CN112781663B - 核功率量程探头准直器更换工具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种核功率量程探头准直器更换工具，包括套筒、支撑组件和中心杆，中心杆可周向转动地设在所述套筒中，所述中心杆的侧面设有外螺纹，所述套筒内设有与所述外螺纹配合的内螺纹，所述中心杆包括杆状主体和设在所述杆状主体前端的撑开部，所述撑开部位于所述支撑组件中，以在转动所述中心杆时，所述内螺纹和外螺纹的配合使所述中心杆轴向移动，所述撑开部撑开支撑组件。该核功率量程探头准直器更换工具能够在远处对准直器进行抓固，固定牢靠，部分构件可重复利用的特点，可以有效降低工作人员的辐射剂量，提高工作效率，并实现从无到有的技术突破。

Description

核功率量程探头准直器更换工具

技术领域

本发明涉及核电领域，尤其是涉及一种核功率量程探头准直器更换工具。

背景技术

核电机组通常在核岛厂房房间布置了功率量程探测器，每个功率量程探测器配备一个准直器，准直器和功率量程探测器配合使用。通常准直器使用圆筒型结构，最外层为铝材料的包裹层，内部使用了聚乙烯进行填充并作为慢化剂，还有一层镉材料(只吸收热中子，不吸收快中子)包裹层用来吸收热中子，其形状比较特别，正对着堆芯的方向有一个120°的夹角，且聚乙烯和镉层的位置刚好相反，这样可以将来自堆芯120°方向的热中子全部吸收，但是允许快中子通过，再经过内部填充聚乙烯的慢化，将正对堆芯角度的快中子转化成为热中子，并到达长电离室。而其它方向的快中子先经过聚乙烯慢化为热中子，随后和非堆芯方向的缓发热中子一起被镉层吸收，不会被长电离室所探测。这样就保证功率量程探测器接收的只是正对着反应堆120°的快中子。

很多核电机组长期运行，期间功率量程探测器有更换，但是准直器从不更换，随着机组继续运行，准直器内材料受辐照影响性能必然会逐渐下降，从而影响准直器的功能。准直器功能受到影响会造成功率量程探测器准确性下降，影响核仪表功率量程对核反应性的监测，因此随着机组运行，准直器的更换是一种必然。而准直器所处的位置为功率运行期间维修不可达，且目前国内任何机组都没有准直器的更换经验，也没有准直器更换的专用工具，而且准直器所在的房间是无法进入的，准直器正上方房间为永久红区，准直器本体因长期受辐射照射，也存在很高的辐射剂量。准直器所处的位置光线较差，距离作业平台有4米左右距离，没有专用工具的前提下，远程取出困难。该圆筒型准直器的常见尺寸为：长度为3444mm，内圆直径为80mm,外圆直径180mm，重量约为 90Kg。

因此，设计一种准直器更换的专用工具，可以远程取出准直器，很有必要。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对相关技术中的上述缺陷，提供一种核功率量程探头准直器更换工具。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括：提供一种核功率量程探头准直器更换工具，包括：

套筒，呈中空状；

支撑组件，可张开设在所述套筒前端；

以及，中心杆，可周向转动地设在所述套筒中，所述中心杆的侧面设有外螺纹，所述套筒内设有与所述外螺纹配合的内螺纹，所述中心杆包括杆状主体和设在所述杆状主体前端的撑开部，所述撑开部位于所述支撑组件中，以在转动所述中心杆时，所述内螺纹和外螺纹的配合使所述中心杆轴向移动，所述撑开部撑开支撑组件。

优选地，所述支撑组件包括至少两个支撑部，所述支撑部后端与套筒连接，所述撑开部位于所述至少两个所述支撑部之间，以在所述中心杆轴向移动时，所述撑开部抵住所述支撑部内侧，撑开所述支撑组件。

优选地，所述支撑部弹性地与所述套筒连接，以在所述撑开部抵住所述支撑部内侧时，撑开所述支撑组件，并在所述撑开部离开所述支撑部内侧时，所述支撑组件弹性复原。

优选地，所述支撑部呈片状。

优选地，所述支撑部绕轴线向内弯曲呈弧形。

优选地，所述支撑部的宽度从后向前逐渐减小。

优选地，所述撑开部的径向尺寸从后向前逐渐增大，以使所述中心杆相对于所述套筒轴向位置后移时，所述撑开部使所述支撑组件的张开程度增大。

优选地，所述撑开部呈圆台状或棱台状。

优选地，所述套筒或所述中心杆上设有摄像头。

优选地，所述套筒或所述中心杆上设有照明灯。

实施本发明的技术方案，至少具有以下的有益效果：该核功率量程探头准直器更换工具能够在远处对准直器进行抓固，固定牢靠，部分构件可重复利用的特点，可以有效降低工作人员的辐射剂量，提高工作效率，并实现从无到有的技术突破。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的一种实施方式的核功率量程探头准直器更换工具的结构示意图(支撑组件未被撑开)。

图2是图1的核功率量程探头准直器更换工具的另一结构示意图(支撑组件被撑开部撑开)。

图3是图1的套筒和支撑组件的结构示意图。

图4是图1的中心杆的结构示意图。

图中的标号表示：套筒1，筒状主体11，螺母12，中心杆2，杆状主体 21，撑开部22，轴向螺纹连接件23，支撑组件3，支撑部31，圆环32，吊环 4，摄像头5。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。需要理解的是，如果文中出现“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系、以特定的方位构造和操作，仅是为了便于描述本技术方案，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如果文中出现“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，该元件能够“直接地”或“间接地”位于另一元件之上，或者也可能存在一个或更多个居间元件。如果文中出现术语“第一”、“第二”、“第三”等仅是为了便于描述本技术方案，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

参见图1-4，本发明的一种实施方式中的核功率量程探头准直器更换工具，包括：

套筒1，呈中空状；

支撑组件3，包括至少两个间隔设置的支撑部31，可张开设在套筒1前端；

以及，中心杆2，可周向转动地设在套筒1中，中心杆2的侧面设有外螺纹，套筒1内设有与外螺纹配合的内螺纹，中心杆2包括杆状主体21和设在杆状主体21前端的撑开部22，撑开部22位于支撑组件3中，以在转动中心杆2时，内螺纹和外螺纹的配合使中心杆2轴向移动，撑开部22撑开支撑组件3。

该核功率量程探头准直器更换工具在使用时，把该更换工具安放到测量井井口之上，垂直向下进行探入，必要时通过摄像头5在移动终端进行观察，先使支撑组件3伸入准直器的中空空洞中，然后转动中心轴，中心轴的撑开部22撑开支撑组件3，支撑组件3撑住准直器的中空空洞内壁，从而将专用工具和准直器固定为一体，再通过吊装设备将该核功率量程探头准直器更换工具和准直器一起取出。所以，该核功率量程探头准直器更换工具能够在远处对准直器进行抓固，固定牢靠，部分构件可重复利用的特点，可以有效降低工作人员的辐射剂量，提高工作效率，并实现从无到有的技术突破。

带螺纹的中心杆2是延伸作用，也是实用时的操作部分。用于将前端部分连接至后端，带螺母12的套筒1通过中心杆2上的螺纹实现轴向移动，使得撑开部22撑开支撑组件3，中心杆2的后端设计有吊环4，在前端固定完成后，通过吊环4将该更换工具和准直器一起吊出。

套筒1包括筒状主体11以及设在筒状主体11上的螺母12，以螺母12的内螺纹与中心杆2外螺纹配合，螺母12的外侧设计有两个圆孔，可以插入螺丝，将螺母12和前端的支撑组件3的圆环32固定为一体。带螺母12的套筒 1整体套在中心杆2上，在中心杆2旋转后可以相对于套筒1轴向移动。

支撑组件3包括至少两个支撑部31，支撑部31后端与套筒1连接，撑开部22位于至少两个支撑部31之间，以在中心杆2轴向移动时，撑开部22抵住支撑部31内侧，撑开支撑组件3，也即使至少两个支撑部31张开。

支撑部31弹性地与套筒1连接，以在撑开部22抵住支撑部31内侧时，克服支撑部31的弹力而撑开支撑组件3，并在撑开部22离开支撑部31内侧时，支撑组件3弹性收缩复原。

支撑部31呈片状。

套筒1为圆形筒，支撑部31绕轴线向内弯曲呈弧形，与套筒1的侧面弧形对应。

支撑部31的宽度从后向前逐渐减小。优选地，支撑部31部分通过直径 55mm的圆筒筒壁加工特制而成，使用刚性材料，在扩张后形成有力固定，支撑部31底部延伸固定在一个圆环32内，支撑部31底部可以在圆环32内自由活动，从而使支撑部31可以自由扩张；支撑组件3可拆地与套筒1连接，圆环32外侧具有两个单独设计的圆孔，通过此孔可以和套筒1结为一体，避免可扩张支撑部31在中心杆2上向下滑脱，在使用完成后，可以解除螺丝固定，拆下支撑组件3进行更换。设计上圆环32的尺寸大于80mm，目的在于支撑部31插入准直器后不会过于深入，能够卡在准直器上部。

撑开部22的径向尺寸从后向前逐渐增大，以使中心杆2相对于套筒1轴向位置后移时，撑开部22使支撑组件3的张开程度增大。撑开部22的该形状才能在撑开支撑组件3后不会缩回，同时撑开部22底部开孔可作为无线摄像头5和照明灯的安装部位，用于在支撑组件3插入不便时的辅助功能。撑开部22的上部有螺孔，用于和螺杆进行连接，中心杆2的撑开部22可拆地与杆状主体21连接，两者可以通过轴向螺纹连接件23连接，拆分式的结构便于撑开部22被沾污后进行更换。

优选地，撑开部22呈圆台状或棱台状，也可称为喇叭状。

进一步，套筒1或中心杆2前端上可以设有无线摄像头5。

进一步，套筒1或中心杆2前端上可以设有照明灯。

该核功率量程探头准直器更换工具具有有益的技术效果：

a.远程操作，避免高剂量照射和污染：功率量程探头准直器因长期处压力容器外围，受到大量中子照射，本身具有很高的活化性，接触距离越近，受到的辐射照射和沾污风险也越高，在没有专用工具的情况下，会造成人员单日剂量超限值，通过本更换工具，可以在反应堆堆池底部，打开生物屏蔽塞，功率量程探测器已经取出后，远程固定取出准直器。

b.独特创新型设计：该更换工具目前在国内及国外均没有类似功能设计。前端设计可张开的支撑组件3，张开后可以在准直器的中空空洞内壁形成支撑固定，可以在通过中心杆2旋转螺纹增大支撑组件3的张开力度，从而使支撑组件3具有不同的扩张力度，适用于不同重量的准直器目标。中心杆2上带有螺纹，中心杆2或套筒1上设有刻度，刻度用于标定叶片的张开角度。

c.可更换式支撑组件3：由于固定抓取的对象具有很高的辐射剂量和表面污染，支撑部31在使用后可以进行拆除更换，保留其余重复使用，既可以避免工具被污染后对使用者二次污染，又可以提高工具重复使用性，避免每次污染后专用工具都全部重新制作。

d.在该更换工具的前端设计可加装无线摄像头5及照明灯，必要时无线连接移动终端，通过移动终端对黑暗环境下的目标进行观察，从而更加迅速的对准目标准直器，完成固定抓取。

e.节省人力和时间：使用该更换工具只需要很少人即可在堆池底部完成远程固定抓取，完成同时工作过程也能节省工作时间，减少人员在高辐射区域工作接受照射的时间，实现辐射防护最优化的原则。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改、组合和变化。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权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种核功率量程探头准直器更换工具，其特征在于，包括：

套筒(1)，呈中空状；

支撑组件(3)，张开设在所述套筒(1)前端，其中，所述支撑组件(3)包括至少两个支撑部(31)；所述支撑部(31)后端与所述套筒(1)连接；

以及，中心杆(2)，周向转动地设在所述套筒(1)中，所述中心杆(2)的侧面设有外螺纹，所述套筒(1)内设有与所述外螺纹配合的内螺纹，所述中心杆(2)包括杆状主体(21)和设在所述杆状主体(21)前端的撑开部(22)，所述撑开部(22)位于所述至少两个所述支撑部(31)之间，以在转动所述中心杆(2)时，所述内螺纹和外螺纹的配合使所述中心杆(2)轴向移动，所述撑开部(22)抵住所述支撑部(31)内侧，撑开所述支撑组件(3)。

2.根据权利要求1所述的核功率量程探头准直器更换工具，其特征在于，所述支撑部(31)弹性地与所述套筒(1)连接，以在所述撑开部(22)抵住所述支撑部(31)内侧时，撑开所述支撑组件(3)，并在所述撑开部(22)离开所述支撑部(31)内侧时，所述支撑组件(3)弹性复原。

3.根据权利要求1所述的核功率量程探头准直器更换工具，其特征在于，所述支撑部(31)呈片状。

4.根据权利要求3所述的核功率量程探头准直器更换工具，其特征在于，所述支撑部(31)绕轴线向内弯曲呈弧形。

5.根据权利要求3所述的核功率量程探头准直器更换工具，其特征在于，所述支撑部(31)的宽度从后向前逐渐减小。

6.根据权利要求1所述的核功率量程探头准直器更换工具，其特征在于，所述撑开部(22)的径向尺寸从后向前逐渐增大，以使所述中心杆(2)相对于所述套筒(1)轴向位置后移时，所述撑开部(22)使所述支撑组件(3)的张开程度增大。

7.根据权利要求6所述的核功率量程探头准直器更换工具，其特征在于，所述撑开部(22)呈圆台状或棱台状。

8.根据权利要求1所述的核功率量程探头准直器更换工具，其特征在于，所述套筒(1)或所述中心杆(2)上设有摄像头(5)。

9.根据权利要求1所述的核功率量程探头准直器更换工具，其特征在于，所述套筒(1)或所述中心杆(2)上设有照明灯。

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