CN112684004B - 核电站汽轮机叶根内弧面检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核电站汽轮机叶根内弧面检测装置，包括用于与所述内弧面贴合的导轨、用于沿所述导轨滑动设置的移动小车、安装在所述移动小车上的检测组件以及用于驱动所述移动小车沿所述导轨移动的驱动组件；所述驱动组件包括沿所述导轨设置的链条、用于带动所述链条转动的齿轮机构以及用于驱动所述齿轮机构运转的电机，所述移动小车连接在所述链条上。本申请的核电站汽轮机叶根内弧面检测装置，结构设计合理，可使移动小车上的探头紧贴待检测的内弧面，保证检测探头与内弧面的贴合度，提高检测灵敏度，且运行过程平稳，进一步保证了检测结果。

Description

核电站汽轮机叶根内弧面检测装置及检测方法

技术领域

本发明属于检测设备技术领域，具体涉及一种核电站汽轮机叶根内弧面的检测装置，以及采用该检测装置核电站汽轮机叶根内弧面检测的检测方法，用于辅助现场工作人员快速、准确完成叶根内弧面的检测。

背景技术

核电站是利用核裂变或核聚变反应所释放的能量产生电能的发电厂。为了保护核电站工作人员和核电站周围居民的健康，核电站的设计、建造和运行均采用纵深防御的原则，从设备、措施上提供多重保护，以确保核电站对反应堆的输出功率进行有效的控制，且能够在出现各种自然灾害，如地震、海啸、洪水等时，或人为产生的火灾、爆炸等时，也能确保对反应堆燃料组件进行充分的冷却，进而保证放射性物质不会向环境排放。

汽轮机是核电厂常规岛的重要组成部分，汽轮机转子叶片在长期高速运行过程中，叶根承受着高温、高压、巨大的离心力、蒸汽弯曲应力、激振力、疲劳腐蚀、振动以及湿蒸汽区水滴冲蚀等的共同作用，其失效形式主要是在齿根部位产生应力腐蚀裂纹和疲劳裂纹。枞树型叶根和叶身均沿着各自的曲线变化，即使相邻几毫米其截面尺寸变化也非常大。因此需要采用相控阵技术多角度多线扫查，对叶根关键部位进行全覆盖。

针对上述汽轮机转子叶片运行状况，国内外在汽轮机叶片叶根检测方面做了大量的研究工作，其中采用最为广泛和有效的检测装置为超声检测，通过对叶片叶根进行现场超声检测，可根据叶片叶根缺陷信号，来判断转子叶片叶根应用状况，以保证核电站汽轮机安全、可靠运行。

超声波无损检测在许多工业领域中的产品质量检测、设备安全性能检查等方面有着不可替代的重要作用。超声波检测的准确性直接影响到其检测性能的好坏，所以其被作为判断其检测质量好坏的一项重要指标。超声波检测一般通过探头进行检测，超声波检测的准确性主要由探头的灵敏度决定，这样为确保超声波检测的准确性，检测前均需要对探头进行校准。

扫查叶片叶根过程需扫查叶根内弧面及外弧面，扫查外弧面过程中，扫查装置安装在待检叶片上完成外弧面扫查，现有的扫查内弧面过程中，检测装置固定于待检叶片的前一片叶片上，使用同一种扫查装置完成叶根的内外弧面的检测。但低压转子叶片间隙大、检测装置安装存在误差，扫查装置扫查外弧面效果尚可，扫查内弧面效果较差。检测过程中需将扫查装置由外弧面检测调整至内弧面检测，调试时间长，误差大。

发明内容

有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷和达到上述目的，本发明的目的是提供一种改进的核电站汽轮机叶根内弧面检测装置，其能够使得探头紧贴叶根内弧面，保证测量结果。

为了达到上述目的，本发明采用以下的技术方案：

一种核电站汽轮机叶根内弧面检测装置，包括用于与所述内弧面贴合的导轨、用于沿所述导轨滑动设置的移动小车、安装在所述移动小车上的检测组件以及用于驱动所述移动小车沿所述导轨移动的驱动组件；所述驱动组件包括沿所述导轨设置的链条、用于带动所述链条转动的齿轮机构以及用于驱动所述齿轮机构运转的电机，所述移动小车连接在所述链条上。

通过设计与内弧面进行贴合的导轨，并利用驱动组件对带有检测组件的移动小车进行驱动，使得移动小车能够对叶根的内弧面进行贴合检测，保证了对叶根内弧面的检测效果。

根据本发明的一些优选实施方面，所述移动小车包括用于在所述导轨上滑动的移动组件以及用于夹持检测组件的夹头，所述夹头连接在所述移动组件的下端部。在一些实施例中，夹头与移动组件之间的角度还可以进行调节，使得探头更加贴合于叶根的内弧面。

根据本发明的一些优选实施方面，所述移动组件包括立板、转动连接在所述立板上的转动板以及固定在所述转动板上的滚轮，所述导轨上开设有凹槽，所述滚轮部分容纳在所述凹槽内。凹槽沿导轨的延伸方向开设，移动小车移动时，滚轮在凹槽中滚动。在一些实施例中，导轨分为上导板、下导板和位于中间的连接板，连接板的宽度较上导板和下导板窄，以使得连接板与上下导板之间形成凹槽。

根据本发明的一些优选实施方面，两个所述转动板交叉设置，两个所述转动板的连接处转动连接在所述立板上；所述滚轮的轴心线沿竖直方向设置。转动板的一端交叉设置，另一端连接有滚轮。

根据本发明的一些优选实施方面，所述立板与所述转动板之间还设置有弹性件，所述弹性件的一端作用在所述立板上，所述弹性件的另一端作用在所述转动板上，所述弹性件用于将所述转动板推向所述凹槽，即在移动小车移动时，弹性件用于将滚轮推动在凹槽中，通过设置滚轮、凹槽以及弹性件，使得移动小车的移动更加平稳，保证探测结果的准确。弹性件优选为弹簧。

根据本发明的一些优选实施方面，所述立板上还设置有与所述链条匹配的勾爪板，所述勾爪板用于钩住所述链条，所述勾爪板上开设有钩槽，钩槽与链条上的链节相匹配，链条移动时，链节容纳在钩槽中，通过勾爪板钩住链条，使得移动小车与链条同步移动。

根据本发明的一些优选实施方面，所述导轨包括上定位斜面和下定位斜面，所述移动小车上具有分别与所述上定位斜面和下定位斜面匹配的上定位轮和下定位轮。其中，上定位斜面背离上导板和移动小车斜向上方，下定位斜面背离下导板和移动小车斜向下方，通过上定位轮、下定位轮分别与上定位斜面和下定位斜面相互配合，使得移动小车能够卡合在导轨上，并沿导轨滑动。

根据本发明的一些优选实施方面，所述检测装置包括用于将所述导轨固定在一定高度的支撑脚，所述支撑脚至少为三个，三个所述支撑脚形成三角形形状。支撑脚的高度能够调节以使得检测装置能够适应不同的检测环境下，且对应三角形顶点设置的三个支撑脚能够保证检测时检测装置的稳定性。

根据本发明的一些优选实施方面，所述导轨上具有用于夹持所述叶根两侧的夹持装置，所述夹持装置包括第一夹持块、第二夹持块以及用于带动至少其中一个夹持块移动的操作柄。通过操作柄能够带动一个和两个夹持块进行移动，以控制两个夹持块之间的距离，使得检测装置能够适应于不同宽度的叶根。

本发明还提供了一种根据上述检测装置进行核电站汽轮机叶根内弧面的检测方法，包括如下步骤：将所述检测装置固定在所述叶根内弧面，启动所述驱动装置，所述移动小车移动，带动所述检测组件沿所述叶根内弧面进行检测。

与现有技术相比，本发明的有益之处在于：本申请的核电站汽轮机叶根内弧面检测装置，结构设计合理，可使移动小车上的探头紧贴待检测的内弧面，保证检测探头与内弧面的贴合度，提高检测灵敏度，且运行过程平稳，进一步保证了检测结果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明优选实施例中检测装置检测时的立体图；

图2为本发明优选实施例中检测装置检测时另一视角的立体图；

图3为本发明优选实施例中检测装置检测时俯视图；

图4为本发明优选实施例中检测装置第一视角的立体图；

图5为本发明优选实施例中检测装置第二视角的立体图；

图6为本发明优选实施例中检测装置第三视角的立体图；

图7为本发明优选实施例的检测装置中移动小车的立体图；

图8为本发明优选实施例的检测装置中移动小车的侧视图；

图9为本发明优选实施例中移动小车与驱动组件的连接示意图；

其中：汽轮机-1，叶根-2，检测装置-3，导轨-4，上导板-41，下导板-42，连接板-43，凹槽-44，移动小车-5，夹头-51，立板-52，转动板-53，滚轮-54，弹性件-55，勾爪板-56，钩槽-57，探头-6，链条-71，齿轮机构-72，电机-73，上定位斜面-81，下定位斜面-82，上定位轮-91，下定位轮-92，支撑脚-10，第一夹持块-11，第二夹持块-12，操作柄-13，急停按钮-14，控制盒-15。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

实施例1核电站汽轮机叶根内弧面检测装置

参照附图1-9，本实施例的核电站汽轮机叶根2内弧面检测装置3，包括用于与内弧面贴合的导轨4、用于沿导轨4滑动设置的移动小车5、安装在移动小车5上的检测组件、用于驱动移动小车5沿导轨4移动的驱动组件、用于将导轨4固定在一定高度的支撑脚10。以下简述各个部件的具体结构：

本实施例中的支撑脚10为三个，三个支撑脚10形成三角形。支撑脚10的高度能够调节以使得检测装置3能够适应不同的检测环境下，且对应三角形顶点设置的三个支撑脚10能够保证检测时检测装置3的稳定性。

驱动组件包括沿导轨4设置的链条71、用于带动链条71转动的齿轮机构72以及用于驱动齿轮机构72运转的电机73，移动小车5连接在链条71上，如图9所示。本实施例中的齿轮机构72以及电机73封装在控制盒15内，控制盒15上还设置有急停按钮14，以用于紧急情况下的急停。

移动小车5包括用于在导轨4上滑动的移动组件以及用于夹持检测组件的夹头51，夹头51连接在移动组件的下端部。本实施例中，夹头51与移动组件之间的角度还可以进行调节，使得检测组件即探头6更加贴合于叶根2的内弧面，如图8所示。

移动组件包括立板52、转动连接在立板52上的转动板53以及固定在转动板53上的滚轮54，导轨4上开设有凹槽44，滚轮54部分容纳在凹槽44内。凹槽44沿导轨4的延伸方向开设，移动小车5移动时，滚轮54在凹槽44中滚动。两个转动板53交叉设置，两个转动板53的连接处转动连接在立板52上；滚轮54的轴心线沿竖直方向设置。转动板53的一端交叉设置，另一端连接有滚轮54。立板52与转动板53之间还设置有弹性件55，弹性件55的一端作用在立板52上，弹性件55的另一端作用在转动板53上，弹性件55用于将转动板53推向导轨4，即在移动小车5移动时，弹性件55用于将滚轮54推动在凹槽44中，通过设置滚轮54、凹槽44以及弹性件55，使得移动小车5的移动更加平稳，保证探测结果的准确。本实施例中的弹性件选择为弹簧。

立板52上还设置有与链条71匹配的勾爪板56，勾爪板56用于钩住链条71，勾爪板56上开设有钩槽57，钩槽57与链条71上的链节相匹配，链条71移动时，链节容纳在钩槽57中，通过勾爪板56钩住链条71，使得移动小车5与链条71同步移动。

本实施例中，导轨4分为上导板41、下导板42和位于中间的连接板43，连接板43的宽度较上导板41和下导板42窄，以使得连接板43与上下导板之间形成凹槽44。同时，本实施例中的链条71容纳在连接板43与下导板42之间，连接板43的下表面上开设有限定链条71移动以及容纳链条71的通道。下导板42靠近移动小车5的一面还具有向上延伸的挡板以限定链条71，防止链条71从连接板43与下导板42之间脱出。勾爪板56从挡板的上方伸入至链条71中与链条71的链节接触。

导轨4包括上定位斜面81和下定位斜面82，移动小车5上具有分别与上定位斜面81和下定位斜面82匹配的上定位轮91和下定位轮92。其中，上定位斜面81背离上导板41和移动小车5斜向上方，下定位斜面82背离下导板42和移动小车5斜向下方，通过上定位轮91、下定位轮92分别与上定位斜面81和下定位斜面82相互配合，使得移动小车5能够卡合在导轨4上，并沿导轨4滑动。

本实施例中的导轨4上具有用于夹持叶根2两侧的夹持装置，夹持装置包括第一夹持块11、第二夹持块12以及用于带动第二夹持块12移动的操作柄13。通过操作柄13能够带动夹持块进行移动，以控制两个夹持块之间的距离，使得检测装置3能够适应于不同宽度的叶根2。

通过设计与内弧面进行贴合的导轨4，并利用驱动组件对带有检测组件的移动小车5进行驱动，使得移动小车5能够对叶根2的内弧面进行贴合检测，保证了对叶根2内弧面的检测效果。

实施例2核电站汽轮机叶根2内弧面检测方法

如图1-9所示，本实施例的核电站汽轮机1的叶根2内弧面检测方法，采用上述实施例1中的检测装置3进行检测，包括如下步骤：

1)根据所要检测的叶根2的尺寸调整支撑脚10的高度，将检测装置3固定在叶根2内弧面，通过调节操作柄13，使第一夹持块11和第二夹持块12夹持叶根2对应位置的两侧，并调整立板52和夹头51之间的角度，使得探头6紧贴叶根2的内弧面。

2)启动驱动组件，电机73运转，带动齿轮机构72转动，进而链条71移动，带动连接在链条71上的移动小车5移动。移动小车移动时，通过上下定位轮和上下定位斜面以及凹槽44和滚轮54之间的配合和限定作用，保证移动小车5的平稳移动。

3)移动小车5移动，带动探头6沿叶根2内弧面进行检测。

本申请的用于核电站转子叶根内弧面自动检测装置，包括一个贴合于叶片内弧侧的导轨，导轨上设有可与移动小车配合的斜坡轨道即上下定位斜面，以及用于驱动移动小车的驱动装置，其结构使用可靠，定位误差小，稳定性高。导轨与待检测叶片内弧面紧贴，轨道两侧具有夹持块，安装后通过两侧夹持块将导轨固定在叶根上，且通过移动小车上的立板和夹头使得导轨安装有些许误差情况下也可保证内弧侧探头移动轨迹符合检测要求。采用导轨紧贴叶片内侧完成内弧面检测方式，减少装置反复切换检测位置，缩短设备现场调试时间。现场叶根检测时，内弧面检测与外弧面检测可分别同时进行，提高检测效率，节约核电站检修时间，保证检修经济性。本发明的检测装置能够用于百万千瓦级核电站低压转子叶片超声检测的新型自动化扫查。

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，凡根据本发明精神实质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)

1.一种核电站汽轮机叶根内弧面检测装置，其特征在于，包括用于与所述内弧面贴合的导轨、用于沿所述导轨滑动设置的移动小车、安装在所述移动小车上的检测组件以及用于驱动所述移动小车沿所述导轨移动的驱动组件；所述驱动组件包括沿所述导轨设置的链条、用于带动所述链条转动的齿轮机构以及用于驱动所述齿轮机构运转的电机，所述移动小车连接在所述链条上，所述检测组件贴合于导轨所贴合的内弧面；

所述移动组件包括立板、转动连接在所述立板上的转动板以及固定在所述转动板上的滚轮，所述导轨上开设有凹槽，所述滚轮部分容纳在所述凹槽内；

两个所述转动板交叉设置，两个所述转动板的连接处转动连接在所述立板上；所述滚轮的轴心线沿竖直方向设置；

所述立板与所述转动板之间还设置有弹性件，所述弹性件的一端作用在所述立板上，所述弹性件的另一端作用在所述转动板上，所述弹性件用于将所述转动板推向所述凹槽；

所述立板上还设置有与所述链条匹配的勾爪板，所述勾爪板用于钩住所述链条，所述勾爪板上开设有与所述链条的链节配合的钩槽。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于：所述移动小车包括用于在所述导轨上滑动的移动组件以及用于夹持检测组件的夹头，所述夹头连接在所述移动组件的下端部。

3.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于：所述导轨包括上定位斜面和下定位斜面，所述移动小车上具有分别与所述上定位斜面和下定位斜面匹配的上定位轮和下定位轮。

4.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于：所述检测装置包括用于将所述导轨固定在一定高度的支撑脚，所述支撑脚至少为三个，三个所述支撑脚形成三角形。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的检测装置，其特征在于：所述导轨上具有用于夹持所述叶根两侧的夹持装置，所述夹持装置包括第一夹持块、第二夹持块以及用于带动至少其中一个夹持块移动的操作柄。

6.一种根据权利要求1～5任意一项所述的检测装置进行核电站汽轮机叶根内弧面的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：将所述检测装置固定在所述叶根内弧面，启动所述驱动装置，所述移动小车移动，带动所述检测组件沿所述叶根内弧面进行检测。

Images