CN202928995U - 核电站低压转子叶片超声检测的机械扫查器器件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于百万千瓦级核电站低压转子叶片超声检测的机械扫查器器件，包括一用于超声相控阵探头的安装主体，所述安装主体上设有可与机械扫查器爬行小车连接的转轴；于所述安装主体上，还设有一限位杆。所述转轴与安装主体一体成型，且由安装主体一端纵向向外延伸形成；限位杆于安装主体纵向中心线对称，且沿安装主体两侧向外延伸；在安装主体一端，还对称设有两角度平台。本实用新型安装主体既可以作为连接扫查器爬行小车与超声相控阵探头的载体，同时还可通过转轴带动超声相控阵探头旋转，结构非常简单，一次大修无需更换，缩短了大修工时，降低了维修成本，同时也降低了设备运行成本，提高了核电站运行的经济性。

Description

核电站低压转子叶片超声检测的机械扫查器器件

技术领域

本实用新型涉及百万千瓦级核电站关键技术领域，具体涉及核电站中汽轮机低压转子叶片超声检测用机械扫查器器件。

背景技术

核电站是利用核裂变或核聚变反应所释放的能量产生电能的发电厂。为了保护核电站工作人员和核电站周围居民的健康，核电站的设计、建造和运行均采用纵深防御的原则，从设备、措施上提供多重保护，以确保核电站对反应堆的输出功率进行有效的控制，且能够在出现各种自然灾害，如地震、海啸、洪水等，或人为产生的火灾、爆炸等，也能确保对反应堆燃料组件进行充分的冷却，进而保证放射性物质不发生向环境的排放。

核电站汽轮机低压转子是核电站常用的转动设备，用于工质能量转换及扭矩传递，处在高温工质中高速旋转，承受着叶片、叶轮、主轴本身质量离心力所引起的巨大应力，以及由于温度分布不均匀引起的热应力，要求低压转子具有很高的强度和均匀的质量，以保证其安全、可靠地工作。但是，核电站汽轮机低压转子长期高速旋转的过程中有可能出现叶片叶根裂纹，影响汽轮机低压转子的安全运行，另外，检修吊装的对中性差，以及运行工况等诸多因素影响容易使汽轮机低压转子产生异常振动，也可能导致汽轮机低压转子叶片叶根损伤,比如出现根部裂纹等,而且，这些根部裂纹会在运行过程中不断扩展，甚至导致叶片断裂，尤其是断裂叶片的碎片游离于高速旋转的低压转子叶片中,会进一步使整个转子叶片受损，破坏性更加严重。

目前，核电站的全速机低压转子末级叶片大多采用英国通用电器公司设计的MARK II型叶片纵树型叶根，经过一定年限的运行后，叶片根部容易形成应力疲劳裂纹，为防止出现高度疲劳裂纹而造成重大事故，必须拆末叶级叶片进行防御性检查。

现有国内外对汽轮机叶片叶根检测最为广泛和有效的检测方法是超声检测法，通过对叶片叶根进行现场超声检测，采集叶片叶根的缺陷信号判断转子叶片叶根的完好状况，以保证核电站汽轮机安全、可靠运行。超声检测法采用的超声相控阵探头扫查器主要由爬行小车、柔性轨道、摆动装置和超声相控阵探头组成。扫查器有三个自由度：x向自由度、y向自由度和相控阵探头的摆动自由度。柔性轨道的主要部件是可弯曲的柔性钢带,钢带通过磁力座与可磁化的被测件表面固定扫查器，两个侧面作为爬行小车的行走轨道。超声相控阵探头设置于摆动装置上，具有多个检测用晶片，各晶片的激励、振幅和延时均由计算机控制，受激励后产生超声聚焦波束，超声聚焦波束参数包括角度、焦距和焦点尺寸，扫查器检测时，通过远程控制装置控制超声相控阵探头中每个晶片的激发时间，从而控制产生波束的角度、聚焦位置和焦点尺寸，实现聚焦点和声束方位的变化，并以镜面反射方式检测出转子叶片不同方位的裂纹，这些裂纹分布在远离声束轴线的位置上，进而实现对裂纹位置的准确判断。爬行小车上装有呈等腰梯形布置的四个行走轮，行走于柔性轨道上。上述结构设置，各组件连接相对较为复杂，且在超声检测环境比较恶劣的情形下，如在较大扭曲力的作用下旋转轴容易断裂或变形,探头连接件也容易损坏，从而导致事故的发生及检查工期的延长。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种用于核电站中汽轮机低压转子叶片超声检测的机械扫查器器件，其结构设计简单，使用可靠，稳定性高。

本实用新型提供的技术方案是：

一种用于核电站低压转子叶片超声检测的机械扫查器器件，其包括一用于超声相控阵探头的安装主体，所述安装主体上设有可与机械扫查器爬行小车连接的转轴；于所述安装主体上，设有一限位杆。

本实用新型具体结构设计中，所述转轴与所述安装主体一体成型，且由所述安装主体一端纵向向外延伸形成。

进一步地，所述限位杆于所述安装主体纵向中心线对称，且沿所述安装主体两侧向外延伸。

具体地，所述限位杆截面为圆形、矩形或多边形。

本实用新型具体结构设计中，所述安装主体一端对称设有两个与所述安装主体的纵向中心线对称的角度平台。

具体地，所述角度平台根据叶片表面的形状设置为平面平台或弧面平台，所述平面平台或弧面平台与所述安装主体的纵向中心线的夹角为30°-75°。

本实用新型具体结构设计中，于所述安装主体上设有贯穿横孔，该贯穿横孔中心线垂直于所述安装主体纵向中心线且与所述限位杆纵向轴线平行。

进一步地，所述安装主体上还设有一贯穿竖孔，所述贯穿竖孔与所述贯穿横孔中心线垂直相交。

本实用新型于所述转轴上还开设有用于插入开口销的销钉孔。

本实用新型于所述安装主体的两侧且沿其周边还设有用于消除加工应力的倒角。

与现有技术相比，上述本实用新型结构中，其安装主体既可以作为连接和安装扫查器爬行小车与超声相控阵探头的载体，同时还可通过转轴带动超声相控阵探头旋转，其限位杆还具有限位的作用。安装主体上对称设置的两角度平台能够限制超声相控阵探头工作时在上下范围的活动角度，可保证检测的精确性，提高检测效率。使用本实用新型后一次大修使用过程中还无需更换，大大降低了维修成本，缩短了大修工时及设备停运时间，节省了费用，同时也降低了设备运行成本，降低了对叶片的损坏风险，提高了核电站运行的经济性。

采用上述结构的本实用新型简单紧凑，材料成本低廉，安装方便，由于限位杆对称设置，使整体结构具有较好的稳定性，可广泛应用于各种超声波探头的检测。

附图说明

图1为本实用新型结构立体图；

图2为本实用新型结构主视图；

图3为本实用新型结构左视图；

图4为本实用新型结构俯视图；

图5为本实用新型结构仰视图。

其中：

1－安装主体     11－角度平台    12-贯穿竖孔

13－贯穿横孔    14-倒角         2－限位杆

3－转轴         31－销钉孔

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、原理及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参见图1-图5，本实用新型提供了一种用于核电站低压转子叶片超声检测的机械扫查器器件，其包括用于安装超声相控阵探头的安装主体1，所述安装主体1上设有可与扫查器爬行小车连接的转轴3；于所述安装主体1上，还设有一限位杆2，限位杆2可用于限制超声相控阵探头工作时随安装主体1绕转轴3的转动范围，避免检测时做无效的转动。采用上述结构的本实用新型非常简单，材料成本低廉，其安装主体1既可以作为连接扫查器爬行小车与超声相控阵探头的载体，同时还可通过转轴3带动超声相控阵探头旋转，替代上述摆动装置，且设计的限位杆2还具有限位的作用。与现有使用的同类的扫查器器件相比，目前每进行一次低压转子的大修需要耗费6个，且每更换一次需要0.5小时，进出低压缸的时间为0.5小时，设备标定时间0.5小时，这样合计1.5小时，一次大修若更换6次，还需要矫正，至少消耗的时间在15小时以上。而使用本实用新型后一次大修使用过程中还无需更换，这样大大降低了维修成本，缩短了大修工时，同时也降低了设备运行成本，还降低了对叶片的损坏风险，提高了核电站运行的经济性。

本实用新型具体的结构设计中，所述安装主体1为扁形块状结构，其具有较好的强度，可通过锻造或铸造方式加工而成，材料可采用普通的低碳合金钢，较之于现有技术中使用的航空专用高强度合金钢，在材料选择上降低了要求，从而降低了材料成本。

进一步地，所述转轴3与所述安装主体1一体成型，且由所述安装主体1一端纵向向外延伸形成。这种一体式设计，可提高本实用新型整体结构的强度，避免多个零件加工带来加工工序的增多和加工时间的增加，而且还解决了两零件之间因公差配合所带来的加工精度要求，故可降低加工成本；同时还可避免转轴3与安装主体1之间由机械加工所产生的应力，有效防止了目前在较大扭曲力的作用下造成转轴3容易断裂或变形缺陷以及导致的整个探头连接件损坏的缺陷，从而降低了检修的时间和检修成本。

参见图1、图2和图4，本实用新型具体的结构设计中，所述安装主体1一端对称设有两角度平台11，与所述安装主体1的纵向中心线成一定的角度，且于安装主体1的纵向中心线上下对称。这种结构设计，能够限制与安装主体1连接的超声相控阵探头工作时在上下范围的活动角度，避免检测时做无效的摆动，浪费工作时间，以提高检测效率。

具体地，所述角度平台11可根据叶片表面的形状设置为平面平台或弧面平台，以避免超声相控阵探头工作期间本实用新型对叶片表面的损伤。两角度平台11角度范围一般在30°-75°之间，可根据不同的叶片型号及超声相控阵探头与叶片表面的相对位置选择设置。

参见图1-图5，所述限位杆2于安装主体1纵向中心线对称，且沿所述安装主体1两侧向外延伸，以保证安装主体1整体的平衡。限位杆2的设计可采用分体式结构，可于所述安装主体1侧端横向加工一通孔，限位杆2贯穿于该通孔内，用止定螺钉锁紧。这种结构，可使安装主体1加工时模具尺寸小，加工成本低，且可根据不同尺寸的限位杆2进行更换，以提高本实用新型通用性能。可以理解地，限位杆2的设计也可采用一体式结构，与所述安装主体1一体成型。同样地，这种一体式设计，既可避免多个零件加工带来加工工序的增多和加工时间的增加，同时还解决了两零件之间因公差配合所带来的加工精度要求，故可降低加工成本，保证了本实用新型整体结构的强度，也可避免加工应力而带来的缺陷。

具体地，所述限位杆2的截面设计为圆形、矩形或多边形，可根据需要设置，图示所示为矩形，可便于其他构件的安装。

参见图1、图2，于所述安装主体1另一端（即与转轴3相对的一端）设置设有贯穿横孔13，该贯穿横孔13穿越安装主体1两侧，其中心线垂直于所述安装主体1纵向中心线，且与所述限位杆2的纵向轴线平行。贯穿横孔13用于连接超声相控阵探头，以使超声相控阵探头固定于安装主体1上。

进一步地，所述安装主体1该端还设有一贯穿竖孔12，所述贯穿竖孔12与贯穿横孔13中心线垂直且相交。这样，通过该贯穿竖孔12，可将超声相控阵探头锁紧固定。

参见图1、图2，本实用新型具体结构设计中，于所述转轴3上还开设有一销钉孔31，转轴3与扫查器爬行小车连接后，可将一开口销插入该销钉孔31内锁定，用于防止本实用新型与机械扫查器爬行小车脱离，并能限制其在机械扫查器爬行小车上的旋转角度。上述连接固定结构，既简单，又方便，且开口销为标准件，材料成本低廉。

请再参见图1-图5，本实用新型还于安装主体1的两侧且沿其周边加工有倒角14。倒角14是在整个安装主体1锻造或铸造成型时形成，其目的是为了消除其棱边产生的加工应力，防止使用时断裂或损坏。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种核电站低压转子叶片超声检测的机械扫查器器件，其特征在于：包括一用于超声相控阵探头的安装主体，所述安装主体上设有可与机械扫查器爬行小车连接的转轴；于所述安装主体上，设有一限位杆。

2.如权利要求1所述的核电站低压转子叶片超声检测的机械扫查器器件，其特征在于：所述转轴与所述安装主体一体成型，且由所述安装主体一端纵向向外延伸形成。

3.如权利要求1或2所述的核电站低压转子叶片超声检测的机械扫查器器件，其特征在于：所述限位杆于所述安装主体纵向中心线对称，且沿所述安装主体两侧向外延伸。

4.如权利要求3所述的核电站低压转子叶片超声检测的机械扫查器器件，其特征在于：所述限位杆截面为圆形、矩形或多边形。

5.如权利要求1所述的核电站低压转子叶片超声检测的机械扫查器器件，其特征在于：所述安装主体一端设有两个与所述安装主体的纵向中心线对称的角度平台。

6.如权利要求5所述的核电站低压转子叶片超声检测的机械扫查器器件，其特征在于：所述角度平台根据叶片表面的形状设置为平面平台或弧面平台，所述平面平台或弧面平台与所述安装主体的纵向中心线的夹角为30°-75°。

7.如权利要求3所述的核电站低压转子叶片超声检测的机械扫查器器件，其特征在于：所述安装主体上设有贯穿横孔，该贯穿横孔中心线垂直于所述安装主体纵向中心线且与所述限位杆纵向轴线平行。

8.如权利要求7所述的核电站低压转子叶片超声检测的机械扫查器器件，其特征在于：所述安装主体上还设有一贯穿竖孔，所述贯穿竖孔与所述贯穿横孔中心线垂直相交。

9.如权利要求1或2所述的核电站低压转子叶片超声检测的机械扫查器器件，其特征在于：所述转轴上还开设有用于插入开口销的销钉孔。

10.如权利要求1或2所述的核电站低压转子叶片超声检测的机械扫查器器件，其特征在于：所述安装主体的两侧且沿其周边还设有倒角。

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