CN220626267U - 一种直流式蒸汽发生器换热管定位扫查无损检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种直流式蒸汽发生器换热管定位扫查无损检测装置，包括：定位装置，具有底层导轨和上层导轨，底层导轨上滑动连接有过渡块，过渡块上滑动连接上层导轨，底层导轨的两端设有底层导轨连接板，上层导轨的两端设有上层导轨垫板；轴向组件，连接于上层导轨垫板，具有轴向电机，轴向电机的输出端连接有丝杠；以及周向组件，具有周向组件滑块和探头组件，周向组件滑块上通过螺纹固定丝杆轴承，通过丝杆轴承连接于丝杠上，丝杆轴承与丝杠形成滑动连接，探头组件通过探头连接杆连接周向组件滑块。本实用新型能装配在蒸发器管口处，安装拆卸方便，能够精确对探头进行定位，以实现传热管超声检查的定位及全覆盖。

Description

一种直流式蒸汽发生器换热管定位扫查无损检测装置

技术领域

本实用新型涉及蒸汽发生器传热管超声检查技术领域，尤其涉及一种直流式蒸汽发生器换热管定位扫查无损检测装置。

背景技术

蒸汽发生器为核电站核一级设备，其作用是将通过中间热交换器传递的反应堆热量传给三回路系统，同时作为二回路与三回路间的固定边界，蒸汽发生器传热管的运行状态对于核电站的安全运行有着重要的作用。

蒸汽发生器是两种或多种流体存在温度差时内部热量传递的传热设备。传热管作为蒸汽发生器的传热表面在运行过程中同时接触冷热流体，长期受到高温高压、介质冲击、震动、腐蚀等作用，并伴随着介质压力差及温度应力的累计，为防止泄检、误检事件的发生，故必须对该区域进行定期检验。

蒸汽发生器传热管在设备运行过程中容易产生裂纹、腐蚀、点蚀等缺陷以及传热管管壁减薄问题。水浸超声检测技术中纵波直探头可以检测传热管管壁厚度的变化，斜入射探头可以检测任意方向上的裂纹及腐蚀类缺陷。

在国内核电大发展的环境下，类似快堆和部分小型堆的蒸发器为直流式结构，且管口内径较小，没有空间使用常规爬行定位器来进行定位，同时蒸汽发生器传热管检查一般采用涡流检测技术，但是涡流检测方法对形状复杂的裂纹检测水平较低，对缺陷定性、定量不准确；且传热管与管板这两种基体材质存在差异，采用涡流检测时电流无法保证其精度，会对涡流检测会造成困难。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种直流式蒸汽发生器换热管定位扫查无损检测装置，解决了小型直流式蒸发器超声检查无法定位的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种直流式蒸汽发生器换热管定位扫查无损检测装置，包括：

定位装置，具有底层导轨和上层导轨，所述底层导轨上滑动连接有过渡块，所述过渡块上滑动连接所述上层导轨，所述底层导轨的两端设有底层导轨连接板，所述上层导轨的两端设有上层导轨垫板；

轴向组件，连接于所述上层导轨垫板，具有轴向电机，所述轴向电机的输出端连接有丝杆；以及

周向组件，具有周向组件滑块和探头组件，所述周向组件滑块上通过螺纹固定丝杆轴承，通过所述丝杆轴承连接于所述丝杆上，所述丝杆轴承与所述丝杆形成滑动连接，所述探头组件通过探头连接杆连接所述周向组件滑块。

进一步地，所述底层导轨的下端设有第一底层导轨连接板，上端设有第二底层导轨连接板，所述第一底层导轨连接板上设有X轴电机，所述X轴电机通过联轴器与滚珠丝杆连接。

进一步地，所述第一底层导轨连接板的侧面设有X轴接近开关。

进一步地，所述上层导轨的右端设有第一上层导轨垫板，左端设有第二上层导轨垫板，所述第一上层导轨垫板上设有Y轴电机。

进一步地，所述第一上层导轨垫板的侧面设有Y轴接近开关。

进一步地，所述过渡块上设有两个滑块，两个所述滑块分别与所述底层导轨、所述上层导轨滑动连接。

进一步地，两个所述滑块垂直布置。

进一步地，所述轴向组件还包括设置在所述丝杆两端的第一周向组件固定板、第二周向组件固定板，所述第一周向组件固定板和所述第二周向组件固定板之间设有支撑轴。

进一步地，所述轴向电机通过电机联轴器连接所述丝杆的一端，所述第二周向组件固定板上设有丝杆轴承连接所述丝杆的另一端。

进一步地，所述探头组件的前端连接探头前外壳延长件，后端连接探头后外壳延长件，所述探头前外壳延长件通过探头前连接件与圆档头连接，所述探头后外壳延长件连接螺纹连接件前端，螺纹连接件加工有内螺纹，波纹管连接轴与波纹管具有外螺纹，波纹管连接轴通过所述螺纹连接件内螺纹与所述波纹管连接。

与现有技术相比，本实用新型提供的直流式蒸汽发生器换热管定位扫查无损检测装置具有以下有益效果：

本实用新型能装配在蒸发器管口处，采用二轴运动方式，安装拆卸方便，能够精确对探头进行定位，以实现传热管超声检查的定位及全覆盖。

本实用新型设置的周向组件能搭载并驱动专用的超声探头及组件沿传热管内部做周向方向运动，同时在轴向组件带动下沿传热管内部做螺旋式扫查、轴向步进周向扫查。

本实用新型设置的水浸超声检查的水耦合装置，提供水浸超声检查需要的耦合剂水，可以使探头完全浸于水中，并解决耦合剂稳定供应和回收。

本实用新型设置的探头组件，在探头夹具内安装高频窄脉冲点聚焦超声探头，对传热管进行水浸超声检查，通过对超声自动采集信号进行分析，能够发现周向缺陷、轴向缺陷、体积类缺陷以及壁厚减薄变化，对缺陷进行准确定性，并对缺陷高度和长度进行精确定量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例所提供的直流式蒸汽发生器换热管定位扫查无损检测装置的正视图；

图2为本实用新型实施例所提供的直流式蒸汽发生器换热管定位扫查无损检测装置的侧视图；

图3为本实用新型实施例所提供的定位装置的结构示意图；

图4为本实用新型实施例所提供的轴向组件的结构示意图；

图5为本实用新型实施例所提供的周向组件的结构示意图。

附图标记说明：

1、定位装置；2、轴向组件；3、周向组件；

4、X轴电机；5、第一底层导轨连接板；6、联轴器；7、底层导轨；8、第二底层导轨连接板；9、轴承固定座；10、滚珠丝杆；11、接近开关X轴；12、过渡块；13、滑块；14、第一上层导轨垫板；15、第二上层导轨垫板；16、Y轴电机；17、接近开关Y轴；18、上层导轨；

19、轴向电机；20、丝杆；21、支撑轴；22、轴向电机套筒；23、轴向电机盖板；24、电机联轴器；25、第一周向组件固定板；26、第二周向组件固定板；27、丝杆轴承；

28、周向组件滑块；29、周向电机罩；30、滑刷轴；31、波纹管；32、圆挡头；33、探头前外壳延长；34、探头后外壳延长；35、探头前连接件；36、螺纹连接件；37波纹管连接轴；38、轴承座；39、直线轴承；40、探头组件；41、周向电机、42、探头连接件。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明。

如图1至图5所示，本实用新型提供了一种直流式蒸汽发生器换热管定位扫查无损检测装置，包括定位装置1和超声检查装置，超声检查装置包括轴向组件2和周向组件3。

如图3所示，定位装置1(即探头定位装置)包含竖直运动(X轴)的底层导轨7和水平运动(Y轴)的上层导轨18，确保能够将探头尽可能的对准待检测换热管口。

定位装置1包括X轴电机4、第一底层导轨连接板5、联轴器6、底层导轨7、第二底层导轨连接板8、轴承固定座9(用于固定滚珠丝杆10)、滚珠丝杆10、接近开关X轴11、过渡块12、滑块13、第一上层导轨垫板14、第二上层导轨垫板15、Y轴电机16、接近开关Y轴17、上层导轨18。

如图3所示，底层导轨7的上下两端分别安装有第二底层导轨连接板8、第一底层导轨连接板5，第一底层导轨连接板5上安装有X轴电机4。底层导轨7上滑动连接有过渡块12，过渡块12上设有两个滑块13，其中一个滑块13与底层导轨7滑动连接，另一个滑块13与上层导轨18滑动连接。上层导轨18的左右两端分别安装有第二上层导轨垫板15、第一上层导轨垫板14，第一上层导轨垫板14上安装有Y轴电机16。其中，两个滑块13垂直布置。

定位装置主体由底层导轨7(X轴)和上层导轨18(Y轴)构成，底层导轨7通过第一底层导轨连接板5和第二底层导轨连接板8固定在蒸发器管口上。X轴电机4固定在第一底层导轨连接板5上，通过联轴器6与滚珠丝杆10连接。上层导轨18通过第一上层导轨垫板14和第二上层导轨垫板15固定在蒸发器管口上，Y轴电机16固定在第一上层导轨连接板14上，连接方式与X轴电机4相同。

过渡块12用于引导X运动轴和Y运动轴的配合。过渡块12与两运动轴之间通过滑块13装配，装配简单，配合无间隙，滑动不阻碍。过渡块12中心安装有配合滚珠丝杆10的轴承，可承受一定的推力及扭矩。

X轴接近开关11位于第一底层导轨连接板5侧面，用于X轴电机4运动的限位，Y轴接近开关17位于第一上层导轨连接板14侧面，用于Y轴电机16运动的限位。

定位装置上的第一上层导轨垫板14上加工有螺纹孔，轴向组件2通过螺杆固定在第一上层导轨垫板14螺纹孔上。

如图4所示，轴向组件2包括轴向电机19、丝杆20、支撑轴21、轴向电机套筒22、轴向电机盖板23、电机联轴器24、第一周向组件固定板25、第二周向组件固定板26、丝杆轴承27。

轴向电机19通过轴向电机套筒22固定，并通过轴向电机盖板23与第一周向组件固定板25连接，轴向电机19通过电机联轴器24驱动丝杆20运动，驱动丝杆20通过丝杆轴承27与第二周向组件固定板26连接。支撑杆21与第一周向组件固定板25和第二周向组件固定板26连接，用于辅助丝杆对中及平行运动，为避免整个轴向组件产生变形，保证设备的稳定及精度，支撑杆选用重量较轻的碳纤维杆，在保证强度和刚度的同时，减轻设备重量。

定位装置上的第一上层导轨垫板14上加工有螺纹孔，轴向电机盖板23上安装有螺杆，轴向组件2通过轴向电机盖板23上的螺杆固定在第一上层导轨垫板14螺纹孔上。

如图5所示，周向组件3包括周向组件滑块28、周向电机罩29、滑刷轴30、波纹管31、圆挡头32、探头前外壳延长件33、探头后外壳延长件34、探头前连接件35、螺纹连接件36、波纹管连接轴37、轴承座38、直线轴承39、旋转探头组件40、周向电机41，周向电机41安装在周向电机罩29内。周向组件滑块28上开有用于安装直线轴承39的孔，直线轴承39固定在周向组件滑块28上，通过支撑杆21连接到轴向组件2上。探头组件40通过探头连接杆42连接周向组件滑块28。

探头组件40前端与探头前外壳延长件33连接，后端与探头后外壳延长件34连接，三者共同构成探头模块。探头前外壳延长件33通过探头前连接件35与圆档头32连接，圆挡头32用于引导探头模块进入传热管。探头模块后端由波纹管连接轴37、波纹管31、螺纹连接件36构成；波纹管连接轴37通过螺纹连接件36与波纹管31连接，波纹管37用于保证前端探头组件40具有一定的柔性，防止前端组件的卡涩，便于探头组件的对中。探头组件40以及后端旋转机构由对插接头连接，便于探头的拆卸及更换。周向组件滑块28上通过螺纹固定丝杆轴承27，通过丝杆轴承27连接于所述丝杆20上，丝杆轴承27与丝杆20形成滑动连接，由轴向电机19驱动丝杆20运动，从而带动周向组件滑块28运动。

超声探头沿传热管周向方向的运动由周向电机带动超声探头组件完成，通过滑刷将旋转运动的超声信号传至相对固定静置的超声电缆，周向电机布置在外部，探头连接件内部仅布置超声电缆，提高设备的可靠性。周向驱动机构由周向电机、电机联轴器、滑刷、以及推力轴承构成；周向电机通过联轴器连接滑刷，通过滑刷将旋转运动的超声信号传至相对固定静置的超声电缆。

超声探头在沿传热管轴向方向的运动由轴向电机19通过丝杆20推动周向组件滑块28带动周向组件来完成，支撑轴21用来保证支撑丝杆20运动的平行度与稳定性，轴向组件2通过连接件固定在定位装置1上。当超声探头送达指定位置后，控制供水系统注入水作为耦合剂；同时周向电机带动探头沿管道周向方向运动，从而形成螺旋式扫查，超声仪将接受的超声探头脉冲信号转换为数字信号传回采集工作站并接收推拔器和旋转马达的编码信号，通过超声采集软件以显示出来。提供给数据分析人员进行信号分析判断传热管是否存在缺陷以及缺陷的定性、定量。如果有存在周向分布缺陷，需要找到最大信号产生的周向位置，在此位置做轴向扫查，从而对周向分布缺陷进行定量。探头及组件系统中共用到5个高频窄脉冲点聚焦探头，分布在探头夹具中。其中纵波直探头用于监测壁厚以及缺陷定性；纵波直探头沿轴向方向倾斜一定角度入射到工件内折射成斜入射横波，对工件的周向缺陷及腐蚀缺陷进行检验；另外纵波直探头偏离轴线方向一定的角度入射，在工件内折射成斜入射横波，对工件的轴向缺陷及腐蚀缺陷进行检验。

以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种直流式蒸汽发生器换热管定位扫查无损检测装置，其特征在于，包括：

定位装置(1)，具有底层导轨(7)和上层导轨(18)，所述底层导轨(7)上滑动连接有过渡块(12)，所述过渡块(12)上滑动连接所述上层导轨(18)，所述底层导轨(7)的两端设有底层导轨连接板，所述上层导轨(18)的两端设有上层导轨垫板；

轴向组件(2)，连接于所述上层导轨垫板，具有轴向电机(19)，所述轴向电机(19)的输出端连接有丝杆(20)；以及

周向组件(3)，具有周向组件滑块(28)和探头组件(40)，所述周向组件滑块(28)上通过螺纹固定丝杆轴承(27)，通过所述丝杆轴承(27)连接于所述丝杆(20)上，所述丝杆轴承(27)与所述丝杆(20)形成滑动连接，所述探头组件(40)通过探头连接杆(42)连接所述周向组件滑块(28)。

2.根据权利要求1所述的直流式蒸汽发生器换热管定位扫查无损检测装置，其特征在于，所述底层导轨(7)的下端设有第一底层导轨连接板(5)，上端设有第二底层导轨连接板(8)，所述第一底层导轨连接板(5)上设有X轴电机(4)，所述X轴电机(4)通过联轴器(6)与滚珠丝杆(10)连接。

3.根据权利要求2所述的直流式蒸汽发生器换热管定位扫查无损检测装置，其特征在于，所述第一底层导轨连接板(5)的侧面设有X轴接近开关(11)。

4.根据权利要求1所述的直流式蒸汽发生器换热管定位扫查无损检测装置，其特征在于，所述上层导轨(18)的右端设有第一上层导轨垫板(14)，左端设有第二上层导轨垫板(15)，所述第一上层导轨垫板(14)上设有Y轴电机(16)。

5.根据权利要求4所述的直流式蒸汽发生器换热管定位扫查无损检测装置，其特征在于，所述第一上层导轨垫板(14)的侧面设有Y轴接近开关(17)。

6.根据权利要求1所述的直流式蒸汽发生器换热管定位扫查无损检测装置，其特征在于，所述过渡块(12)上设有两个滑块(13)，两个所述滑块(13)分别与所述底层导轨(7)、所述上层导轨(18)滑动连接。

7.根据权利要求6所述的直流式蒸汽发生器换热管定位扫查无损检测装置，其特征在于，两个所述滑块(13)垂直布置。

8.根据权利要求1所述的直流式蒸汽发生器换热管定位扫查无损检测装置，其特征在于，所述轴向组件(2)还包括设置在所述丝杆(20)两端的第一周向组件固定板(25)、第二周向组件固定板(26)，所述第一周向组件固定板(25)和所述第二周向组件固定板(26)之间设有支撑轴(21)。

9.根据权利要求8所述的直流式蒸汽发生器换热管定位扫查无损检测装置，其特征在于，所述轴向电机(19)通过电机联轴器(24)连接所述丝杆(20)的一端，所述第二周向组件固定板(26)上设有所述丝杆轴承(27)连接所述丝杆(20)的另一端。

10.根据权利要求1所述的直流式蒸汽发生器换热管定位扫查无损检测装置，其特征在于，所述探头组件(40)的前端连接探头前外壳延长件(33)，后端连接探头后外壳延长件(34)，所述探头前外壳延长件(33)通过探头前连接件(35)与圆档头(32)连接，所述探头后外壳延长件(34)连接螺纹连接件(36)前端，螺纹连接件(36)加工有内螺纹，波纹管连接轴(37)与波纹管(31)具有外螺纹，波纹管连接轴(37)通过所述螺纹连接件(36)内螺纹与所述波纹管(31)连接。