CN207718831U - 一种浮游式核反应堆堆内构件围板螺栓检查装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于超声检测技术领域，具体涉及一种浮游式核反应堆堆内构件围板螺栓检查装置。该检查装置结构小巧，运输、吊装和操作比较方便，对浮游装置的运动性能要求低，对人员操作技能也不高，检查效率高。本实用新型保证装置工作时，始终有两面与围板通过滚珠贴合，使得检测时有两个面的基准，进而提高了检测效率。本检测装置中的探头可以进行横向运动，前后运动以及旋转，探头的横向移动可以将探头送至检测物的横向位置，探头的前后伸缩可以将探头顶至被检测物的顶部，探头旋转可以使探头角度与被检测物的角度一致，进而提高了检测效率。
Description
技术领域
本实用新型属于超声检测技术领域，具体涉及一种浮游式核反应堆堆内构件围板螺栓检查装置。
背景技术
核反堆堆内构件是核设备中最关键设备之一，其性能好坏直接影响着核电厂的运行安全。围板螺栓用于连接围板之间，围板与辐板间。核电厂运行期间，必须保证围板螺栓的安全可靠。在围板螺栓的头部加工了一个横槽，用于放置防松杆，防松杆的两端焊接在围板的沉头孔边上，以起螺栓防松作用。80年代以来，国外多个电厂发生了围板螺栓失效事件，部分螺栓出现裂纹或者螺栓头材料完全断裂，其中一些螺栓头和锁紧片未找回，对于一回路主设备和燃料组件造成极大风险。因此，需要对围板螺栓进行定期的检查。
目前，针对围板螺栓检查主要包括两种方式：
(1)机械臂检查，机械臂的底座固定在支撑平台上，安装平台放置在下部堆内构件的筒体上。这个方式可以通过对机械臂的编程，实现自动检查。但这种也有些弊端，机械臂和安装平台的成本非常用高；运输和安装麻烦，运输成本也高；设备较重，工作时风险高；对支撑平台的安装精度要求；更换探头比较麻烦。
(2)浮游式检查，将探头固定在浮游装置上，探头仅仅能实现简单的横向移动和旋转，工作时完全靠控制浮游装置将探头插到被检螺栓孔内。采用这种方式，整个设备的体积和重量会很小，运输和更换探头会非常灵活。但这种方式也有些缺点，比如：对浮游平台的运动性能要求很高；对人员操作技能要求较高；检查效率较低；检查时，全靠人为记录检查顺序，容易出错。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种浮游式核反应堆堆内构件围板螺栓检查装置，该检查装置结构小巧，运输、吊装和操作比较方便，对浮游装置的运动性能要求低，对人员操作技能也不高，检查效率高。
本实用新型的技术方案如下：
一种浮游式核反应堆堆内构件围板螺栓检查装置，包括浮游本体、专用检查工具、机架组件、摄像头云台、摄像头、钢珠滚球、齿条、探头驱动组件、导向轴、导向轴安装座、探头旋转箱体、直线导轨、超声探头、齿轮、探头横移箱体、直线轴承、直线滑块、拉伸气缸；
浮游本体安装在专用检查工具的上部外侧，浮游本体有若干个推进器，专用检查工具上设置有超声探头和摄像头，机架组件是专用检查工具的安装基础，机架组件前面和两侧面分布有若干个钢珠滚球；机架组件的上部内侧摄像头云台的底座安装，摄像头云台的前端与摄像头的机身连接；
齿条固定在机架组件下部靠前的位置，两个导向轴两端固定在导向轴安装座上，导向轴安装座固定在机架组件上部靠前的位置；
探头驱动组件用于驱动超声探头横向移动和旋转，探头横移箱体下部安装有2个直线轴承，直线轴承与导向轴构成直线运动副；超声探头横移电机的定子固定在探头横移箱体上，超声探头横移电机的转子与齿轮连接，齿轮与齿条构成齿轮齿条副；
直线导轨固定安装在探头横移箱体的上部；直线滑块固定安装在探头旋转箱体的下部，直线滑块和直线导轨构成直线运动副。
一种浮游式核反应堆堆内构件围板螺栓检查装置，所述摄像头云台的自由度可以为1个或2个，保证摄像头云台能水平旋转。
一种浮游式核反应堆堆内构件围板螺栓检查装置，直线导轨的后部固定有拉伸气缸的缸体，拉伸气缸的活塞杆与探头旋转箱体的后部固定连接，这样拉伸气缸能够控制探头旋转箱体的前后直线运动。
一种浮游式核反应堆堆内构件围板螺栓检查装置，其特征在于：所述探头旋转箱体上固定安装有探头旋转电机的定子固定，探头旋转电机与超声探头连接。
一种浮游式核反应堆堆内构件围板螺栓检查装置，所述机架组件前面和两侧面都均匀分布有四个钢珠滚球。
本实用新型的有益效果在于：
(1)保证装置工作时，始终有两面与围板通过滚珠贴合，使得检测时有两个面的基准，进而提高了检测效率。
(2)本检测装置中的探头可以进行横向运动，前后运动以及旋转，探头的横向移动可以将探头送至检测物的横向位置，探头的前后伸缩可以将探头顶至被检测物的顶部，探头旋转可以使探头角度与被检测物的角度一致，进而提高了检测效率。
附图说明
图1为本实用新型所述的一种浮游式核反应堆堆内构件围板螺栓检查装置示意图；
图2为本实用新型所述的专用检查工具示意图；
图3为本实用新型所述的一种浮游式核反应堆堆内构件围板螺栓检查装置工作状态图；
图4为核反应堆下部堆内构件围板组件图；
图5为核反应堆下部堆内构件围板组件图。
图中：1、浮游本体；2、专用检查工具；3、机架组件；4、摄像头云台；5、摄像头；6、钢珠滚球；7、齿条；8、探头驱动组件；9、导向轴；10、导向轴安装座；11、探头旋转箱体；12、直线导轨；13、超声探头；14、齿轮；15、探头横移箱体；16、直线轴承；17、直线滑块；18、拉伸气缸。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
一种浮游式核反应堆堆内构件围板螺栓检查装置的结构上主要包括：浮游本体1、专用检查工具2、机架组件3、摄像头云台4、摄像头5、钢珠滚球6、齿条7、探头驱动组件8、导向轴9、导向轴安装座10、探头旋转箱体11、直线导轨12、超声探头13、齿轮14、探头横移箱体15、直线轴承16、直线滑块17、拉伸气缸18。
其中，浮游本体1安装在专用检查工具2的上部外侧，用于将专用检查工具2运送到被检螺栓附件，浮游本体1有若干个推进器，能够在水下进行上浮、下潜、前进、后退、左右平移、水平转向等运动功能。
专用检查工具2用于超声探头13的固定、位置和角度的调整、摄像头5的安装和运动。机架组件3是专用检查工具2的安装基础。摄像头云台4的底座安装在机架组件3的上部内侧，摄像头云台4的前端与摄像头5的机身连接，摄像头云台4的自由度可以为1个或2个，保证摄像头云台4能水平旋转。机架组件3前面和两侧面分布有若干个钢珠滚球6。本实施例中在机架组件3前面和两侧面都均匀分布有四个钢珠滚球6。
齿条7固定在机架组件3下部靠前的位置。导向轴9有2个，两端固定在导向轴安装座10上，导向轴安装座10固定在机架组件3上部靠前的位置。
检查时，依靠浮游本体1运动，使检查装置的前侧和一个侧面一直贴合在这两个围板上，这样相当于检查装置的前面和侧面基准固定了。与围板直接接触的是若干个分布在机架组件3前面和两侧面钢珠滚球6，由于钢珠滚球6的头部是万向的，因此整个检查装置可以平滑地在两个围板上下运动。当调整好超声探头13的横向位置后，只用控制浮游本体1上下运动，即可完成该面的一整列的螺栓检查。
探头驱动组件8用于驱动超声探头13横向移动和旋转。其中，探头横移箱体15下部安装有2个直线轴承16，直线轴承16与导向轴9构成直线运动副。超声探头13横移电机的定子固定在探头横移箱体15上，超声探头13横移电机的转子与齿轮14连接，齿轮14与齿条7构成齿轮齿条副，这样探头横移电机可以驱动探头横移箱体15横向移动。
直线导轨12固定安装在探头横移箱体15的上部，并且能够手动调整直线导轨12在探头横移箱体15的横向位置。直线滑块17固定安装在探头旋转箱体11的下部，直线滑块17和直线导轨12构成直线运动副。拉伸气缸18的缸体固定在直线导轨12的后部，拉伸气缸18的活塞杆与探头旋转箱体11的后部固定连接，这样拉伸气缸18能够控制探头旋转箱体11的前后直线运动。探头旋转电机的定子固定在探头旋转箱体11上，探头旋转电机与超声探头13连接，这样探头旋转电机能够驱动超声探头13旋转。
通过控制超声探头13横移电机，使超声探头13横移箱体15能沿着一组导向轴9横向移动。通过控制拉伸气缸18能控制超声探头13前后运动，不检查时，拉伸气缸18处于收缩状态，这样超声探头13的前端在设备前端的钢珠滚球6所形成的包络面的内部，当检查时，拉伸气缸18缓慢伸出，将超声探头13插到被检查螺栓的头部。通过控制探头旋转电机，能使超声探头13旋转，最终使超声探头13角度与被检查螺栓头部的角度一致。
由于堆内构件围板螺栓在围板的两侧都有分布，如果探头不能移动，那么许多螺栓就不能被检查到，因此需要探头能横向移动。同时，由于围板螺栓拧紧后，螺栓头部的角度是随机分布的，因此需要探头能旋转。
探头驱动组件8用于驱动超声探头13横向移动和旋转。其中，探头横移箱体15下部安装有2个直线轴承16，直线轴承16与导向轴9构成直线运动副。探头横移电机的定子固定在探头横移箱体15上，探头横移电机的转子与齿轮14连接，齿轮14与齿条7构成齿轮齿条副，这样探头横移电机可以驱动探头横移箱体15横向移动，实现探头的横向移动。直线导轨12固定安装在探头横移箱体15的上部，并且能够手动调整直线导轨12在探头横移箱体15的横向位置，这样设计目的是当个别螺栓与相邻围板较近时，一个固定的横向位置可能无法使探头可达，就可以通过手动调节直线导轨12在探头横移箱体15的横向位置，使超声探头13可以达到的范围更远。
直线滑块17固定安装在探头旋转箱体11的下部，直线滑块17和直线导轨12构成直线运动副。拉伸气缸18的缸体固定在直线导轨12的后部，拉伸气缸18的活塞杆与探头旋转箱体11的后部固定连接，这样拉伸气缸18能够控制探头旋转箱体11的前后直线运动。不检查时，拉伸气缸18处于收缩状态，这样超声探头13的前端在设备前端的钢珠滚球6所形成的包络面的内部，当检查时，拉伸气缸18缓慢伸出，将超声探头13插到被检查螺栓的头部。
探头旋转电机的定子固定在探头旋转箱体11上，探头旋转电机与超声探头13连接，这样探头旋转电机能够驱动超声探头13旋转，使超声探头13的角度与被检查螺栓头部的角度一致。
一种浮游式核反应堆堆内构件围板螺栓检查装置在岸上调试完毕后，放入堆内构件内部。
控制浮游本体1运动，将检查装置游到目标位置附近。再通过控制浮游本体1向前和向侧面运动，将其前侧和一个侧面贴合在目标位置相邻的一组围板上，这样相当于检查装置的前面和侧面基准固定了。
再通过控制摄像头云台4，使摄像头5能观察到被检查螺栓，通过控制浮游本体1上下微调，使超声探头13的高度与被检螺栓一致。控制探头横移电机，使超声探头13的左右装置与被检螺栓一致。控制控制探头旋转电机，使超声探头13角度与被检螺栓头部的角度一致。
最后，将拉伸气缸18缓慢伸出，将超声探头13插入被检查螺栓的头部进行检查。该螺栓检查完毕，控制拉伸气缸18将超声探头13收回。
再控制浮游本体1向下运动，使超声探头13的高度与下一个被检螺栓一致。由于上下螺栓的左右位置一致，此时不用调整探头横移电机。然后，按照上述方法完成该螺栓的检查。同样方法，完成该面整列螺栓的检查。
依此方法，每次一列螺栓，直至所有螺栓检查完毕。
Claims (5)
1.一种浮游式核反应堆堆内构件围板螺栓检查装置，包括浮游本体(1)、专用检查工具(2)、机架组件(3)、摄像头云台(4)、摄像头(5)、钢珠滚球(6)、齿条(7)、探头驱动组件(8)、导向轴(9)、导向轴安装座(10)、探头旋转箱体(11)、直线导轨(12)、超声探头(13)、齿轮(14)、探头横移箱体(15)、直线轴承(16)、直线滑块(17)、拉伸气缸(18)；
其特征在于：浮游本体(1)安装在专用检查工具(2)的上部外侧，浮游本体(1)有若干个推进器，专用检查工具(2)上设置有超声探头(13)和摄像头(5)，机架组件(3)是专用检查工具(2)的安装基础，机架组件(3)前面和两侧面分布有若干个钢珠滚球(6)；机架组件(3)的上部内侧摄像头云台(4)的底座安装，摄像头云台(4)的前端与摄像头(5)的机身连接；
齿条(7)固定在机架组件(3)下部靠前的位置，两个导向轴(9)两端固定在导向轴安装座(10)上，导向轴安装座(10)固定在机架组件(3)上部靠前的位置；
探头驱动组件(8)用于驱动超声探头(13)横向移动和旋转，探头横移箱体(15)下部安装有2个直线轴承(16)，直线轴承(16)与导向轴(9)构成直线运动副；超声探头(13)横移电机的定子固定在探头横移箱体(15)上，超声探头(13)横移电机的转子与齿轮(14)连接，齿轮(14)与齿条(7)构成齿轮齿条副；
直线导轨(12)固定安装在探头横移箱体(15)的上部；直线滑块(17)固定安装在探头旋转箱体(11)的下部，直线滑块(17)和直线导轨(12)构成直线运动副。
2.如权利要求1所述的一种浮游式核反应堆堆内构件围板螺栓检查装置，其特征在于：所述摄像头云台(4)的自由度可以为1个或2个，保证摄像头云台(4)能水平旋转。
3.如权利要求1所述的一种浮游式核反应堆堆内构件围板螺栓检查装置，其特征在于：直线导轨(12)的后部固定有拉伸气缸(18)的缸体，拉伸气缸(18)的活塞杆与探头旋转箱体(11)的后部固定连接，这样拉伸气缸(18)能够控制探头旋转箱体(11)的前后直线运动。
4.如权利要求1所述的一种浮游式核反应堆堆内构件围板螺栓检查装置，其特征在于：所述探头旋转箱体(11)上固定安装有探头旋转电机的定子固定，探头旋转电机与超声探头(13)连接。
5.如权利要求1所述的一种浮游式核反应堆堆内构件围板螺栓检查装置，其特征在于：所述机架组件(3)前面和两侧面都均匀分布有四个钢珠滚球(6)。
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