CN115739852A - 一种蒸汽发生器传热管管间硬性泥渣超声波冲击松动装置 - Google Patents
一种蒸汽发生器传热管管间硬性泥渣超声波冲击松动装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于核电检修技术领域，具体涉及一种蒸汽发生器传热管管间硬性泥渣超声波冲击松动装置。包括超声冲击松动工具头、柔性钢带、充气/抽吸两用泵、驱动手柄和超声波电源，所述的超声冲击松动工具头与柔性钢带连接，柔性钢带分别与、充气/抽吸两用泵、驱动手柄和超声波电源连接。本发明的有益效果在于：安装操作简单便捷，振动频率高、输出力大，硬性泥渣击溃效率高、效果好，缩减检修周期。
Description
技术领域
本发明属于核电检修技术领域，具体涉及一种蒸汽发生器传热管管间硬性泥渣超声波冲击松动装置。
背景技术
核电站蒸汽发生器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和效率，而且在进行热量交换时，还起着阻隔放射性载热剂的作用。传热管是一二回路之间的热交换界面，属于一回路的压力边界，其完整性直接影响到核电站的运行安全。
蒸汽发生器长时间运行过程中，会在二次侧水中产生一些腐蚀产物及杂质，最后大部分都会沉淀积累在二次侧管板表面、传热管间等二次侧构件表面，长时间运行后容易形成硬性泥渣，可能会对传热管产生挤压、浓缩等腐蚀情况，影响蒸汽发生器安全稳定运行。对些硬性泥渣采取必要的周期性的清洗措施进行去除，对保证蒸汽发生器的完整性、可用性和运行性能具有重要的意义。
目前，针对核电厂SG硬性泥渣去除主要采用高压射流水进行硬性泥渣冲洗，存在冲洗工具容易损坏、效率不高、清洗效果不佳等问题，因此有必要开发除高压水冲洗以外的硬性泥渣冲击松动工具，快速、高效的去除管间沉积的硬性泥渣，保障SG的完整性、可用性和正常运行。
发明内容
本发明的目的是提供一种蒸汽发生器传热管管间硬性泥渣超声波冲击松动装置，能够解决核电厂SG硬性泥渣清除所使用的冲洗设备可靠性不高、清洗效率及质量等问题。
本发明的技术方案如下：一种蒸汽发生器传热管管间硬性泥渣超声波冲击松动装置，包括超声冲击松动工具头、柔性钢带、充气/抽吸两用泵、驱动手柄和超声波电源，所述的超声冲击松动工具头与柔性钢带连接，柔性钢带分别与、充气/抽吸两用泵、驱动手柄和超声波电源连接。
所述的超声冲击松动工具头整体外形为长方体。
所述的超声冲击松动工具头包括壳体，所述壳体为整个工具的框架，采用不锈钢材质加工成型，上部有长方形开孔，孔内设有涨紧气囊和涨紧块，侧板将涨紧气囊和涨紧块压紧；下部有长方形开孔，孔内设有螺母座和进给螺杆。
所述的壳体通过上部的侧板及下方的压板连接固定柔性钢带。
所述的气囊两侧对称粘接固定两个涨紧块。
所述的抽吸两用泵通过气管连接气囊。
所述螺母座后端有孔结构，孔内穿有线缆，前端有螺纹孔结构与震动头配合连接，螺母座内部有槽结构，槽结构内安装压电陶瓷，上端有平行于螺母座长度方向的螺纹孔结构，与进给螺杆配合，螺母座上端和下端有凸台结构与壳体上的滑槽进行配合连接；所述震动轴套表面有凹槽结构，并通过固定销固定在壳体上；所述螺母座连接震动头，所述进给软轴为震动头提供驱动前进的动力。
所述软轴手柄与进给软轴连接。
所述进给螺杆前端有轴肩结构，穿过进给轴套固定，后部分有螺纹结构，与螺母座进行配合连接；进给软轴穿过柔性钢带中间腔室，一端与外接进给软轴手柄连接，另一端与进给螺杆后端通过焊接的方式进行连接；进给轴套表面有凹槽结构，并通过固定销固定在壳体上。
所述外接超声波电源通过电缆为压电陶瓷提供电源，压电陶瓷在通电后产生高频震动，带动震动头震动。
本发明的有益效果在于：安装操作简单便捷，振动频率高、输出力大，硬性泥渣击溃效率高、效果好，缩减检修周期。
附图说明
图1为本发明所提供的一种蒸汽发生器传热管管间硬性泥渣超声波冲击松动装置总体安装示意图；
图2为本发明所提供的一种蒸汽发生器传热管管间硬性泥渣超声波冲击松动装置总体结构示意图；
图3为超声冲击松动工具头剖面示意图；
图4涨紧块剖面示意图。
图中：1传热管，2超声冲击松动工具头，3柔性钢带，4充气/抽吸两用泵，5驱动手柄，6超声波电源，201震动头，202压电陶瓷，203螺母座，204震动轴套，205电缆，206涨紧块，207气囊，208气管，209进给螺杆，210进给软轴，211进给轴套，212壳体，213压板，214螺钉，215固定销，216侧板。
具体实施方式
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，都属于本发明保护的范围。
本发明根据蒸汽发生器传热管结构特征及管间硬性泥渣的形成机理，采用多片压电陶瓷和电极层叠，封装成超声振动装置在驱动电压的作用下实现高精度小位移、大推力输出，驱动震动头高频震动，可对传热管管间的硬性泥渣进行震动松散，以及某些夹紧型异物进行冲击、尝试松动。即根据硬性泥渣分布情况，以柔性钢带为载体，前端封装堆栈压电陶瓷驱动的高强度耐磨震动头，再由软轴驱动的丝杆螺母结构进行步进控制，并由气囊涨紧固定在传热管管间，由外端的超声波电源提供驱动电源，驱动压电陶瓷高频震动，带动前端的震动头对硬性泥渣或异物进行冲击松动，可有效的提高作业的安全性及冲洗效率。
结合图1所示，所述的超声冲击松动工具在使用时需要通过柔性钢带将整个工具送进蒸汽发生器传热管1管间。
结合图2所示，一种蒸汽发生器传热管管间硬性泥渣超声波冲击松动装置，包括：超声冲击松动工具头2，柔性钢带3，充气/抽吸两用泵4，手动进给软轴驱动手柄5，超声波电源6。所述柔性钢带3不仅具有重量轻，柔韧性强的特点，而且内部具有一定的空间，能够极大的节省整个工具所占空间，减少工具的体积，方便所述工具能够在蒸汽发生器传热管1之间顺畅移动。所述抽吸两用泵4为超声冲击松动工具头2中的气囊207提供气源；所述手动软轴驱动手柄5方便超声冲击松动工具头2中的进给螺杆209发挥进给作用；所述超声波电源6为超声冲击松动工具头2中的压电陶瓷202提供电源。
结合图3所示和图4所示，超声冲击松动工具头2是整个工具的核心组件。所述超声冲击松动工具头2包括震动头201，压电陶瓷202，螺母座203，震动轴套204，电缆205，涨紧块206(共两块)，气囊207，气管208，进给螺杆209，进给软轴210，进给轴套211，壳体212，压板213，螺钉214(共三颗)，固定销215，侧板216，当所述工具头通过柔性钢带3被送到指定位置后，抽吸两用泵4通过气管208将气体充进气囊207中，气囊207在充气后发生膨胀变形，带动涨紧块206向两侧对称运动，当两涨紧块206顶紧传热管1表面时，整个工具头2就会固定在传热管1之间；螺钉214压紧侧板216两端将气囊207固定在壳体212上；气管208一端与气囊207连接，并与气囊207中腔室相通，然后穿过柔性钢带3内部空间，将另外一端连接在抽吸两用泵4上的出气孔上；当所述工具头2被涨紧块206固定在指定位置后，外接超声波电源6通过电缆205为压电陶瓷202提供电源，压电陶瓷202在通电后产生高频震动，带动震动头201震动；所述电缆205穿过柔性钢带3内部空间后，一端与外接超声波电源6连接，另一端与压电陶瓷202接线端连接；所述螺母座203后端有孔结构，用于穿过线缆205，前端有螺纹孔结构，用于与震动头201配合连接，实现对压电陶瓷202的预紧，内部有槽结构，用于安装压电陶瓷202，上端有平行于螺母座203长度方向的螺纹孔结构，用于与进给螺杆209配合，实现所述震动头201的进给，螺母座203上端和下端有凸台结构与壳体212上的滑槽进行配合连接；所述震动轴套204表面有凹槽结构，并通过固定销215固定在壳体212上；所述震动头201，采用钨钢等工具钢材质，前端有铲形的扁钻结构，用于震动冲击硬性泥，后端有一定长度的螺纹结构，用于和螺母座203连接实现对压电陶瓷202的预紧；所述震动轴套204固定在壳体212后，震动头201后端螺纹结构穿过所述震动轴套204后，连接在螺母座203上；所述进给软轴210是整个工具的动力来源，为震动头201提供驱动前进的动力；当所述超声冲击松动工具头2固定在指定位置后，震动头201需要向前进行移动时，可以通过旋转外接的进给软轴手柄5实现；所述进给螺杆209前端有轴肩结构，用于穿过进给轴套211固定，后部分有螺纹结构，用来与螺母座203进行配合连接；所述进给软轴210穿过柔性钢带3中间腔室后，一端与外接进给软轴手柄5连接，另一端与进给螺杆209后端通过焊接的方式进行连接；所述进给轴套211表面有凹槽结构，并通过固定销215固定在壳体212上。
所述的超声冲击松动工具头整体外形为长方体。
所述的超声冲击松动工具头包括震动头、压电陶瓷、螺母座、震动轴套、电缆、涨紧块、气囊、气管、进给螺杆、进给软轴、进给轴套、壳体、压板、螺钉、固定销、侧板。所述壳体为整个工具的框架，采用不锈钢材质加工成型，上部有长方形开孔，使用侧板将涨紧气囊和涨紧块压紧，并采用螺钉固定；下部也有长方形开孔，用于安装螺母座和进给螺杆；壳体通过上部的侧板及下方的压板将连接固定钢带。
所述涨紧气囊采用滑差轴扁气囊，采用侧板和螺钉安装固定壳体上，在气囊两侧对称粘接固定两个涨紧块，对气囊膨胀带动涨紧块涨开，其涨开后最大尺寸大于传热管管间间隙，当整个工具头在传热管间，通过控制对气囊的充放气，可以实现工具头在传热管间的涨紧固定或缩回控制。
所述涨紧块在气囊充气涨圆后对称粘接固定在气囊两侧，待粘接牢固后才可以排气；涨紧块采用聚氨酯等硬质塑料加工，表面滚花或喷塑等处理，增大与传热管的摩擦力，使工具头固定可靠。
所述进给螺杆，通过进给轴套及销钉安装在主壳体上，可自由旋转，不能周向移动，与进给软轴焊接后，通过转动进给软轴实现螺母座的进给运动，从而实现震动头的进给运动。
所述螺母座采用SUS301H等高弹性不锈钢加工成型，上下两侧均有凸缘，与壳体上的滑槽配合，螺母座中上部有螺纹孔，与进给螺杆配合，通过驱动进给螺杆带动螺母座往复运动；螺母座中下部加工有矩形孔，矩形孔前端有工艺圆角，使螺母座形成一个弹性框架，矩形孔内安装压电陶瓷片，螺母座前端与压电陶瓷同轴位置有螺纹孔，用于安装震动头，并通过震动头的螺纹结构实现对压电陶瓷片的预紧。
所述压电陶瓷片，可采用矩形片状或环形片状堆栈，当外端的超声波电源为压电陶瓷片提供驱动电源后，驱动压电陶瓷高频震动，带动前端的震动头对硬性泥渣或异物进行冲击松动，并达到松动的效果。
所述的压电陶瓷片、柔性钢带、充气/抽吸两用泵、手动进给软轴驱动手柄、超声波电源均为成熟的标准件，不在详细描述。
另外，所述的冲击松动工具具有远程控制部，用于控制气囊的涨紧与放松，进给螺杆的进给与停止，震动头的震动与停止。
Claims (10)
1.一种蒸汽发生器传热管管间硬性泥渣超声波冲击松动装置，其特征在于：包括超声冲击松动工具头、柔性钢带、充气/抽吸两用泵、驱动手柄和超声波电源，所述的超声冲击松动工具头与柔性钢带连接，柔性钢带分别与、充气/抽吸两用泵、驱动手柄和超声波电源连接。
2.如权利要求1所述的一种蒸汽发生器传热管管间硬性泥渣超声波冲击松动装置，其特征在于：所述的超声冲击松动工具头整体外形为长方体。
3.如权利要求1所述的一种蒸汽发生器传热管管间硬性泥渣超声波冲击松动装置，其特征在于：所述的超声冲击松动工具头包括壳体，所述壳体为整个工具的框架，采用不锈钢材质加工成型，上部有长方形开孔，孔内设有涨紧气囊和涨紧块，侧板将涨紧气囊和涨紧块压紧；下部有长方形开孔，孔内设有螺母座和进给螺杆。
4.如权利要求3所述的一种蒸汽发生器传热管管间硬性泥渣超声波冲击松动装置，其特征在于：所述的壳体通过上部的侧板及下方的压板连接固定柔性钢带。
5.如权利要求3所述的一种蒸汽发生器传热管管间硬性泥渣超声波冲击松动装置，其特征在于：所述的气囊两侧对称粘接固定两个涨紧块。
6.如权利要求3所述的一种蒸汽发生器传热管管间硬性泥渣超声波冲击松动装置，其特征在于：所述的抽吸两用泵通过气管连接气囊。
7.如权利要求3所述的一种蒸汽发生器传热管管间硬性泥渣超声波冲击松动装置，其特征在于：所述螺母座后端有孔结构，孔内穿有线缆，前端有螺纹孔结构与震动头配合连接，螺母座内部有槽结构，槽结构内安装压电陶瓷，上端有平行于螺母座长度方向的螺纹孔结构，与进给螺杆配合，螺母座上端和下端有凸台结构与壳体上的滑槽进行配合连接；所述震动轴套表面有凹槽结构，并通过固定销固定在壳体上；所述螺母座连接震动头，所述进给软轴为震动头提供驱动前进的动力。
8.如权利要求7所述的一种蒸汽发生器传热管管间硬性泥渣超声波冲击松动装置，其特征在于：所述软轴手柄与进给软轴连接。
9.如权利要求7所述的一种蒸汽发生器传热管管间硬性泥渣超声波冲击松动装置，其特征在于：所述进给螺杆前端有轴肩结构，穿过进给轴套固定，后部分有螺纹结构，与螺母座进行配合连接；进给软轴穿过柔性钢带中间腔室，一端与外接进给软轴手柄连接，另一端与进给螺杆后端通过焊接的方式进行连接；进给轴套表面有凹槽结构，并通过固定销固定在壳体上。
10.如权利要求1所述的一种蒸汽发生器传热管管间硬性泥渣超声波冲击松动装置，其特征在于：所述外接超声波电源通过电缆为压电陶瓷提供电源，压电陶瓷在通电后产生高频震动，带动震动头震动。
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