电路板设置在安装孔11内远离停球检测管4的一端；电缆套管10内设耐辐照电缆。

由于探测器专业性强，且包含不耐辐照的电气件和电路板。在本实施例中，可将探测器安装在安装孔11内，耐辐照材料部分置于靠近停球检测管4一端，而不耐辐照的电气件和电路板等置于屏蔽筒8与屏蔽法兰9之间，即安装孔11远离停球检测管4的一端。

可以采用耐辐照的电缆穿过电缆套管10的出线孔13，与屏蔽筒8内不耐辐照的接线端连接，从而可充分利用屏蔽筒8和屏蔽法兰9，对探测器外各个方向的γ射线实施有效屏蔽。

在上述实施例的基础上，进一步地，动力部件15包括：电磁驱动器；电磁驱动器包括：动铁芯组件和至少两组线圈；动铁芯组件与推杆7相连。

停球机构2的动力部件15采用电磁驱动器。电磁驱动器可至少设置两组线圈和动铁芯组件，并将推杆7与动铁芯组件相连。对两组电磁线圈交替通电，电磁驱动器的一组线圈通电并保持工况下，动铁芯组件在电磁推力作用下推动推杆7进入停球检测管4的过球管内并保持，可实现停球功能；而另一组线圈通电并保持工况下，动铁芯组件在电磁吸引力作用下拉回推杆7，可保证球形元件14顺畅通过。

电磁驱动器的壳体、线圈、磁轭、铁芯等零部件均为耐辐照材料，再选用耐辐照电缆，则整个执行机构均耐γ射线辐照。

对于电磁驱动器而言，其主体零部件均为耐辐照材料，再选用耐辐照电缆，其结构简单、轻便。比较而言，现有技术的转动式燃耗测量定位器采用电机与减速机作为动力部件15，不仅结构复杂，成本高，且还需要另外配置保护电机与减速机免于过量辐照的专用屏蔽。

在上述实施例的基础上，进一步地，推杆7较水平面倾斜设置且推杆7的另一端高于推杆7的一端。

本实施例定位装置安装时，通过调整停球机构2也与水平面呈较小角度，且推杆7向上倾斜安装，可以充分利用推杆7的自重收回推杆7，减少推杆7反复往返运动中的磨损，进一步保证停球机构2的运行寿命。

在上述实施例的基础上，进一步地，停球检测管4较水平面的倾斜角度为：6-20°。

停球检测管4以与水平面成6-20°较小的角度倾斜安装，则当推杆7推出时，球形元件14可以相对的速度缓缓流动至推杆7处，对推杆7的撞击强度小，以保证停球机构2的可靠性。

该倾斜角度既能实现球形元件14的顺利流动，同时可控制球形元件14的流动速度不至太大，可保证停球机构2的可靠性，并对球形元件14起到保护效果，且该倾斜角度较小，同时便于固定安装。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图2，一种球形元件检测定位装置还包括：支座16；停球检测管4、动力部件15以及探测器安装组件3分别通过支座16固定。

停球检测管4、动力部件15和探测器安装组件3可分别通过支座16进行固定，使得三者之间的位置保持稳定。具体地，停球检测管4、动力部件15和屏蔽筒8分别与支座16相连固定。

进一步地，支座16可设置为U型且顶部开口两侧分别延伸设置连接板。可将停球检测管4固定在U型槽内；动力部件15可与连接板固定连接，推杆7穿过U型槽的槽壁进而伸入停球检测管4内；屏蔽筒8也可通过连接板固定。

支座16也可为其他结构，以能实现对停球检测管4、动力部件15和屏蔽筒8的固定为目的，对此不做限定。

在上述实施例的基础上，进一步地，在屏蔽筒8的外侧壁两侧分别设置屏蔽支耳12。

探测器安装组件3的屏蔽部分重量大，屏蔽筒8外侧壁上两侧对称设置了屏蔽支耳12，便于对探测器安装组件3进行固定。

在上述实施力的基础上，进一步地，一种球形元件检测定位装置包括检测管组件1、停球机构2和探测器安装组件3。其停球检测管4组件包括一个停球检测管4，停球检测管4两端分别连接进口管段和出口管段；其探测器安装组件3位于停球检测管4外，包括屏蔽筒8、屏蔽法兰9和电缆套管10，屏蔽筒8内部包含一个探测器安装孔11。

停球机构2包括动力部件15和直动式推杆7，动力部件15位于停球检测管4外，且与探测器安装组件3安装方向不同，即二者位于停球检测管4外的不同位置处。推杆7贯穿停球检测管4的侧壁。推杆7可在停球检测管4内的两个限位点之间往复运动。

参考图3，当推杆7伸出时，来自上游的球形元件14被推杆7阻挡在推杆7之上的管段管道内，安装于探测器安装组件3探测器安装孔11内的探测器可对球形元件14进行探测识别。参考图4，推杆7收回时，球形元件14可以顺畅通过停球检测管4段。

在推杆7伸出时，推杆7的另一端超过停球检测管4的中轴线，端面可与停球检测管4远离动力部件15一侧的内侧壁相切，也可位于停球检测管4内部。在推杆7收回时，推杆7另一端端面可与停球检测管4靠近动力部件15一侧的内侧壁相切，或者收回至停球检测管4外部。

采用本实施例的检测定位装置，具有探测器安置与在线停球功能要求，且结构简单。本实施例提供的应用于球形元件14检测的定位装置，一方面推杆7结构简单、制造成本低，另一方面可将探测器集成到探测器安装组件3内，结构紧凑。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种球形元件检测定位装置，其特征在于，包括：停球检测管和停球机构；所述停球检测管倾斜设置且较高的一端为球形元件入口、较低的一端为球形元件出口；所述停球机构包括动力部件和推杆，所述动力部件固定设置在所述停球检测管的外部，所述推杆的一端与所述动力部件相连，所述动力部件用于推动所述推杆使得所述推杆的另一端穿过所述停球检测管的侧壁伸入所述停球检测管内部或者带动所述推杆从所述停球检测管内部收回；

还包括：探测器安装组件；所述探测器安装组件固定设置且与所述停球检测管的外侧壁相接；

所述探测器安装组件包括：屏蔽筒、屏蔽法兰和电缆套管；所述屏蔽筒内部具有安装孔，在安装孔内部安装探测器，所述屏蔽筒的一端与所述停球检测管的外侧壁相接，所述屏蔽筒的另一端与所述屏蔽法兰相连，在所述屏蔽法兰内部设置电缆套管。

2.根据权利要求1所述的球形元件检测定位装置，其特征在于，所述推杆伸入所述停球检测管内部时，所述推杆另一端的端部超过所述停球检测管的中轴线；所述推杆收回时，所述推杆另一端的端部与所述停球检测管的内侧壁相切或者位于所述停球检测管外部。

3.根据权利要求1所述的球形元件检测定位装置，其特征在于，所述探测器的电气件和电路板设置在所述安装孔内远离所述停球检测管的一端；所述电缆套管内设耐辐照电缆。

4.根据权利要求1所述的球形元件检测定位装置，其特征在于，所述动力部件包括：电磁驱动器；所述电磁驱动器包括：动铁芯组件和至少两组线圈；所述动铁芯组件与所述推杆相连。

5.根据权利要求1至4任一所述的球形元件检测定位装置，其特征在于，所述推杆较水平面倾斜设置且所述推杆的另一端高于所述推杆的一端。

6.根据权利要求1至4任一所述的球形元件检测定位装置，其特征在于，所述停球检测管较水平面的倾斜角度为：6-20°。

7.根据权利要求1所述的球形元件检测定位装置，其特征在于，还包括：支座；所述停球检测管、动力部件以及所述探测器安装组件分别通过所述支座固定。

8.根据权利要求1所述的球形元件检测定位装置，其特征在于，在所述屏蔽筒的外侧壁两侧分别设置屏蔽支耳。

Images