CN202332314U - 用于核电站反应堆堆芯棒位测量探头的检修工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及了一种用于核电站反应堆堆芯棒位测量探头的检修工具，该检修工具包括穿装在探头内的连接杆、穿套在连接杆上并用于支撑探头线圈的绝缘支撑件、用于固定探头底部的固定底盘以及用于压紧探头顶部线圈的抓具，所述固定底盘和抓具分别在连接杆两端可拆卸固定连接。本实用新型针对现有技术中无法对探头进行维修、只能直接更换棒位测量探头的缺陷，提供一种工具，能通过该工具实现探头维修，有效避免拆装中对探头、连接器造成的误伤损坏，该工具结构简单，工作可靠，节省拆装时间且易操作。

Description

用于核电站反应堆堆芯棒位测量探头的检修工具

技术领域

本实用新型属于百万千瓦级核电站反应堆堆芯技术领域，涉及一种检修工具，尤其涉及一种用于核电站发应堆堆芯RPI棒位测量探头的检修工具。

背景技术

棒位测量探头(Rod Position Indicator简称RPI)是安装在反应堆顶部的控制棒的行程杆上，用来测量反应堆控制棒的具体位置的设备；反应堆控制棒的主要功能是通过提升或插入控制棒调节堆芯的反应性，从而控制堆芯温度和核功率。

每个反应堆共有61个棒位测量探头，RPI棒位测量探头绝缘问题可能会导致棒位测量探头失效，而RPI棒位测量探头失效的后果将是直接导致机组被迫停堆处理。不但给安全生产带来不良后果，并且也影响了核电站的正常运行。

某核电站自运行以来，棒位测量探头不断的出现绝缘问题，到第一次大修时，已经先后发现9根棒位测量探头存在绝缘问题。特别是在第二次大修时，RPI棒位测量探头的绝缘问题已经呈上升趋势，第二次共发现3根RPI棒位测量探头有绝缘问题，紧随其后的第三次大修又发现一根RPI棒位测量探头出现绝缘问题。之后的运行期间，该机组的一根棒位测量探头又出现了绝缘问题，导致RPI棒位报警闪发。RPI棒位测量探头绝缘问题如果按此趋势扩大，绝缘失效的RPI棒位测量探头数量将会越来越多，根据技术规范要求，最终将必然导致停堆检修更换棒位测量探头。并且由于之前没有专用的检修工具，RPI棒位测量探头绝缘问题出现时只能是更换RPI棒位测量线圈探头。大量的更换RPI棒位测量探头，势必造成备件成本的大量浪费。而且新换备件存在的偶发质量问题，可能给大修带来意外的风险，而且占用大量的检修时间。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术中无法对探头进行维修，只能直接更换RPI棒位测量探头的缺陷，提供一种结构简单、工作可靠、节省拆装时间且易操作的用于核电站反应堆堆芯棒位测量探头的检修工具。通过本实用新型能实现探头维修，并能有效避免拆装中对探头、连接器造成的误伤损坏。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于核电站反应堆堆芯棒位测量探头的检修工具，包括穿装在探头内的连接杆、穿套在连接杆上并用于支撑探头线圈的绝缘支撑件、用于固定探头底部的固定底盘以及用于压紧探头顶部线圈的抓具，所述固定底盘和抓具分别在连接杆两端可拆卸固定连接。

所述连接杆由多个连接杆单元依次连接而成，相邻的连接杆单元之间可拆卸连接。

相邻两个的所述连接杆单元端部螺纹连接在一起，或者相邻两个的所述连接杆单元之间插接并通过销钉插装连接在一起。

相邻两个的所述连接杆单元通过连接套螺纹连接在一起。

所述绝缘支撑件在连接杆上间隔设置至少两个，所述绝缘支撑件形状满足：绝缘支撑件外周壁面配合支撑在探头线圈内的空心骨架上。

所述绝缘支撑件为配合支撑在探头线圈的空心骨架上的圆形支撑盘或者圆柱形的支撑柱。

所述固定底盘中心开有安装孔，所述连接杆端部穿装并螺纹连接在安装孔内。

所述固定底盘外径略小于探头钢筒内径，所述固定底盘外圆周上设有可拆卸固定在探头的钢筒上的凸耳。

所述固定底盘的底面上设有用于拉动连接杆的把手。

所述抓具包括座体、末端铰接在座体上的顶爪，所述顶爪与座体之间设有顶压顶爪前端向外伸张的弹性件，所述顶爪在座体上至少均匀设置三个。

所述座体侧壁均匀开有安装槽，所述顶爪末端铰接在安装槽内。

所述顶爪前端部设有用于顶压线圈顶部骨架的顶压槽。

所述检修工具还包括多个用于探头支撑的支撑座。

本实用新型的检修工具是针对RPI棒位测量探头维修使用的。其中，连接杆穿装在探头内，穿套在连接杆上的绝缘支撑件用于支撑探头线圈，而在连接杆两端可拆卸固定连接的固定底盘和抓具中，固定底盘用于固定探头底部，抓具用于压紧探头顶部线圈，这样，检测工具将整个探头固定在一起，然后将探头从钢筒内拉出，对导致绝缘故障的部分(出线盒引出线、弹簧接触部分)进行改进或维修，同时检查线圈出线部分是否磨损。并且还可以对RGL(棒控和棒位系统，简称RGL)电缆连接板处的电缆连接器的拆卸、回装，以及力矩的实施和检查；对堆顶的电缆连接器的拆卸、回装，以及力矩的实施和检查。维修结束后，再通过检测工具将探头装回钢筒内，准确到达位置后，逐步将检测工具拆除即完成了整个探头检修。

本实用新型的检测工具能有效避免拆装中对探头的线圈、连接器等造成的误伤、损坏，并解决了现场施工空间狭小带来的困难，拆装过程还节省了的时间，部分减少工作人员受照的剂量。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是本实用新型实施例第二种实施方式的结构示意图；

图3是本实用新型实施例第三种实施方式的结构示意图；

图4是本实用新型实施例支撑座的结构示意图。

具体实施方式

用于核电站RPI棒位测量探头主要包括线圈和钢筒。探头中心是空的，是由线圈缠绕在空心的绝缘胶木筒做的骨架上，外部套上钢筒。

如图1、2所示，一种用于核电站反应堆堆芯棒位测量探头的检修工具，包括穿装在探头内的连接杆2、穿套在连接杆2上并用于支撑探头线圈的绝缘支撑件3、用于固定探头底部的固定底盘5以及用于压紧探头顶部线圈的抓具1，所述固定底盘5和抓具1分别在连接杆2两端可拆卸固定连接。连接杆2的作用主要是将固定底盘5和抓具1可拆卸固定在一起，这样，连接杆2、固定底盘5和抓具1配合就将探头固定连接在一起，防止了探头的线圈松散分离，同时在连接杆2上还设置有绝缘支撑件3，用于对探头内部进行支撑，保持线圈原有的位置。

为了连接杆2存放和使用方便，所述连接杆2由多个连接杆单元20依次连接而成，相邻的连接杆单元20之间可拆卸连接。

如图1所示，是连接杆2结构的第一种技术方案：相邻两个的所述连接杆单元20端部分别设有外螺纹和内螺纹，二者螺纹连接在一起。具体结构是：在连接杆单元20的一端设有套筒212，套筒212内壁为内螺纹，连接杆单元20的另一端设有一段外螺纹211，这样连接杆单元20一端的套筒212的内螺纹与相邻连接杆单元20端部的外螺纹211螺纹连接在一起，将连接杆单元20一节一节拼接成为一个长杆，与探头长度基本相同。本实施例中由于探头长度为4米，所以每节连接杆单元20长1.1米～1.5米，共3至4节拼接成长4米多的连接杆2。在此方案中，连接杆单元20也可以直接是中空的管状结构，其一端设有内螺纹，另一端设置有外螺纹，相邻的两个连接杆单元20螺接将连接杆2连接起来。

如图2所示，连接杆2结构的第二种技术方案：相邻两个的所述连接杆单元20之间插接并通过销钉插装连接在一起。插装的方式一种是相邻的两个连接杆单元20中的一个在其一端设有套筒212，另一个连接杆单元20的端部插接在套筒212内，对应的套筒212和连接杆单元20的端部开有销孔221，在销孔221内插入销钉，将相邻的两个连接杆单元20固定连接在一起。

连接杆单元20插装的结构还可以是：相邻的两个连接杆单元20端部凹凸配合，即在一个连接杆单元20端部设有凹槽，相邻的另一个连接杆单元20端部设有凸起，所述凸起插装在凹槽内，并且再通过销钉穿设在凹槽壁面和凸起壁面上设置的销孔内将二者固定连接在一起。

如图3所示，连接杆2结构的第三种技术方案：相邻两个的所述连接杆单元20通过连接套231连接在一起。连接套231为筒状结构，连接套231在两端设置有内螺纹，相邻的两个连接杆单元20端部分别设有外螺纹211，其中一个连接杆单元20端部的外螺纹211与连接套231一端设置的内螺纹螺接，另一个连接杆单元20端部的外螺纹211与连接套231另一端设置的内螺纹螺接，连接套231将相邻的两个连接杆单元20固定连接在一起。

如图1、2、3所示，所述绝缘支撑件3的作用是在探头内部将探头支撑起来，防止探头在移动过程中出现偏离，造成装配出现问题。绝缘支撑件3在连接杆2上间隔设置至少两个，绝缘支撑件3外周壁面配合支撑在探头线圈内的空心骨架上。绝缘支撑件3设置的数量和线圈设置有关。绝缘支撑件3可拆卸固定在连接杆2上，连接的方式可以是螺纹连接、套装并且销钉锁紧等，还可以将绝缘支撑件3设置在两个相邻的连接杆单元20的连接处，在绝缘支撑件3中心设置连接孔，通过相邻的连接杆单元20端部穿装在连接孔内且相邻的连接杆单元20端部相互连接后对绝缘支撑件3挤压将绝缘支撑件3固定。

绝缘支撑件3结构的第一种技术方案：所述绝缘支撑件3为配合支撑在探头线圈的空心骨架上的圆形支撑盘。圆形支撑盘中心开有用于穿装在连接杆上的连接孔，连接孔可以为螺孔，对应的连接杆2设有外螺纹，将圆形支撑盘螺接到连接杆2上。圆形支撑盘中心的连接孔也可以是通孔，绝缘支撑件3套装在连接杆上，为了套装更加稳定，则再通过销钉或顶紧钉将绝缘支撑件3锁定在连接杆2上，本实施例采用的是这种方式。具体是在连接孔周围设置锁紧块，锁紧块上开有螺孔，螺钉通过螺孔将绝缘支撑件3顶紧在连接杆上。

绝缘支撑件3结构的第二种技术方案：所述绝缘支撑件3为配合支撑在探头线圈的空心骨架上的圆柱形的支撑柱。支撑柱是具有一定长度的支撑件，支撑效果更稳定。

所述固定底盘5螺接固定在连接杆2的端部。作用是为了在检修中起固定作用，还有检修完之后为了方便把连接杆2从探头中抽出来。所述固定底盘5中心开有安装孔52，所述连接杆2端部穿装并螺纹连接在安装孔52内。固定底盘5为圆盘状，所述固定底盘5外径略小于探头钢筒内径，固定底盘5外圆周上对称设置有两个凸耳51。凸耳51在使用过程中可固定在钢筒底部端面上，也可当凸耳51正对钢筒底部凹槽时穿过钢筒底部。

所述固定底盘5的底面上设有用于拉动连接杆2的把手53。把手53可以方便地拉动整个检修工具，把手53的形状不限，只要方便拉出即可，本实施例中所述把手53为U形，U形把手53的两端螺纹连接在固定底盘5上。U形把手53朝外，在检修过程中U形把手53一直安装在固定底盘5上，方便在检修过程中将线圈及骨架抽出和回装。具体结构就是在固定底盘5上开有两个插接孔，U形把手53的两端穿过两个插接孔，并通过螺母螺纹连接在U形把手53的两端部将U形把手53固定在固定底盘5上。

所述抓具1包括座体11、末端铰接在座体11上的顶爪12，所述顶爪12与座体11之间设有顶压顶爪12前端向外伸张的弹性件13。抓具1作用是替代原线圈顶部的弹簧。为了把约4米长的线圈(由16节组成)压紧，防止在抽出探头时线圈散架。配合线圈形状，所述座体11为圆柱体，在所述座体11上均匀设置至少三个所述顶爪12，顶爪12的数量还可以设置两个、四个或四个以上，顶爪12沿座体11一周设置，优选均匀分布，并且顶爪12的形状、大小一致。弹性件13先预紧，即先将弹性件13压缩，使其具有伸张的弹力，保持对顶爪12的顶压，顶爪12自由端朝向连接杆2中部，在弹性件13的顶压下伸展，与座体11表面平行或成一定夹角，转动顶爪12可对顶爪12前端所在圆的大小进行调节，将顶爪12前端保持合适的圆形大小后，弹性件13弹力将顶爪12压紧在线圈的绝缘胶木筒上，再用M26的螺母加垫片套在穿过抓具1的连接杆2上，依靠连接杆与M26的螺母的螺纹紧固顶爪12使其固定在线圈所在的绝缘胶木筒(骨架)上，防止线圈散架。弹性件13可以是螺旋弹簧、扭簧、弹片、高分子弹性材料件，优选螺旋弹簧，螺旋弹簧一端固定座体11上，另一端顶压在顶爪12上。抓具1在安装好之前可以转动、调节松紧，安装好之后就不可以再调节。所述座体11侧壁均匀开有安装槽111，所述顶爪12末端铰接在安装槽111内。弹性件13也设置在安装槽111内，顶压在靠近铰接位置的顶爪12上。

所述顶爪12前端部设有用于顶压线圈顶部骨架的顶压槽121。顶压槽121为U形或V形槽，顶压槽121咬合在绝缘胶木筒(骨架)上，有利于顶爪12将线圈压紧。

所述检修工具还包括多个如图4所示的用于探头支撑的支撑座6。如图3所示，支撑座6至少设置两个，支撑座6间隔设置成一排，位于连接杆2的下方，支撑座6顶部开有放置槽61，将抽出的线圈放置在支撑座6的放置槽61内，放置槽的形状为圆弧形、V字形等，能保持探头的稳定，有利于对其进行检修。

探头的维修过程：

一、探头的拆解：

1、将探头水平放置在工作台上；本实用新型的工具中，先将连接杆单元20组装成连接杆2，并将绝缘支撑件3和固定底盘5安装到连接杆2上；

2、将连接杆2穿装到探头的钢筒中，小心穿过线圈骨架的中心，直至连接杆2前端穿出钢筒，且连接杆2后部的固定底盘5的二个凸耳51正对探头底部钢筒底部内壁的凹槽穿出钢筒底部，转动90度靠紧钢筒端面固定底盘5，使其两侧的凸耳51压在钢筒底部端面上。

3、在RPI上部穿出的连接杆2上套上一圆盘并用M26的螺母将其固定在连接杆2上，圆盘是在抓具1未安装前先行替代抓紧1的位置，紧固螺母至合适位置，使得M26的螺母和圆盘压紧探头上部的法兰和弹簧；依次缓慢拧松固定上部法兰的三个M8螺丝约半圈，直至拆下。

将压紧法兰和弹簧的圆盘上的M26螺母缓慢拧松至顶部法兰和弹簧完全松开，拆下法兰和弹簧。

将连接杆2转动90度，使固定底盘5的二个凸耳51正对探头底部钢筒底部的凹槽，方便固定底盘5和线圈从钢筒中穿出。

4、在探头前端的连接杆2上套上抓具1和M26固定螺母，适度拧紧M26螺母通过抓具1和固定底盘5锁定线圈。

用螺丝刀缓慢地同时拧松固定探头出线盒的4个M3螺丝，直至拆下。

5、将探头上的出线盒、胶圈一并从钢筒的固定座上松开，朝探头前部抽动连接杆2将锁定的线圈抽出约200mm，注意不要损坏胶圈。

二、检查、改进维修和组装：

对线束进行检查，如SCOTCH69胶带、芯线、线圈等出现异常进行记录，如果出线线束存在问题或需进行改进维修则执行如下步骤：

1、将接头的四个固定螺丝拆下，使接头与接线盒分开，用胶带包裹接线盒边缘以防割伤芯线；

用割刀小心地拆除接头尾部至上部线圈顶部旧的SCOTCH69胶带(防割破线芯)；

用放大镜检查芯线是否有损伤，必要时用KOPTON胶带修理受损的导线(最多4根)；

将接头分开成同样粗细的两束，两束中修复的导线数要一致，每束用新的SCOTCH69胶带采用“1/2”叠加缠绕，每束缠绕的长度为150mm。在接头侧的接地线也同时用胶带包裹约50mm。

每束导线的尾部(线圈侧，已缠有胶带约20mm)用SCOTCH69胶带缠二至三圈固定在一次线圈和辅助线圈上，并包裹辅助线圈焊点。

用SCOTCH69胶带绕2圈将导线固定在线圈上，使所有出线固定且无凸起。注意芯线的弯曲半径不宜太小。

2、如果线圈存在问题：

缓慢的将线圈整体从探头顶部平稳抽出；抽出时多人平托线圈以防线圈松动。

对线圈进行外观检查；检查焊点外观情况：洁净、无树脂或散落锡渣；检查接线状况是否良好。

视情况处理线圈缺陷；任何观察到的缺陷及采取的措施记录在表中。

用四个M4固定螺丝将接头、接地线、保护盖链条固定在接线盒上，固定力矩为3.5±0.2Nm。

将线圈出线的圆柱形胶圈用椭圆形胶圈更换，与出线一起置于固定座上。

三、维修后安装：

使固定底盘5的凸耳51正对钢筒底部的凹槽，轻拉固定底盘5，小心地将线圈整体装回钢筒内，拆下抓具1，将旧垫圈换为带有隔离挡板的新垫圈(注意定位销位置一致)。

检查线圈底部定位销正对线圈定位槽。将连接杆2转动90度，使底盘的二个凸耳51压在钢筒底部端面上。

将弹簧起点/终点置于离出线接头约90度位置，重新回装弹簧。

装新的法兰备件，用圆盘和螺帽缓慢将顶部法兰及弹簧安装到位。安装出线盒M3固定螺丝，并按照1.5±0.2Nm力矩值要求拧紧。

对压紧弹簧的M26螺母进行微调，使法兰与钢筒的M8螺孔正对，用新M8的螺栓固定法兰，按28±1Nm力矩值紧固该螺栓。

拆除所有本实用新型的检修工具：绝缘支撑件3、固定底盘5、连接杆2。

重新复查上、下部定位销、弹簧、出线是否正确定位，必要时重新拆开重装。

四、检修后对探头进行测试：绝缘测试；线圈阻值测量。

Claims (13)

1.一种用于核电站反应堆堆芯棒位测量探头的检修工具，其特征在于，包括穿装在探头内的连接杆（2）、穿套在连接杆（2）上并用于支撑探头线圈的绝缘支撑件（3）、用于固定探头底部的固定底盘（5）以及用于压紧探头顶部线圈的抓具（1），所述固定底盘（5）和抓具（1）分别在连接杆（2）两端可拆卸固定连接。

2.根据权利要求1所述的用于核电站反应堆堆芯棒位测量探头的检修工具，其特征在于，所述连接杆（2）由多个连接杆单元（20）依次连接而成，相邻的连接杆单元（20）之间可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的用于核电站反应堆堆芯棒位测量探头的检修工具，其特征在于，相邻两个的所述连接杆单元（20）端部螺纹连接在一起，或者相邻两个的所述连接杆单元（20）之间插接并通过销钉插装连接在一起。

4.根据权利要求2所述的用于核电站反应堆堆芯棒位测量探头的检修工具，其特征在于，相邻两个的所述连接杆单元（20）通过连接套（231）螺纹连接在一起。

5.根据权利要求1所述的用于核电站反应堆堆芯棒位测量探头的检修工具，其特征在于，所述绝缘支撑件（3）在连接杆（2）上间隔设置至少两个，所述绝缘支撑件（3）形状满足：绝缘支撑件（3）外周壁面配合支撑在探头线圈内的空心骨架上。

6.根据权利要求5所述的用于核电站反应堆堆芯棒位测量探头的检修工具，其特征在于，所述绝缘支撑件（3）为配合支撑在探头线圈的空心骨架上的圆形支撑盘或者圆柱形的支撑柱。

7.根据权利要求1所述的用于核电站反应堆堆芯棒位测量探头的检修工具，其特征在于，所述固定底盘（5）中心开有安装孔（52），所述连接杆（2）端部穿装并螺纹连接在安装孔（52）内。

8.据权利要求1所述的用于核电站反应堆堆芯棒位测量探头的检修工具，其特征在于，所述固定底盘（5）外径略小于探头钢筒内径，所述固定底盘（5）外圆周上设有可拆卸固定在探头的钢筒上的凸耳（51）。

9.根据权利要求1所述的用于核电站反应堆堆芯棒位测量探头的检修工具，其特征在于，所述固定底盘（5）的底面上设有用于拉动连接杆（2）的把手（53）。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的用于核电站反应堆堆芯棒位测量探头的检修工具，其特征在于，所述抓具（1）包括座体（11）、末端铰接在座体（11）上的顶爪（12），所述顶爪（12）与座体（11）之间设有顶压顶爪（12）前端向外伸张的弹性件（13），所述顶爪（12）在座体（11）上至少均匀设置三个。

11.根据权利要求10所述的用于核电站反应堆堆芯棒位测量探头的检修工具，其特征在于，所述座体（11）侧壁均匀开有安装槽（111），所述顶爪（12）末端铰接在安装槽（111）内。

12.根据权利要求10所述的用于核电站反应堆堆芯棒位测量探头的检修工具，其特征在于，所述顶爪（12）前端部设有用于顶压线圈顶部骨架的顶压槽（121）。

13.根据权利要求1-9任意一项所述的用于核电站反应堆堆芯棒位测量探头的检修工具，其特征在于，所述检修工具还包括多个用于探头支撑的支撑座（6）。

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