CN115843383A - 燃料贮存池覆面维修综合体和系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于原子核机械制造领域，具体属于充满水的废核燃料储存池捡漏与覆面破损维修的设备。主要用于维修贮存池底面和侧壁覆面维修的综合体和系统额外装有不潜入水池的装置，其中包括焊接设备，以及潜入贮存水池的机器，包括用于布置执行机构的潜水式维修平台。执行机构装有焊缝与燃料贮存水池表面沾污处理装置、包括切边收集容器及碎片清理吸泵的焊丝剪断装置。泄露密封装置的形式为小型电焊机，与电焊机构有链接，且潜水式维修平台装备将其在贮存水池表面上固定用的手段。贮存水池覆面维修综合体包括在其上所布置执行模块的潜水式维修机械人。本发明允许提高维修的质量和可靠性。

Description

燃料贮存池覆面维修综合体和系统

发明组属于原子核机械制造领域，具体属于充满水的废核燃料储存水池的捡漏与覆面破损维修的设备。

现有已知的燃料贮存水池覆面维修装置—用于水下容器或水池侧壁处维修的装置，按俄罗斯联邦专利第2438199号。该装置包括沿侧壁并离其在一定距离的，在其上固定的轨道系统，用于引导在后者纵向引导的小车。在可移动的滑车上，装有维修贴片的安装元件，维修贴片粘合面贴在含有破坏处的侧壁处。该装置允许维修难以接近的原子核反应堆装置水池中的侧壁破坏处。但却，泄露的检出应该由另一个装置进行。此外，现有已知的装置只通过贴上维修贴片而进行维修，该方法不是每次都能够有效地排除泄露。已知的装置不进行其他种类的维修，例如焊接。

此外现有已知按俄罗斯联邦第2661335号发明专利的燃料贮存水池覆面（主要用于侧壁和地板）维修装置，该装置被选中为最近的类似品，包括支撑框架与在其上放置的，装有伸缩式立柱的可移动小车、包括泄露处检出和搜索模块的执行机构以及工作模块，包括清理装置、泄露密封装置、执行机构固定装置、执行机构固定、扶住、升降机制以及遥控器。已知的维修装置允许进行泄露的检出和搜索，泄露表面清理并进一步对其贴上密封贴片，是一种不可靠并效率很低的一种维修方法。

所推荐发明组解决的任务是进行快速有效的燃料贮存水池维修。

所提出一组发明的综合体和系统应确保泄露的检出、燃料贮存水池地板覆面维修以及位于水（硼溶液）水平下的经维修部位的密封性控制，以及在侧壁-侧壁与侧壁-池底毗连处检出泄露并维修燃料贮存水池覆面的维修。任务的困难性在于，装置工作区域由位于水（硼溶液）中的托架受到限制。在燃料贮存水池中含有托架支腿、冷却液供排管道、托架支架、楼柱、电缆。首先需要在燃料贮存水池表面上检出泄露处、缺陷的大小，在堆焊前清理这个地方。燃料贮存水池钢板厚度约为4mm，钢板用合金钢制作，例如08Х18N10Т。堆焊应该在硼溶液介质中进行，此后需要处理得到的焊缝（堆焊处），处理方法应确保的是，到燃料贮存水池不能进入堆焊过程后的剩下的氧化皮碎片。然后必须进行所维修燃料贮存水池表面的堆焊结果的检查。

以前所知的方法和装置没有保障适当的维修质量。这样一来，所提出一组发明的技术结果在于维修质量与可靠性的提高。

所指出属于燃料贮存水池覆面维修系统的技术结果达到，因为燃料贮存池覆面维修综合体，包括带小车的运送装置，包括泄露处检出和搜索模块的执行模块以及工作模块，包括清理装置、泄露密封装置、执行机构固定装置、执行机构固定、扶住、升降机制以及遥控器，按照本发明额外装备水池不潜入的装置，包括气动和电器设备、电气控制柜、装有超声波探伤器的控制板与焊接设备，以及潜入燃料贮存水池的机器，包括装有执行模块的潜水式维修机器人，同时潜水式维修机械人装有运输平台，其上装有工作模块，运输平台为一种框架结构，装备形式为真空吸盘的燃料贮存水池表面固定器械，执行机构装备有输出连杆的平移或旋转运动的驱动器、超声波探伤探头、视频监控装置、打磨时废料收集装置，包括吸泵和过滤器，装有移动驱动器与随动装置的机械手，泄露密封装置的形式为小型电焊机，与电焊机构有链接，运送装置的形式为运送平台，运送平台装有用于安装执行机构固定、扶住、升降机制的小车，结构为拆装式框架和梁结构，装有在其上所安装小车移动用的导轨。

燃料贮存水池覆面维修系统主要装备工作模块移动驱动装置。

燃料贮存水池覆面维修系统可以额外装备反馈传感器，在工作模块平台移动随动驱动器联杆中安装。

燃料贮存水池覆面维修系统小型电焊装置主要包括小车上的整流器、控制模块，包括压力补偿系统、信号与电力连接电缆、包括接收式电机减速器的移动模块、摆动装置、包括密封不锈钢外壳的基本模块、压力传感器、焊丝线轴、焊丝供给驱动器与焊丝闭锁装置。

燃料贮存水池覆面维修系统主要装备焊丝剪断装置。

所指出属于贮存水池覆面维修系统的技术结果达到因为贮存水池主要底部和侧壁覆面维修系统包括运送装置、包括泄露处检出并搜索模块的执行机构以及工作模块，包括清理装置、泄露密封装置、执行机构固定装置、执行机构固定、扶住、升降机制以及遥控器，按照本发明额外装备不到水池中潜入的装置，包括气动和电器设备、电气控制柜、装有超声波探伤器的控制板与焊接设备，以及潜入贮存水池的装置，包括用于布置执行机构的潜水式维修平台，且执行机构装有随动驱动器、超声波探伤探头、视频监控装置、焊缝与燃料贮存水池表面沾污处理装置、焊丝剪断装置，包括切边收集容器及碎片清理吸泵，运送装置的形式为运送平台，运送平台装有用于安装执行机构固定、扶住、升降机制的小车，运送平台的结构为拆装式框架和梁结构，装有在其上所安装小车移动用的导轨，潜水式维修平台的结构包括外框与内框，安装时能相互移动和固定，连接到运送平台，泄露密封装置的形式为小型电焊机，与电焊机构有链接，且潜水式维修平台装备将其在贮存水池表面上固定用的手段。

贮存水池覆面维修系统潜水式平台的固定装置主要为真空吸盘或圆锥形导体。

贮存水池覆面维修系统主要装备工作模块伸出驱动器。

贮存水池覆面维修系统可以装备在潜水式维修平台上安装的位置传感器与反馈传感器。

燃料贮存水池覆面维修系统小型电焊装置主要包括小车上的整流器、控制模块，包括压力补偿系统、信号与电力连接电缆、包括接收式电机减速器的移动模块、摆动装置、包括密封不锈钢外壳的基本模块、压力传感器、焊丝线轴、焊丝供给驱动器与焊丝闭锁装置。

图1上所示的是贮存水池覆面维修系统的全视图，图2上所示的是潜水式维修平台的全视图，在图3上所示的是潜水式维修机械人的全视图。

所提出发明组解决的主要目标是—缺陷的检出和排除。

所提出的一组发明允许解决以下要求：创造用于进行捡漏、清理与焊接的装置，在腐蚀性介质中，包括辐射成分，逐步按设定的算法进行所指出的操作，同时该装置应该被运送到贮存水池中的工作地位，将通过电缆和软管连接到到捡漏和维修执行机构（工作模块），装置应该具备尺寸紧凑、足够的定位准确性，能在深水下施工并从操作员控制平台被遥控操作。

燃料贮存水池覆面维修系统包括以下组件：运送平台1、包括泄露处检出并搜索模块的执行机构以及工作模块。

结构上，运送平台1为一种移动式金属结构，在行动轮子上安装，轮子在沿着贮存水池的轨道上行动。小型减速电机被选中为运送平台1的移动机制，通过变流器进行速度控制。随动驱动器确保工艺设备移动定位准确性±1mm。驱动器用电位计式传感器定位。

工作模块包括清理装置、泄露密封装置、执行机构固定装置、执行机构固定、扶住、升降机制以及遥控器，

焊缝与贮存水池表面沾污处理装置、焊丝剪断装置，包括切边收集容器及碎片清理吸泵，已于遥控器。

用于贮存水池深度水中施工的贮存水池覆面维修系统装有水池不潜入的装置，如图1上所示，包括气动设备2、电气控制柜3、装有超声波探伤器的遥控器4以及焊接设备5。

潜入贮存水池的设备为潜水式维修平台6或者，在另一种配置下，潜水式维修机械人。潜水式维修平台6适用于执行机构与工作模块的布置。

同样地，执行机构装有随动驱动器、超声波探伤探头、视频监控器。

潜水式维修平台6为一种用型钢制成的框架结构7，装有用于工作模块定位的驱动器8，适用于在支撑上安装货架分段，或在贮存水池侧壁上用真空吸盘9或圆锥形导轨上固定用。

潜水式维修平台框架结构6上，沿着平台长方的布置工作模块10工艺设备）精确定位导轨，以及沿着短方的工艺设备精确定位一个导轨。作为驱动器8，每个导轨装有根据所要求扭矩（荷载）与工作模块移动速度挑选的电机。

所有驱动器装有终端传感器，以根据算法控制其起动。

潜水式维修平台6连接到由外框与内框组成的运送平台1，外框与内框安装时能相互移动和固定。

潜水式维修平台6上安装控制箱，其内布置分配器与控制电路板。通过采用盖板聚氨酯密封件以及内部保持剩余压力系统确保贮存水池液体不能浸入控制箱。分配器与电路板的电子成分用在控制箱内部布置的铅皮套而防护，让其免受辐射作用。

运送平台的一种配置方案1包括平台、横梁和控制系统，装有用于执行机制固定、扶住、升降机制的小车。运送平台的结构为拆装式框架和梁结构，装有在其上所安装小车移动用的导轨。小车壳体用标准轧制型材制成。小车壳体上装有小车移动机制。

贮存水池覆面维修系统装有在运输平台与潜水式维修平台上安装的位置传感器与反馈传感器。

贮存水池覆面维修系统装有工作模块伸出驱动器。

泄露密封装置的形式为电焊设备5链接的小型电焊机。燃料贮存水池覆面维修系统小型电焊装置包括小车上的整流器、控制模块，包括压力补偿系统、信号与电力连接电缆、包括接收式电机减速器的移动模块、摆动装置、包括密封不锈钢外壳的基本模块、压力传感器、焊丝线轴、焊丝供给驱动器与焊丝闭锁装置。

燃料贮存水池覆面维修系统的工作实现如下。当覆面一个阶段上检出大于30l/日的泄露时，做出进行维修施工的决定，同时从应维修的一个阶段覆面上按需求去除货架。维修系统被送到贮存水池。进行运送平台1到转载专职的轨道上安装。然后将贮存水池维修系统连接到电力和气动网络。此后执行机构到贮存水池中放下去，同时将其在捡漏处对面定位。用真空吸盘9将潜水式维修平台6放置并吸住。

用超声波控制装置进行缺陷搜索。同时，潜水式维修平台6的安装时，使得执行机构工作区域位于该部分的角落部位。首先扫描有焊缝的区域，随后扫描板材金属。在没有缺陷的情况下，潜水式维修平台转移到临近的区域（边缘叠加的区域）。区域以竖栏或螺线扫描。

如果几次安装内找到缺陷的情况下，则潜水式维修平台6最终定位时应使得工作区域完全覆盖检出的缺陷。进行缺陷的鉴别，随后进行缺陷的打磨，再按指定的轨线进行缺陷的补焊，而且首先透焊应力释放区域。焊丝熔化的一段用焊丝简短装置切断。进行已完成补焊焊缝的监控，再进行补焊磨光。此后进行已完成补焊处的超声波监控。

为控制已完成的维修质量，检查是否有液体或者进行在泄露收集系统中漏液量的检查。用焊缝与水池表面清理装置，进行维修废物排除。

同上述贮存水池维修系统一样，用于贮存水池深度水中施工的贮存水池覆面维修系统装有水池不潜入贮存水池的装置，如图1上所示，包括气动设备2、电气控制柜3、装有超声波探伤器的遥控器4以及焊接设备5。

这种配置下，潜入贮存水池的装置是在图3所示的潜水式维修机械人，带有执行机构与在潜水式维修机械人上安装的工作模块。

同样地，执行模块装有随动驱动器、超声波探伤探头与视频监控器。

潜水式维修机械人装有运输平台11，在其上有装备工作模块的平台。

运输平台11装备形式为真空吸盘12的贮存水池表面固定器械，

执行机构装备以输出连杆的平移或旋转运动驱动器、超声波探伤探头、视频监控装置13、打磨时废料收集装置，包括吸泵和过滤器，装有移动驱动器与其移动装置的机械手14，清理装置、形式为连接到焊接设备5小型焊接装置的泄露密封装置15。贮存水池覆面维修系统可装有工作模块伸出驱动器16以及执行模块控制系统17。

另一种配置下，运送平台1结构上由平台桥梁、控制系统、潜水式维修机械人的横梁组成。运送平台1装有用于安装执行机构固定、扶住、升降机制的小车，小车移动机制，其结构为拆装式框架和梁结构，装有在其上所安装小车移动用的导轨。

潜水式维修机械人上安装控制箱，其内布置分配器与控制电路板。

通过采用盖板聚氨酯密封件以及内部保持剩余压力系统确保贮存水池液体不能浸入控制箱。分配器与电路板的电子成分用在控制箱内部布置的铅皮套而防护，让其免受辐射作用。

贮存水池覆面维修系统装有在运输平台与潜水式维修平台上安装的位置传感器与反馈传感器。

燃料贮存水池覆面维修系统小型电焊装置包括小车上的整流器、控制模块，包括压力补偿系统、信号与电力连接电缆、包括接收式电机减速器的移动模块、摆动装置、包括密封不锈钢外壳的基本模块、压力传感器、焊丝线轴、焊丝供给驱动器与焊丝闭锁装置。

燃料贮存水池覆面维修系统此外装备焊接施工完成后，下次焊接进行前的焊丝剪断装置。

贮存水池覆面维修系统的工作实现如下。当覆面一个阶段上检出大于30l/日的泄露时，做出进行维修施工的决定，同时从应维修的一个阶段覆面上按需求去除货架。维修系统被送到贮存水池。进行运送平台1到转载专职的轨道上安装。然后将贮存水池维修系统连接到电力和气动网络。此后用在曳引器上固定绳索执行潜水式维修机械人到贮存水池中放下去，同时将其在捡漏处对面定位。用真空吸盘12将潜水式维修机械人在贮存水池表面上放置并吸住。

用超声波控制装置进行缺陷搜索。同时，潜水式维修机械人6的安装时，使得其工作区域位于该部分的角部。首先扫描有焊缝的区域，随后扫描板材金属。在没有缺陷的情况下，潜水式维修机械人转移到相邻的区域（边缘叠加的区域）。区域以竖栏或螺线扫描。

如果几次安装内找到缺陷的情况下，则潜水式维修机械人6最终定位时应使得工作区域完全覆盖检出的缺陷。进行缺陷的鉴别，随后进行缺陷的打磨，再按指定的轨线进行缺陷处的补焊，而且首先透焊应力释放区域。

进行已完成补焊的监控，再进行补焊焊缝的磨光。此后，用高像素TV进行已完成补焊处的超声波监控。

为控制已完成的维修质量，检查是否有液体或者进行在泄露收集系统中漏液量的检查。

整体上，水池覆面维修综合体和系统作为一套在腐蚀性且具有辐射组分的介质中远离工作的一套装置，并且按指定的程序进行维修操作。

Claims (10)

1.一种贮存水池覆面维修装置，（主要用于侧壁和地板，该装置包括运送机构、包括泄露处检出和搜索装置以及包括清理装置、泄露密封装置、执行机构固定装置、执行机构固定、扶住、升降机制的工作模块以及遥控器的执行机构，其特征是，贮存水池负面维修系统额外装备不潜入贮存水池的装置，包括气动和电器设备、电气控制柜、装有超声波探伤器的控制板与焊接设备，以及潜入贮存水池的机器，包括用于布置执行机构的潜水式维修平台，且执行机构装有随动驱动器、超声波探伤探头、视频监控装置、焊缝与贮存水池表面沾污处理装置、焊丝剪断装置，包括切边收集容器及碎片清理吸泵，运送装置的形式为运送平台，运送平台装有用于安装执行机构固定、扶住、升降机制的小车，运送平台的结构为拆装式框架和梁结构，装有在其上所安装小车移动用的导轨，潜水式维修平台的结构包括外框与内框，安装时能相互移动和固定，连接到运送平台，泄露密封装置的形式为小型电焊机，与电焊机构有链接，且潜水式维修平台装备将其在贮存水池表面上固定用的手段。

2.第1款中表述的系统，其特征是，潜水式维修平台的固定装置主要为真空吸盘和／或圆锥形导体。

3.第1款中表述的系统，其特征是，它装有工作模块伸出驱动器。

4. 第1款中表述的系统，其特征是， 它装有在运输平台与潜水式维修平台上安装的位置传感器与反馈传感器。

5.第1款中表述的系统，其特征是，小型焊接装置包括小车上安装的整流器、包括压力补偿系统的控制模块、信号与电力连接电缆、包括接收式电机减速器的移动模块、摆动装置、包括密封不锈钢外壳的基本模块、压力传感器、焊丝线轴、焊丝供给驱动器与焊丝闭锁装置。

6.燃料贮存池覆面维修综合体，包括带小车的运送装置，包括泄露处检出和搜索模块的执行模块以及工作模块，包括清理装置、泄露密封装置、执行机构固定装置、执行机构固定、扶住、升降机制以及遥控器，其特征是，贮存水池负面维修综合体额外装备不潜入贮存水池的装置，包括气动和电器设备、电气控制柜、装有超声波探伤器的控制板与焊接设备，以及潜入燃料贮存水池的机器，包括装有执行模块的潜水式维修机器人，同时潜水式维修机械人装有运输平台，其上装有工作模块，运输平台为一种框架结构，装备形式为真空吸盘的燃料贮存水池表面固定器械，执行机构装备有输出连杆的平移或旋转运动的驱动器、超声波探伤探头、视频监控装置、打磨时废料收集装置，包括吸泵和过滤器，装有移动驱动器与其移动装置的机械手，泄露密封装置的形式为小型电焊机，与电焊机构有链接，运送装置的形式为运送平台，运送平台装有用于安装执行机构固定、扶住、升降机制的小车，结构为拆装式框架和梁结构，装有在其上所安装小车移动用的导轨。

7.根据第6款的综合体，其特征是，该综合体装有工作模块移动驱动器。

8.根据第6款的综合体，其特征是，该综合体装有在工作模块平台移动随动驱动器联杆中安装的反馈传感器。

9.根据第6款的综合体，其特征是，小型焊接装置包括小车上安装的整流器、包括压力补偿系统的控制模块、信号与电力连接电缆、包括接收式电机减速器的移动模块、摆动装置、包括密封不锈钢外壳的基本模块、压力传感器、焊丝线轴、焊丝供给驱动器与焊丝闭锁装置。

10.根据第6-9任一款的综合体，其特征是，该综合体装有焊丝剪断装置。

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