CN115468611A - 带有密排通道的大型构件成型测控系统及方法 - Google Patents

带有密排通道的大型构件成型测控系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及带有密排通道的大型构件成型测控系统及方法，属于成型测控技术领域，包括基体成形检测装置、焊接节点检测装置、增材装置、通道尺寸检测装置、减材装置、主控装置；所述主控装置分别与所述基体成形检测装置、焊接节点检测装置、增材装置、通道尺寸检测装置、减材装置连接。在现有的增材基础上，结合减材装置，通过基体成形检测装置、焊接节点检测装置、增材装置、通道尺寸检测装置、减材装置的配合，对增材和减材的具体过程进行实时的测控，保证二者的标准成型过程，进一步提升成型精度；保证增材制造的设备安全、可靠的运行。

Description

带有密排通道的大型构件成型测控系统及方法
技术领域
本发明属于成型测控技术领域，具体涉及带有密排通道的大型构件成型测控系统及方法。
背景技术
核能作为一种清洁能源在国际上得到广泛使用，高温气冷堆作为第四代反应堆系统，是一种石墨慢化氦气冷却的反应堆设计。采用耐高温的包覆颗粒核燃料，并用耐高温石墨作堆芯结构材料，因此允许反应堆冷却剂的出口温度达到750～950℃。高温气冷堆具有很大的负温度系数，而且堆芯热容量也大，因此在事故工况下温度上升缓慢，即使在失去氦气冷却的情况下堆芯结构也不至于熔化，增大了采取相应安全措施的裕度。高温气冷堆不仅可以用于发电，在反应堆冷却剂的出口温度提高到1000～1200℃时，还可将反应堆的高温工艺供热直接应用于炼钢、制氢、煤的液化或气化等工业生产中，达到综合利用的目的。
蒸汽发生器被称为“核电之肺”，是高温气冷堆最关键设备之一。蒸汽发生器是联结并隔离一回路和二回路的核心换热设备，主要功能是将核反应堆堆芯产生的热量由一回路传输二回路，产生过热蒸汽推动汽轮机做功并通过发电机发电。高温气冷堆蒸发器采用了立式、直流逆流组件式设计结构，与反应堆压力容器成肩并肩式布置，与主氦风机一起放置在蒸发器承压壳体内。因此，高温气冷堆蒸汽发生器中的换热器结构至关重要。而核电蒸汽发生器是产生汽轮机所需蒸汽的换热设备，也是核电站最为关键的主要设备之一，蒸汽发生器与反应堆压力容器相连，不仅直接影响电站的功率与效率，而且在进行热量交换时，还起着阻隔放射性载热剂的作用，对核电站安全至关重要。
高温气冷堆选用螺旋盘管式蒸发器。管壳式换热器作为最典型的间壁式换热器，在工业应用上有着悠久的历史，至今仍在换热器上占据主导地位。管壳式换热器主要有壳体、管束、管板和封头等部分组成，壳体多呈圆形，内部装有平行管束,管束两端固定于管板上。在管壳换热器内进行换热的两种流体，一种在管内流动，其行程称为管程；一种在管外流动，其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。但是管壳式换热器存在换热效率低，焊接节点多等缺点。
现在市场提出采用增材制造来制造换热器，其具有传统制造技术不具备的优势。但目前对于采用增材制造大型多孔结构件的研究还比较少，对实现密排小口径长通道结构的精确成形还存在一定的工程难度。
因此，现阶段需设计带有密排通道的大型构件成型测控系统、方法及存储介质，来解决以上问题。
发明内容
本发明目的在于提供带有密排通道的大型构件成型测控系统、方法及存储介质，用于解决上述现有技术中存在的技术问题，如：换热效率低，焊接节点多或密排小口径孔道成形精度稍差的缺点。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
带有密排通道的大型构件成型测控系统，包括基体成形检测装置、焊接节点检测装置、增材装置、通道尺寸检测装置、减材装置、主控装置；所述主控装置分别与所述基体成形检测装置、焊接节点检测装置、增材装置、通道尺寸检测装置、减材装置连接；
所述基体成形检测装置用于检测大型构件的基体成形的异常程度；
所述焊接节点检测装置用于检测大型构件的焊接节点的异常程度；
所述增材装置用于根据大型构件的基体成形和焊接节点的异常程度进行增材调节；
所述通道尺寸检测装置用于检测大型构件的密排通道尺寸的异常程度；
所述减材装置用于根据大型构件的密排通道尺寸的异常程度进行减材调节；
所述主控装置作为系统控制核心，用于控制所述基体成形检测装置、焊接节点检测装置、增材装置、通道尺寸检测装置、减材装置的开关状态。
进一步的，所述主控装置控制基体成形检测装置、焊接节点检测装置先行开启，控制所述增材装置、通道尺寸检测装置、减材装置暂时关闭；
若检测到大型构件的基体成形的异常、或检测到大型构件的焊接节点的异常，则所述主控装置控制所述增材装置开启；
待所述增材装置完成增材调节后，所述主控装置控制所述通道尺寸检测装置开启；
若检测到大型构件的密排通道尺寸的异常，则所述主控装置控制所述减材装置开启。
进一步的，所述基体成形检测装置检测大型构件的基体成形的异常程度时，根据所述增材装置的调节能力将基体成形的异常程度分为第一可调节异常和第一不可调节异常；
其中，所述第一可调节异常为所述增材装置调节能力范围内的基体成形的异常程度；
所述第一不可调节异常为超出所述增材装置调节能力范围的基体成形的异常程度；
当所述基体成形检测装置的检测结果为第一可调节异常时，所述主控装置控制所述增材装置开启；
当所述基体成形检测装置的检测结果为第一不可调节异常时，所述主控装置向相关工作人员预警。
进一步的，所述焊接节点检测装置检测大型构件的焊接节点的异常程度时，根据所述增材装置的调节能力将焊接节点的异常程度分为第二可调节异常和第二不可调节异常；
其中，所述第二可调节异常为所述增材装置调节能力范围内的焊接节点的异常程度；
所述第二不可调节异常为超出所述增材装置调节能力范围的焊接节点的异常程度；
当所述焊接节点检测装置的检测结果为第二可调节异常时，所述主控装置控制所述增材装置开启；
当所述焊接节点检测装置的检测结果为第二不可调节异常时，所述主控装置向相关工作人员预警。
进一步的，所述通道尺寸检测装置检测大型构件的密排通道尺寸的异常程度时，根据所述减材装置的调节能力将密排通道尺寸的异常程度分为第三可调节异常和第三不可调节异常；
其中，所述第三可调节异常为所述减材装置调节能力范围内的密排通道尺寸的异常程度；
所述第三不可调节异常为超出所述减材装置调节能力范围的密排通道尺寸的异常程度；
当所述通道尺寸检测装置的检测结果为第三可调节异常时，所述主控装置控制所述减材装置开启；
当所述通道尺寸检测装置的检测结果为第三不可调节异常时，所述主控装置向相关工作人员预警。
进一步的，还包括计时装置，所述计时装置与所述主控装置连接；
所述增材装置开启时，所述主控装置同时开启计时装置进行计时；
当所述计时时长达到第一阈值时长，且，所述基体成形检测装置或焊接节点检测装置的检测结果仍为异常，则所述主控装置向相关工作人员预警；
所述第一阈值时长根据第一可调节异常、第二可调节异常、及增材装置的调节能力综合计算所得；
所述减材装置开启时，所述主控装置同时开启计时装置进行计时；
当所述计时时长达到第二阈值时长，且，所述通道尺寸检测装置的检测结果仍为异常，则所述主控装置向相关工作人员预警；
所述第二阈值时长根据第三可调节异常、及减材装置的调节能力综合计算所得。
带有密排通道的大型构件成型测控方法，采用如上述的带有密排通道的大型构件成型测控系统进行大型构件成型测控。
一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被运行时执行如上述的带有密排通道的大型构件成型测控方法。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：
本方案其中一个有益效果在于，在现有的增材基础上，结合减材装置，通过基体成形检测装置、焊接节点检测装置、增材装置、通道尺寸检测装置、减材装置的配合，对增材和减材的具体过程进行实时的测控，保证二者的标准成型过程，进一步提升成型精度；保证增材制造的设备安全、可靠的运行。
附图说明
图1为本方案实施方式的系统的其中一种结构示意图。
图2为本方案实施方式的系统中各装置动作顺序示意图。
图3为本方案实施方式的系统的一种优化结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，带有密排通道的大型构件成型测控系统，包括基体成形检测装置、焊接节点检测装置、增材装置、通道尺寸检测装置、减材装置、主控装置；所述主控装置分别与所述基体成形检测装置、焊接节点检测装置、增材装置、通道尺寸检测装置、减材装置连接；
所述基体成形检测装置用于检测大型构件的基体成形的异常程度；
所述焊接节点检测装置用于检测大型构件的焊接节点的异常程度；
所述增材装置用于根据大型构件的基体成形和焊接节点的异常程度进行增材调节；
所述通道尺寸检测装置用于检测大型构件的密排通道尺寸的异常程度；
所述减材装置用于根据大型构件的密排通道尺寸的异常程度进行减材调节；
所述主控装置作为系统控制核心，用于控制所述基体成形检测装置、焊接节点检测装置、增材装置、通道尺寸检测装置、减材装置的开关状态。
上述方案中，在现有的增材基础上，结合减材装置，通过基体成形检测装置、焊接节点检测装置、增材装置、通道尺寸检测装置、减材装置的配合，对增材和减材的具体过程进行实时的测控，保证二者的标准成型过程，进一步提升成型精度；保证增材制造的设备安全、可靠的运行。并且，由增材装置的调节能力适配基体成形检测装置、焊接节点检测装置所检测到的异常情况处理，有减材装置的调节能力适配通道尺寸检测装置所检测到的异常情况处理；这种大件与小件分类处理调节可进一步有效保障带有密排通道的大型构件成型精度。
如图2所示，进一步的，所述主控装置控制基体成形检测装置、焊接节点检测装置先行开启，控制所述增材装置、通道尺寸检测装置、减材装置暂时关闭；
若检测到大型构件的基体成形的异常、或检测到大型构件的焊接节点的异常，则所述主控装置控制所述增材装置开启；
待所述增材装置完成增材调节后，所述主控装置控制所述通道尺寸检测装置开启；
若检测到大型构件的密排通道尺寸的异常，则所述主控装置控制所述减材装置开启。
上述方案中，通过基体成形检测装置、焊接节点检测装置先行开启，可先检测大件是否存在异常，若大件存在异常，则先行调节处理大件的异常，待大件异常处理完成后，在进行小件的异常检测（即待增材装置完成增材调节后，主控装置控制通道尺寸检测装置开启），若小件存在异常，则继续进行小件异常的调节处理。通过先大后小的这种检测调节方式，可从一定程度上提高成型精度测控的效率，避免先将密排通道尺寸的异常调节处理完成后，又检测到大件（基体成形、焊接节点）存在异常，极有可能导致在先的密排通道尺寸的异常调节处理为无效动作。
进一步的，所述基体成形检测装置检测大型构件的基体成形的异常程度时，根据所述增材装置的调节能力将基体成形的异常程度分为第一可调节异常和第一不可调节异常；
其中，所述第一可调节异常为所述增材装置调节能力范围内的基体成形的异常程度；
所述第一不可调节异常为超出所述增材装置调节能力范围的基体成形的异常程度；
当所述基体成形检测装置的检测结果为第一可调节异常时，所述主控装置控制所述增材装置开启；
当所述基体成形检测装置的检测结果为第一不可调节异常时，所述主控装置向相关工作人员预警。
上述方案中，根据增材装置调节能力范围、以及基体成形检测装置检测到的历史数据，将基体成形的异常程度分为第一可调节异常和第一不可调节异常，可避免基体成形的异常程度超出增材装置调节能力范围而导致增材装置无效动作。
进一步的，所述焊接节点检测装置检测大型构件的焊接节点的异常程度时，根据所述增材装置的调节能力将焊接节点的异常程度分为第二可调节异常和第二不可调节异常；
其中，所述第二可调节异常为所述增材装置调节能力范围内的焊接节点的异常程度；
所述第二不可调节异常为超出所述增材装置调节能力范围的焊接节点的异常程度；
当所述焊接节点检测装置的检测结果为第二可调节异常时，所述主控装置控制所述增材装置开启；
当所述焊接节点检测装置的检测结果为第二不可调节异常时，所述主控装置向相关工作人员预警。
上述方案中，根据增材装置调节能力范围、以及焊接节点检测装置检测到的历史数据，将焊接节点的异常程度分为第二可调节异常和第二不可调节异常，可避免焊接节点的异常程度超出增材装置调节能力范围而导致增材装置无效动作。
进一步的，所述通道尺寸检测装置检测大型构件的密排通道尺寸的异常程度时，根据所述减材装置的调节能力将密排通道尺寸的异常程度分为第三可调节异常和第三不可调节异常；
其中，所述第三可调节异常为所述减材装置调节能力范围内的密排通道尺寸的异常程度；
所述第三不可调节异常为超出所述减材装置调节能力范围的密排通道尺寸的异常程度；
当所述通道尺寸检测装置的检测结果为第三可调节异常时，所述主控装置控制所述减材装置开启；
当所述通道尺寸检测装置的检测结果为第三不可调节异常时，所述主控装置向相关工作人员预警。
上述方案中，根据减材装置调节能力范围、以及通道尺寸检测装置检测到的历史数据，将密排通道尺寸的异常程度分为第三可调节异常和第三不可调节异常，可避免密排通道尺寸的异常程度超出减材装置调节能力范围而导致减材装置无效动作。
如图3所示，进一步的，还包括计时装置，所述计时装置与所述主控装置连接；
所述增材装置开启时，所述主控装置同时开启计时装置进行计时；
当所述计时时长达到第一阈值时长，且，所述基体成形检测装置或焊接节点检测装置的检测结果仍为异常，则所述主控装置向相关工作人员预警；
所述第一阈值时长根据第一可调节异常、第二可调节异常、及增材装置的调节能力综合计算所得；
所述减材装置开启时，所述主控装置同时开启计时装置进行计时；
当所述计时时长达到第二阈值时长，且，所述通道尺寸检测装置的检测结果仍为异常，则所述主控装置向相关工作人员预警；
所述第二阈值时长根据第三可调节异常、及减材装置的调节能力综合计算所得。
带有密排通道的大型构件成型测控方法，采用如上述的带有密排通道的大型构件成型测控系统进行大型构件成型测控。
上述方案中，即使判断出基体成形检测装置、焊接节点检测装置、通道尺寸检测装置三者的检测结果均为可调异常，但仍存在增材装置或减材装置无法顺利完成调节处理的情况，所以，提出计时装置进行配合，从时间维度保障增材装置或减材装置顺利完成调节处理，若调节处理超时，则向相关工作人员预警，可有效避免增材装置或减材装置长时间无效动作。
还包括无线通信装置和远程监控终端，所述主控装置通过无线通信装置与远程监控终端网络连接，从而实现远程数据交互和远程控制。
一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被运行时执行如上述的带有密排通道的大型构件成型测控方法。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.带有密排通道的大型构件成型测控系统，其特征在于，包括基体成形检测装置、焊接节点检测装置、增材装置、通道尺寸检测装置、减材装置、主控装置；所述主控装置分别与所述基体成形检测装置、焊接节点检测装置、增材装置、通道尺寸检测装置、减材装置连接；
所述基体成形检测装置用于检测大型构件的基体成形的异常程度；
所述焊接节点检测装置用于检测大型构件的焊接节点的异常程度；
所述增材装置用于根据大型构件的基体成形和焊接节点的异常程度进行增材调节；
所述通道尺寸检测装置用于检测大型构件的密排通道尺寸的异常程度；
所述减材装置用于根据大型构件的密排通道尺寸的异常程度进行减材调节；
所述主控装置作为系统控制核心，用于控制所述基体成形检测装置、焊接节点检测装置、增材装置、通道尺寸检测装置、减材装置的开关状态。
2.根据权利要求1所述的带有密排通道的大型构件成型测控系统，其特征在于，所述主控装置控制基体成形检测装置、焊接节点检测装置先行开启，控制所述增材装置、通道尺寸检测装置、减材装置暂时关闭；
若检测到大型构件的基体成形的异常、或检测到大型构件的焊接节点的异常，则所述主控装置控制所述增材装置开启；
待所述增材装置完成增材调节后，所述主控装置控制所述通道尺寸检测装置开启；
若检测到大型构件的密排通道尺寸的异常，则所述主控装置控制所述减材装置开启。
3.根据权利要求2所述的带有密排通道的大型构件成型测控系统，其特征在于，所述基体成形检测装置检测大型构件的基体成形的异常程度时，根据所述增材装置的调节能力将基体成形的异常程度分为第一可调节异常和第一不可调节异常；
其中，所述第一可调节异常为所述增材装置调节能力范围内的基体成形的异常程度；
所述第一不可调节异常为超出所述增材装置调节能力范围的基体成形的异常程度；
当所述基体成形检测装置的检测结果为第一可调节异常时，所述主控装置控制所述增材装置开启；
当所述基体成形检测装置的检测结果为第一不可调节异常时，所述主控装置向相关工作人员预警。
4.根据权利要求3所述的带有密排通道的大型构件成型测控系统，其特征在于，所述焊接节点检测装置检测大型构件的焊接节点的异常程度时，根据所述增材装置的调节能力将焊接节点的异常程度分为第二可调节异常和第二不可调节异常；
其中，所述第二可调节异常为所述增材装置调节能力范围内的焊接节点的异常程度；
所述第二不可调节异常为超出所述增材装置调节能力范围的焊接节点的异常程度；
当所述焊接节点检测装置的检测结果为第二可调节异常时，所述主控装置控制所述增材装置开启；
当所述焊接节点检测装置的检测结果为第二不可调节异常时，所述主控装置向相关工作人员预警。
5.根据权利要求4所述的带有密排通道的大型构件成型测控系统，其特征在于，所述通道尺寸检测装置检测大型构件的密排通道尺寸的异常程度时，根据所述减材装置的调节能力将密排通道尺寸的异常程度分为第三可调节异常和第三不可调节异常；
其中，所述第三可调节异常为所述减材装置调节能力范围内的密排通道尺寸的异常程度；
所述第三不可调节异常为超出所述减材装置调节能力范围的密排通道尺寸的异常程度；
当所述通道尺寸检测装置的检测结果为第三可调节异常时，所述主控装置控制所述减材装置开启；
当所述通道尺寸检测装置的检测结果为第三不可调节异常时，所述主控装置向相关工作人员预警。
6.根据权利要求5所述的带有密排通道的大型构件成型测控系统，其特征在于，还包括计时装置，所述计时装置与所述主控装置连接；
所述增材装置开启时，所述主控装置同时开启计时装置进行计时；
当所述计时时长达到第一阈值时长，且，所述基体成形检测装置或焊接节点检测装置的检测结果仍为异常，则所述主控装置向相关工作人员预警；
所述第一阈值时长根据第一可调节异常、第二可调节异常、及增材装置的调节能力综合计算所得；
所述减材装置开启时，所述主控装置同时开启计时装置进行计时；
当所述计时时长达到第二阈值时长，且，所述通道尺寸检测装置的检测结果仍为异常，则所述主控装置向相关工作人员预警；
所述第二阈值时长根据第三可调节异常、及减材装置的调节能力综合计算所得。
7.带有密排通道的大型构件成型测控方法，其特征在于，采用如权利要求1-6任一项所述的带有密排通道的大型构件成型测控系统进行大型构件成型测控。
8.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被运行时执行如权利要求7所述的带有密排通道的大型构件成型测控方法。
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