CN1146054A - 用于检查提升和处理设备中一个杆垂直性的装置 - Google Patents

Abstract

提升和处理设备伸缩管杆垂直度的检查装置，该设备包括可沿第一水平方向移动并装有滑动架的起重机，滑动架可在起重机内沿垂直于第一水平方向的水平方向运动，伸缩管杆上端固定在起重机上。检查装置包括放置在确定位置的多边形测量结构，其垂直侧壁内表面的近端传感器，其能测量伸缩管杆上具测量结构形状的检测查元件与侧壁的距离，使得管杆可线性伸延并插入测量结构内，集中整理和处理传感器测量数据，确定装置内需改变的参数，相对于起重机-滑动架调整管杆。

Description

用于检查提升和处理设备中一个 杆垂直性的装置

本发明涉及一种能用于检查一个杆，特别是提升和处理设备中一个可伸缩杆的垂直性的装置。

更具体地讲、但决非是限定，本发明非常具体地应用于检查一种用于处理核反应堆燃料组件设备中一个杆的垂直性。

众所周知，核反应堆芯包括若干燃料棒或放射性材料容器，从而构成能够彼此独立地操纵的组件。将这些组件垂直地、一个挨一个地定位在一个内部刚性结构中，即，反应堆容器中，在其底部基本包括一个提供邻接定位或插座的底板，或堆芯板，从而试图调节构成所说组件的底部。当核反应堆释放能量期间，将核反应堆芯浸泡在装有用于冷却和/或用于慢化放射中子的一种流体的腔室中。

用一个称为处理设备的设备实现操纵这些核燃料组件，该设备包括一个处理机械，也称为装入机械，它能在腔体上一个水平面内运动，并装备有一个可控滑动架，也能在机械内沿另一个水平方向运动，通过一个伸缩杆的上端，将一个伸缩杆固定到所说滑动架上，而在其下端装备以一个固定单元，具体地说是一个抓紧系统，其能耦合到燃料组件的上端，以便处理燃料组件。整理并充分地参考底板也称堆芯板，将每一个组件定位，从而装入机械及其所包括的滑动架的相对运动，必然完全已知。照这样，例如用编码轮，可连续地、完全定位该机械和该滑动架的运动。照此，在它们分配定位中，为了能够正确地将组件定位，该伸缩杆完全垂直是关键所在，从而该杆的下端相位定位是恰当定位，并储存在装入机械内的存储器中。

此外，当初始起动时，装入机械及其滑动架完全设置，且关于该组合(容器，传送，交通程序)，具体地使用一组凸轮和邻近探测出的编码器，标度了它们的定位。通常将这些设定值固定在组合的稳定性极限之内，并且保持像一定构件那样长，特别是装入机械和滑动架的滚轮不超过一定值。

其实，观察到的设置的改变，这有许多原因，尤其是在不关心维护保养或技术辅助设备项目改进该标度系统时，或者在该杆碰撞在障碍物上时留下或多或少显著变形，由此影响该杆的垂直性。在上述情况中，所有来自滑动架的参照，从而组件定位的位置消失了。

所以，一种解决办法是检查所说杆的垂直性。尽管这种解决办法目前正在使用，可是没有给出满意的结果。这是因为实现该办法非常麻烦，由于一般必须在密闭区进行工作，使腔体变空，将检查设备放入就位，以及个人曝露在辐射之下。上述垂直性的修正，其实延长了反应堆关闭的时间，相对平常的关闭时间计划延长一到两天，尤其是在部分置换燃料棒时，增加了电站运行的巨大费用。

本发明的目的是克服各种缺点，并且通过它的自动化很大程度上简化了上述垂直性的检查。

更广泛的讲，可将上述垂直性的检验，应用于任何提升和处理设备中。

用于检测提升和处理设备中一个杆垂直性的上述装置，包括一台起重机，其装配有一个可控滑动架能沿着第1水平方向移动，该滑动架能在起重机内沿着垂直于第1水平方向的第2水平方向上运动，以及所说杆的上端固定到该装置上，其特征在于：它包括一个多边形截面的测量结构，其上面打开，且在已知位置所限定的一个井中所说设备服务区底部上水平定位，所说结构的内部垂直侧壁装配有近端传感器，其能测量它们与一个检查元件分开的距离，所说检查元件具有与该测量结构相同的截面形状，并固定该杆下端，其以线性延伸该杆的方式，并能插入在上述结构之内，将传感器得到的测量结果集中整理和处理，以使确定在装置内必须改变的参数，用于调整所说杆，以及特别是起重机和可控滑动架。

换句话说，本发明在于提供一种完全定位在一个水平面中的定位，其能接纳一个测量单元并测量，作为使所说杆的下端放在上述测量单元内需要托架运动的函数，测定[SiC]，即所说杆相对于滑动架的新设置。

有利地是将测量结构和检查元件的截面都取方形，而取传感器成对测量的结果。

如前所述，本发明更具体地应用于核电站领域。也就是，该设备涉及一种装置，该装置用于检查处理核燃料组件设备特别是核反应堆的堆芯中的一个杆的垂直性，该核反应堆芯中包括一个底板或堆芯板，其试图在垂直方位容纳所说的组件，而所说堆芯浸泡在装有冷却和/或中子慢化流体的腔体中，所说的设备包括：

-一个处理机械，其能在腔体上的一个水平面中运动，而所装配的一个可控滑动架也能沿着垂直于前述方向的一个水平方向运动，

-一个伸缩杆，将其上端固定到所说滑动架上，而在其下端装配一个固定单元并耦合到燃料组件上端，

上述装置其特征在于包括一个多边形截面的测量结构，其上面打开，且在已知位置所限定的一个井中腔体的底部上定位，所说结构的内部垂直侧面装配有近端传感器，该传感器能测量它们与检查单元分开的距离，其具有与所说测量结构相同的截面形状，并以可置换方式固定到所说杆下端，并能插入所说结构之内，该传感器测量的结果被集中整理，以便使它能够相对于起重机-滑动架组件，建立所说杆的一个新设置，而起重机-滑动架组件相对于初始参考系定位。

按照本发明一种有利特征，由两个元件组成测量结构：

-第1个元件，以已知位置固定到腔体底部，装配以垂直对中销；

-第2个可移动元件，插入所说销中并包括一个由立方体形、其四个垂直侧壁在它们的内表面装配有近端传感器，且其上壁打开以插入检查元件，而构成的测量刻度规。

通过以下非限定的实施例参照附图，对于本发明产生的途径和使用杆的优点将更明显。

图1表示按照本发明在核反应堆中的装置。

图2表示按照本发明测量结构的侧视图。其中图3是顶视图。

图4，5和6表示在垂直方向上杆的各种缺陷，并由此表示按照本发明通过该装置所取得的测量结果。

下面的说明，更具体地针对核电站反应堆。然而，像本申请的前面部分中已经指出的，本发明不仅限于上述应用，而且任何处理和提升的设备都由本发明的主题所覆盖。

图1表示一个理想图，表示使用本发明器件的处理设备。此设备1首先包括一个起重机2，其装配有轮3，用于在腔体5的边缘4所承载的水平轨道上运行，而在腔体5中浸没了反应堆容器(未示出)，例如压水型(PWR)。腔体的上水平面内装有作为冷却液体和作为中子慢化剂的水，以6表示。

在已知方式中，结构2本身装载在用于导向一个滑动架7的轨道上，该滑动架7沿着水平方向垂直于起重机2的运动方向而运动。滑动架7装有一个垂直杆8，该杆借助于一个转动驱动机构(未示出)寮现伸缩，所说的驱动机构典型地由齿轮构成。该杆8与该滑动架结合成一体，且包括各种控制和检验单元(未表示)，能使伸缩管9与该杆8同轴地伸出和缩回。

伸缩管9的下端装有一个夹具或相应的抓紧系统10，以抓住核燃料组件上端，以便将它们分别装入反应堆芯中，或者从中取出。燃料组件本身是已知技术，从而在此不必详述。应该简单地记住，在它们的下端，包括一个能与在底板上构成的定位销相互作用的底部，而底板本身基本上定位在反应堆容器的底部。将这些组件在垂直方向一个挨一个地定位，且安排成冷却流体，在本实施例中是水，能在所说组件构成的放射性材料容器之间流动。

如图1所见，已知连续用编码轮11，啮合所说起重机的一个侧梁，可将起重机2精密定位。已知用相应单元(未表示)，以同样方法可将在起重机2上的滑动架7精密定位。换句话说，关于一个固定平面参考系，由杆8和伸缩管9出发，完全定位该精密定位的滑动架7。此外，当杆8和管9完全垂直时，所说管的下端精确地相应于由滑动架所定的标度。应该指出，调节燃料组件的定位是相对于上述固定参考系加以标度的。

然而，如前序部分所指出的，在反应堆关闭期间，相对于上述参考系或伸缩杆8、9垂直性而设置滑动架定位，在错误处理时，或特别是通过杆在装入或取出燃料组件的过程中，在碰到障碍物时，可能经受固有的改变。

在所限定的参考系中，为了重新限定该杆相对于滑动架的标度，本发明推荐用结合在图2和3中更具体地描述的测量结构装配该设备。此测量结构基本上由一个刻度规12构成，该刻度规12是由不锈钢制成的金属框架组成，因此，如果需要的话，其能去污，并定位在上述参考系完全限定的地方。上述金属框架是由几个分离元件构成。

该金属框架首先装有金属平板13，其永久地固定在适当定位上，在有板的区域中，例如定位于内部支承上。

将一个调节板14放在平板13之上，使它能完全调节传感器支承15的水平，以后将详述。将此调节板14装配以对中销16，其表示在图2中，并试图容纳支承15。对中销16的上端是圆锥形，所说的对中销保证将元件准确定位，它们试图接受小于5/10毫米的准确度。平板13和调节板14同时安放和设置，并永久保留在腔体的底部。

支承15可移动，用对中销16将支承15在板14上对中。其基底为此目的带有相应直径的孔。通过一个可遥控起动的1/4圈器件完成将支承锁在板14上。

此支承15是个立方体形，其由四个垂直侧壁所限定，将测量传感器18固定在其内表面上。

支承15的上壁是打开的，且具有与燃料组件尺度相匹配的尺度。其形状是典型的方形具有侧壁17，比每个燃料组件所限定方形的长度长30毫米。

传感器18是非接触型运动传感器，其能与非磁目标工作在空气中，水中或任何用于冷却的流体中和/或中子慢化剂中。将连接传感器的电缆聚集在一起送入导线系统19，传送到集中整理和处理这些测量结果区中，在检查期间、或者在腔体的一侧边进行，或者在控制机械2、7的控制台进行。

传感器的特性使它能够精密地测量1/10毫米的距离变化，该距离是与传感器分离的，以下所述的检查元件的平行表面，且面对着传感器的分离距离。

最后，按照本发明该装置包括检查元件20，其能结合在安装于伸缩杆8，9的下端的抓紧系统10上，且具有和燃料组件相同的方形截面，因此，具有与支承15上壁尺度可比较的尺度。

关于调节支承15以上开口壁的尺度，使安排在抓紧系统10端部的检查元件，能通过上述开口壁插入，而对于与装入机械所说杆底部不匹配量，在四个方向(+X，-X，+Y，-Y)的每一个方向上小于15毫米。通过使用装入机械位置偏码器，也就是起重机2和滑动架7，测量了偏心。

将检查元件20插入测量刻度规中后，并停止在低位，然后用传感器18成对检查，有可能得到四个方向上的测量，这些测量结果完全限定了检查元件与所说装置轴的差异。在位于装入机械操纵台中处理单元内、将这些测量结果集中整理。

在图4、5和6中表示了反映处理水平所报告的各种可能测量的结果。对称地进行了所说杆的两次位置测量，在两次测量之间将杆转动180°。因此，这些测量有可能消除伴随转动和垂直性的缺陷。

所以，表示在图4中的实例，有可能揭示一种传动缺陷，也就是说，所给出的杆倾斜的缺陷，在转动180°之后，关于参考系原点观察到完全对称的测量点。

在图5中，观察到在转动杆180°前后所观察到的两次测量点的叠置所给出的所说杆垂直性的缺陷。

在图6中，观察到倾斜和垂直性的两种缺陷，因为在转动杆180°之后，既不对称又不叠置。

分析测量结果之后，将处理结果以摘要图表示，表示了所说杆的实际位置，并表明在所说杆的固定单元和它们的识别上所进行的工作。

同样，按照本发明装置有可能进行装入机械所说杆的精确标度，因此，有可用元件使其能检查所说杆的垂直性。况且，有可能检查所说杆的同心度并得到精密的相应数值。

基于这些值，自动地确定将修正加到调节所说杆的单元上，以精确地操作进行并精密地定位调节单元。所有这些操作实现的时间只是将燃料棒从堆芯取出和重新装入所说时间的几倍，除了相应的测量持续时间之外，没有引起任何附加的时间损失，并且没有任何的操作改变腔体的水平，因此没有卸空反应堆，与此同时还给出了矫正值的数值报告。

此外，在所说杆与障碍物发生碰撞缺陷事件中，如果变形是轻微的，那么有可能将调节加到导轮上。另一方面，在显著地变形事件中，它有可能证实需要更换所说杆，或在变形杆上进行附加的机械工作。

可以想像按照本发明装置最大的利益。它有可能避免操作者到腔体的底部，检查引入的设备。且能显著地减少在腔体底部检查操作的时间。况且，减少了应该增加的个人所受的辐射剂量，而且在电站关闭期间以外的时间，有可能进行堆护和检查工作，并改进在强放射性车间中的检查装置。

Claims (4)

1.一种用于检查提升和处理设备中一个杆垂直性的装置，包括一台起重机(2)。其装配有一个可控滑动架(7)，能沿着第1水平方向移动，该滑动架能在起重机(2)内沿着垂直于第1水平方向的第2水平方向上运动，以及所说杆(8，9)的上端固定到滑动架上，其特征在于：它包括一个多边形截面的测量结构(12，13，14，15，17)。其上面打开，且在已知位置所限定的一个井中，所说设备服务区底部上水平定位，所说结构垂直侧壁(17)，在它们的内表面装配有近端传感器(18)，其能以固定到该杆(8，9)下端的测量结构相同截面形状、测量它们与一个检查元件(20)分开的距离，以线性延伸该杆的方式，并能插入上述结构之内，将该传感器测量的结果集中整理和处理。以便确定在装置内必须改变的参数，用于相对起重机(2)一可控滑动架(7)组件调整所说杆。

2.一种用于检查处理核燃料组件设备的一个杆的垂直性的装置，特别是在包括一个底板或堆芯板的核反应堆芯中，其试图在垂直方位容纳所说的组件，而所说堆芯浸泡在装有冷却和/或中子慢化流体的腔体(5)中，所说的设备包括：

-一个处理机械(2)能在腔体(5)上的一个水平面中运动，而所装配的一个可控滑动架(7)也能沿着垂直于前述方向的一个水平方向运动，

-一个伸缩杆(8，9)将其上端固定到所说滑动架上，而在其下端装配一个固定单元并耦合到燃料组件的上端，其特征在于：包括一个多边形截面的测量结构(12，13，14，15，17)，其上面打开，且在已知水平位置所限定的一个井中腔体(5)的底部上定位。所说结构的垂直侧壁在它们的内表面装配有近端传感器(18)，其能以可置换形式固定到所说杆(8，9)的下端，具有与所说测量结构和燃料组件相同的截面形状，并用来测量它们与检查元件分离的距离，并能插入所说结构之内，将该传感器测量的结果集中整理和处理，以便确定在装置内必须改变的参数，用于相对于起重机(2)-可控滑动架(7)组件，调整所说杆。

3.按照权利要求2所述的一种用于检查处理核燃料组件设备一个杆的垂直性的装置，其特征在于：由两个元件组成测量结构：

-第1个元件(13，14)，以已知位置固定到腔体的底部，装配以垂直对中销，

-第2个可移动元件(15)插入所说销(16)中并包括一个由立方体形、其四个垂直侧壁(17)在它们的内表面装配以贴近传感器(18)，且其上壁打开以插入检查元件(20)，而构成的测量刻度规。

4.按照权利要求2和3中的一项权利要求所述的一种用于检查处理核燃料组件设置一个杆垂直性的装置，其特征在于：在检查期间，将传感器(18)测量的结果，在机械(2)的控制台内，集中整理和处理。

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