CN109920567A - 一种对中装置及其对中测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种对中装置及其对中测量方法，包括一第一对中模板和一第二对中模板，所述第一对中模板包括一第一对中孔及至少一第一定位孔，所述第二对中模板包括一第二对中孔及至少一第二定位孔，所述第一对中模板通过所述第一定位孔固定在一第一受测物上，所述第二对中模板通过所述第二定位孔固定在一第二受测物上，所述第一对中孔与所述第二对中孔相对设置，通过获取所述第一对中孔与所述第二对中孔的对中度得到所述第一受测物与所述第二受测物的对中度；本发明便捷、高效、精准地测量对中度，适用于需要进行对中测量的物体，提高了工作效率。

Description

一种对中装置及其对中测量方法

技术领域

本发明涉及测量技术领域，尤其涉及一种利用测微准直仪对反应堆试验装置内件进行对中测量的一种对中装置及其对中测量方法。

背景技术

反应堆试验装置内件是反应堆控制棒驱动线热态试验装置系统的重要部件，安装完成后，该部件装配于容器组件内部，其精准定位降低了对驱动线落棒时间的影响，有效地保证落棒的可靠性。反应堆试验装置内件主要由均流板组件、堆芯下板组件、吊篮筒体组件、堆芯支承法兰组件及堆芯上板组件组装而成，总高约5300mm。这些组件装配完成后，堆芯上板组件的主轴必须和堆芯下板组件上相对于的主轴重合，两组件相距约4821mm，两轴的偏差不得大于 0.25mm。

因此，在反应堆试验装置内件装配时，保证对中度符合要求，是整个制造中的关键测量技术。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种对中装置及其对中测量方法，分别将第一对中模板和一第二对中模板设置在第一受测物和第二受测物上，利用测微准直仪测试第一对中孔和第二对中孔的对中度，计算出第一受测物的主轴和第二受测物上相对应的主轴的对中度。为实现上述目的，本发明采取了以下技术方案。

一种对中装置，包括一第一对中模板和一第二对中模板，所述第一对中模板包括一第一对中孔及至少一第一定位孔，所述第二对中模板包括一第二对中孔及至少一第二定位孔，所述第一对中模板通过所述第一定位孔固定在一第一受测物上，所述第二对中模板通过所述第二定位孔固定在一第二受测物上，所述第一对中孔与所述第二对中孔相对设置，通过获取所述第一对中孔与所述第二对中孔的对中度得到所述第一受测物与所述第二受测物的对中度。

进一步，所述第一对中模板包括两个呈对角设置的所述第一定位孔，所述第一对中孔位于两个所述第一定位孔的连心线上。

进一步，所述第二对中模板包括两个呈对角设置的所述第二定位孔，所述第二对中孔位于两个所述第二定位孔的连心线上。

进一步，所述第一受测物具有相对设置的两个第一定位销，所述第二受测物具有相对设置的两个第二定位销，所述第一定位孔允许所述第一定位销插入，所述第一对中孔的中心与两个所述第一定位销直径连线的中心重合，所述第二定位孔允许所述第二定位销插入，所述第二对中孔的中心与两个所述第二定位销直径连线的中心重合。

进一步，所述第二对中模板还包括两个呈对角设置的螺纹定位孔，所述螺纹定位孔与所述第二定位孔分别设置在所述第二对中模板的四角。

进一步，所述第一对中孔和所述第一定位孔的相对位置与所述第二对中孔和所述第二定位孔的相对位置相同。

一种对中测量方法，采用上述的对中装置，包括以下步骤：将所述第一对中模板安装在所述第一受测物上；在所述第一对中模板上安装一第一光靶，所述第一光靶的中心与所述第一对中孔中心重合；将所述第二对中模板安装在所述第二受测物上；将一对中仪器设置在所述第二受测物上方，所述对中仪器具有一垂直轴，调整所述对中仪器，使所述垂直轴与所述第一光靶的中心重合；在所述第二对中模板上安装一第二光靶，所述第二光靶的中心与所述第二对中孔中心重合；测量所述第二光靶的中心与所述垂直轴的偏差，得到所述第一对中孔与所述第二对中孔的对中度，进而得到所述第一受测物与所述第二受测物的对中度。

进一步，在将所述第一对中模板安装在所述第一受测物上的步骤之前还包括如下步骤：校正所述第二受测物的水平度至预设精度值，复验所述第一受测物的水平度，使得所述第一受测物的水平度至预设精度值。

进一步，所述预设精度值为小于或等于0.02mm。

进一步，所述第一受测物具有相对设置的两个第一定位销，所述第二受测物具有相对设置的两个第二定位销，所述第一定位销插入所述第一定位孔，所述第一对中孔的中心与两个所述第一定位销直径连线的中心重合，所述第二定位销插入所述第二定位孔，所述第二对中孔的中心与两个所述第二定位销直径连线的中心重合。

进一步，在所述第二受测物上方建立对中仪器测量基准平台，使对中仪器的中心与一水银池中心重合，得到所述对中仪器的垂直轴。

本发明一种对中装置及其对中测量方法的积极效果是：

(1)测试精度高，操作简单。

(2)实用性强，适用于需要进行对中测量的物体。

(3)提高了工作效率，降低人力成本。

附图说明

图1为反应堆试验装置内件示意图；

图2A为本发明对中装置的第一对中模板的俯视图；

图2B为沿图2A中A-A向的剖视图；

图3A为本发明对中装置的第一对中模板的安装示意图；

图3B为沿图3A中B-B向的剖视图；

图4A为本发明对中装置的述第二对中模板的俯视图；

图4B为沿图4A中C-C向的剖视图；

图5A为本发明对中装置的第二对中模板的安装示意图；

图5B为沿图5A中D-D向的剖视图；

图6为本发明对中测量方法的流程图。

图中的标号分别为：

1、均流板组件；2、堆芯下板组件；

3、吊篮筒体组件；

4、堆芯支承法兰组件；5、堆芯上板组件；

6、第一对中模板；61、第一对中孔；

62、第一定位孔；63、拱形通槽；

64、第一定位销；7、第二对中模板；

71、第二对中孔；72、第二定位孔；

73、螺纹定位孔；74、第二定位销；

75、螺钉；76、凸耳。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的一种对中装置及其对中测量方法的具体实施方式做详细说明。

本发明对中装置适用于垂直方向上各种堆型装置的对中测量。在本实施例中，以反应堆试验装置内件作为测量目标进行描述。参见图1，其为反应堆试验装置内件示意图。反应堆试验装置内件是反应堆控制棒驱动线热态试验装置系统的重要部件，安装完成后，该部件装配于容器组件内部，其精准定位降低了对驱动线落棒时间的影响，有效地保证落棒的可靠性。反应堆试验装置内件包括均流板组件1、堆芯下板组件2、吊篮筒体组件3、堆芯支承法兰组件4 及堆芯上板组件5，其总高约5300mm。这些组件装配完成后，堆芯上板组件5的主轴必须和堆芯下板组件2上相对应的主轴重合，两组件相距约4821mm，两主轴的偏差不得大于0.25mm。

本发明对中装置包括一第一对中模板6和一第二对中模板7。在采用所述对中装置进行对中测量时，所述第一对中模板6固定在一第一受测物上，具体地说，在本实施例中，所述堆芯下板组件2即为所述第一受测物，所述第一对中模板6固定在所述堆芯下板组件2上；所述第二对中模板7固定在一第二受测物上，具体地说，在本实施例中，所述堆芯上板组件5即为所述第二受测物，所述第二对中模板7固定在所述堆芯上板组件5。其中，需要说明的是，根据对中装置适用情况的不同，在待测量装置上也可以使用多组本发明的对中装置。在本实施例中，在对所述反应堆试验装置内件进行对中测量时采用两组本发明对中装置。

参见图2A、图2B、图3A和图3B，图2A为本发明对中装置的第一对中模板的俯视图，图2B为沿图2A中A-A向的剖视图，图3A为本发明对中装置的第一对中模板的安装示意图，图3B为沿图3A中B-B向的剖视图。

所述第一对中模板6包括一第一对中孔61及至少一第一定位孔62。在本实施例中，所述第一对中模板6设置一第一对中孔61，在所述第一对中模板6 的两端分别设置一第一定位孔62，所述第一对中孔61位于两个所述第一定位孔62的连心线上。

其中，所述第一对中模板6通过所述第一定位孔62固定在所述堆芯下板组件2上。具体地说，在本实施例中，所述堆芯下板组件2具有相对设置的两个第一定位销64，所述第一对中模板6具有两个第一定位孔62，所述第一定位销64与所述第一定位孔62对应，所述第一定位孔62允许所述第一定位销 64插入，以将所述第一对中模板6固定在所述堆芯下板组件2上。

其中，所述第一定位销64可为所述堆芯下板组件2上原有的构件，其与所述堆芯下板组件2的中心轴的位置关系已知，而所述第一对中孔61的中心与两个所述第一定位销64直径连线的中心重合，则可通过所述第一定位销64 作为中间构件定位所述第一对中孔61的垂直轴与所述堆芯下板组件2的中心轴的相对位置关系。具体地说，由于所述第一定位销64相对于所述堆芯下板组件2的中心轴的距离是固定的，在确定了所述第一对中孔61与所述第一定位销64的相对位置关系后，即可确定穿过所述第一对中孔61的垂直轴与所述堆芯下板组件2的中心轴的相对位置关系。

进一步，在本实施例中，所述第一对中模板6为长方体，在本发明其他实施例中，所述第一对中模板6也可以为其他形状，例如梭状或不规则形状等。

所述第一对中模板6底部开设拱形通槽63，可以有效降低所述第一对中模板6的重量和耗材。同时，开设拱形通槽63后的对中模板6的底面经过时效处理释放应力后，需要使对中模板6与堆芯下板组件2表面贴合，使第一定位孔62、第一对中孔61和第一定位销64的轴线处于平行状态。

参见图4A、图4B、图5A和图5B，图4A为本发明对中装置的述第二对中模板的俯视图，图4B为沿图4A中C-C向的剖视图，图5A为本发明对中装置的第二对中模板的安装示意图，图5B为沿图5A中D-D向的剖视图。

所述第二对中模板7包括一第二对中孔71及至少一第二定位孔72。在本实施例中，所述一第二对中模板7设置一第二对中孔71，所述第二对中模板7 的两端分别设置一第二定位孔72，所述第二对中孔71位于两个所述第二定位孔72的连心线上。

所述第二对中模板7通过所述第二定位孔71固定在所述堆芯上板组件5 上。具体地说，在本实施例中，所述第二对中模板7具有两个第二定位孔72，所述堆芯上板组件5上具有相对设置的两个第二定位销74，所述第二定位销 74与所述第二定位孔72对应，所述第二定位孔72允许所述第二定位销74插入，以将所述第二对中模板7固定在所述堆芯上板组件5上。

其中，所述第二对中模板7还包括两个呈对角设置的螺纹定位孔73，所述螺纹定位孔73与所述第二定位孔72分别设置在所述第二对中模板7的四角。具体地说，在本实施例中，所述第二对中模板7为圆盘状，在所述第二对中模板7的外围等分设置四个凸耳76第二定位孔72对角设置在所述第二对中模板 7的相对设置的两个凸耳76上，螺纹定位孔73呈对角设置在所述第二对中模板7另外的两个凸耳76上。所述第二对中模板7通过第二定位销74和螺钉75 固定在堆芯上板组件5上，其中，所述第二定位销74与所述第二定位孔72配合，所述螺钉75与所述螺纹定位孔73配合。在本发明其他实施例中，所述第二对中模板7可以为方形或其他不规则形状，本发明对此不进行限定。

其中，所述第二定位销74可为所述堆芯上板组件5上原有的构件，其与所述堆芯上板组件5的中心轴的位置关系已知，而所述第二定位孔72的中心与两个所述第二定位销74直径连线的中心重合，则可通过所述第二定位销74 作为中间构件定位所述第二定位孔72的垂直轴与所述堆芯上板组件5的中心轴的相对位置关系。具体地说，由于所述第二定位销74相对于所述堆芯上板组件5的中心轴的距离是固定的，在确定了所述第二对中孔71与所述第二定位销74的相对位置关系后，即可确定穿过所述第二对中孔71的垂直轴与所述堆芯上板组件5的中心轴的相对位置关系。

具体说来，在采用所述对中装置进行对中测量时，将所述第一对中孔61 与所述第二对中孔71相对设置，而由于穿过所述第一对中孔61的垂直轴与所述堆芯下板组件2的中心轴的相对位置关系及穿过所述第二对中孔71的垂直轴与所述堆芯上板组件5的中心轴的相对位置关系已经确定，则可以通过测量所述第一对中模板6与第二对中模板7的对中度来测量所述堆芯下板组件2与所述堆芯上板组件5的对中度，即可以通过测量穿过所述第一对中孔61的垂直轴与穿过所述第二对中孔71的垂直轴的对中度来测量所述所述堆芯下板组件2的中心轴与所述堆芯上板组件5的中心轴的对中度。

参见图1至图5B，所述第一对中孔61和所述第一定位孔62的相对位置与所述第二对中孔71和所述第二定位孔72的相对位置相同，即在采用所述对中装置进行对中测量时，所述第一对中孔61与所述第二对中孔62相对应设置，从而进一步提高所述堆芯上板组件5和堆芯下板组件2的对中度测量的准确性。

本发明还提供一种采用上述对中装置进行对中测量的对中测量方法。其在采用所述对中装置进行对中测量时，可利用设置在所述反应堆试验装置内件上方的一测微准直仪对第一对中孔61和第二对中孔71进行测量，获取堆芯上板组件5和堆芯下板组件2的的测量数据，并通过建立的的基准轴线对测量数据进行分析以及比较，获得对所述反应堆试验装置内件的对中测量结果。具体地说，本发明对中测量方法利用测微准直仪自准直与水银呈像面建立相对空间关系的方法进行测量。在本发明对中测量方法中使用的测微准直仪为现有的装置，在此不再赘述其结构。

参见图6，图6为本发明对中测量方法的流程图，本发明对中测量方法包括如下步骤：

(1)将所述第一对中模板6安装在所述第一受测物上。

具体地说，在本实施例，所述第一受测物即为堆芯下板组件2，则本步骤即为将所述第一对中模板6安装在所述堆芯下板组件2上。在上文已经描述了所述第一对中模板6如何安装在所述堆芯下板组件2上，在此不再赘述。

(2)在所述第一对中模板6上安装一第一光靶，所述第一光靶的中心与所述第一对中孔61中心重合。

所述第一光靶用于配合测微准直仪获取第一对中孔61的位置后，再与第二光靶上第二对中孔71的位置做比较后，得出对中度。所述第一对中孔61的中心(即被测位置中心)与堆芯下板组件2上两个第一定位销64的直径中心一致，从而确定堆芯下板组件2的主轴中心。这种工装的设计精度非常高，既要保证两个第一定位孔62及第一对中孔61的中心距精度，也要控制工装的位置度、测量基准的垂直度、接触面的平行度等形位公差，以较高的精度控制测量过程中的定位误差。

(3)将所述第二对中模板7安装在所述第二受测物上。

具体地说，在本实施例，所述第二受测物即为堆芯上板组件5，则本步骤即为将所述第二对中模板7安装在所述堆芯上板组件5上。在上文已经描述了所述第二对中模板7如何安装在所述堆芯上板组件5上，在此不再赘述。

将所述第二对中模板7安装在所述堆芯上板组件5上后，再平稳装配在堆芯支承法兰组件4上，并用支承螺钉进行支承和固定。在该步骤中，利用销定位原理，所述第二对中模板7的第二对中孔72的中心(即被测位置中心)与堆芯上板组件5上的两个第二定位销74的直径中心一致，其在加工时已提高形位尺寸精度，现作为测量定位基准比较合理。

(4)将一对中仪器设置在所述第二受测物上方，所述对中仪器具有一垂直轴，调整所述对中仪器，使所述垂直轴与所述第一光靶的中心重合。

具体地说，在本实施例，将一测微准直仪设置在所述堆芯上板组件5的上方，即将所述测微准直仪设置在所述反应堆试验装置内件的上方。

其中，获得所述对中仪器的垂直轴的方法为，在所述堆芯上板组件5上方建立对中仪器测量基准平台，使对中仪器的中心与一水银池中心重合，得到所述对中仪器的垂直轴。具体地说，调节并校对一垂直可调支架使测微准直仪建立“初水平”，在堆芯下板组件2上放置水银池(未图示)，使测微准直仪的中心与所述水银池中心重合，此时，穿过所述测微准直仪的中心的轴即为所述测微准直仪的的垂直轴。

移动测微准直仪至被测目标位置正上方，将此垂直轴移至堆芯下板组件2 的所述第一光靶中心，反复调整，使垂直轴与所述第一光靶中心重合，这条垂直轴即是光学垂直基准轴线。该基准轴线建立过程中已消除可能影响测量精度的误差，从而保证高的测量精度。

(5)在所述第二对中模板7上安装一第二光靶(未图示)，所述第二光靶的中心与所述第二对中孔71中心重合。

(6)测量所述第二光靶的中心与所述垂直轴的偏差，得到所述第一对中孔61与所述第二对中孔71的对中度，进而得到所述第一受测物与所述第二受测物的对中度。

具体地说，调节测微准直仪焦距镜至目标位置，通过测微准直仪的目镜观察并利用测微准直仪的左右测量鼓轮获得两垂直方向相对光学垂直基准轴线偏差，核对技术要求对测量数据进行计算，获得所述堆芯下板组件2与所述堆芯上板组件5的对中度。

其中，在本实施例中，在步骤(1)之前，本发明对中测量方法还包括一校准步骤，具体地说，在将所述第一对中模板6安装在所述堆芯下板组件2上之前，校正所述堆芯上板组件5的水平度至预设精度值，即校正堆芯支承法兰组件4的安装支撑面水平度，使其误差每米不超过0.02mm，并用螺栓固定试验装置内件；复验堆芯下板组件2的水平度，使得所述堆芯下板组件2的水平偏差与所述堆芯上板组件5的水平偏差在预设误差范围内，即复验堆芯下板组件 2的水平度，使得所述堆芯下板组件2的水平偏差数值与方向与所述堆芯上板组件5的水平偏差数值与方向在预设误差范围内，也就是说，确保堆芯下板组件2的水平偏差数值和方向与堆芯支承法兰组件4的安装支撑面的水平偏差数值和方向一致。

本发明对中测量方法具备以下优点：

(1)所述光学垂直基准轴线能通过焦距调节，能直接测量获得其他层面上目标相对轴线位置的偏差，具备同一垂直位置一次定位多次测量的目的，减少转站误差，测量精度高。

(2)所述测量装置不受空间限制，适用于测量垂直方向上各种堆型装置的对中测量。

(3)本实施例仅介绍了对于一种装置内件对中测量，但是本领域技术人员阅读了上述内容后，应当了解到本发明还适用于其他核电或非核电领域的测量，任何对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的.

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种对中装置，其特征在于，包括一第一对中模板和一第二对中模板，所述第一对中模板包括一第一对中孔及至少一第一定位孔，所述第二对中模板包括一第二对中孔及至少一第二定位孔，所述第一对中模板通过所述第一定位孔固定在一第一受测物上，所述第二对中模板通过所述第二定位孔固定在一第二受测物上，所述第一对中孔与所述第二对中孔相对设置，通过获取所述第一对中孔与所述第二对中孔的对中度得到所述第一受测物与所述第二受测物的对中度。

2.根据权利要求1所述的对中装置，其特征在于，所述第一对中模板包括两个呈对角设置的所述第一定位孔，所述第一对中孔位于两个所述第一定位孔的连心线上。

3.根据权利要求2所述的对中装置，其特征在于，所述第二对中模板包括两个呈对角设置的所述第二定位孔，所述第二对中孔位于两个所述第二定位孔的连心线上。

4.根据权利要求3所述的对中装置，其特征在于，所述第一受测物具有相对设置的两个第一定位销，所述第二受测物具有相对设置的两个第二定位销，所述第一定位孔允许所述第一定位销插入，所述第一对中孔的中心与两个所述第一定位销直径连线的中心重合，所述第二定位孔允许所述第二定位销插入，所述第二对中孔的中心与两个所述第二定位销直径连线的中心重合。

5.根据权利要求3所述的对中装置，其特征在于，所述第二对中模板还包括两个呈对角设置的螺纹定位孔，所述螺纹定位孔与所述第二定位孔分别设置在所述第二对中模板的四角。

6.根据权利要求1所述的对中装置，其特征在于，所述第一对中孔和所述第一定位孔的相对位置与所述第二对中孔和所述第二定位孔的相对位置相同。

7.一种对中测量方法，采用权利要求1所述的对中装置，其特征在于，包括以下步骤：

将所述第一对中模板安装在所述第一受测物上；

在所述第一对中模板上安装一第一光靶，所述第一光靶的中心与所述第一对中孔中心重合；

将所述第二对中模板安装在所述第二受测物上；

将一对中仪器设置在所述第二受测物上方，所述对中仪器具有一垂直轴，调整所述对中仪器，使所述垂直轴与所述第一光靶的中心重合；

在所述第二对中模板上安装一第二光靶，所述第二光靶的中心与所述第二对中孔中心重合；

测量所述第二光靶的中心与所述垂直轴的偏差，得到所述第一对中孔与所述第二对中孔的对中度，进而得到所述第一受测物与所述第二受测物的对中度。

8.根据权利要求7所述的对中测量方法，其特征在于，在将所述第一对中模板安装在所述第一受测物上的步骤之前还包括如下步骤：校正所述第二受测物的水平度至预设精度值，复验所述第一受测物的水平度，使得所述第一受测物的水平度至预设精度值。

9.根据权利要求8所述的对中测量方法，其特征在于，所述预设精度值为小于或等于0.02mm。

10.根据权利要求7所述的对中测量方法，其特征在于，所述第一受测物具有相对设置的两个第一定位销，所述第二受测物具有相对设置的两个第二定位销，所述第一定位销插入所述第一定位孔，所述第一对中孔的中心与两个所述第一定位销直径连线的中心重合，所述第二定位销插入所述第二定位孔，所述第二对中孔的中心与两个所述第二定位销直径连线的中心重合。

11.根据权利要求7所述的对中测量方法，其特征在于，在所述第二受测物上方建立对中仪器测量基准平台，使对中仪器的中心与一水银池中心重合，得到所述对中仪器的垂直轴。