本實用新型涉及核電廠維護技術領域，具體涉及一種蒸汽發(fā)生器傳熱管機械輥脹式堵管裝置系統(tǒng)。

背景技術：

蒸汽發(fā)生器是重水堆核電廠一回路主要組成核一級關鍵設備，為核電廠一、二回路之間主要的壓力邊界，開展蒸汽發(fā)生器的定期預防性維修工作，保障蒸汽發(fā)生器結構完整安全可靠對核電廠安全穩(wěn)定經(jīng)濟運行具有重大的意義。

核動力蒸汽發(fā)生器傳熱管發(fā)生破損后，會導致一回路的放射性水泄漏到二次側，導致污染的擴散。通常的維修方法就是堵管，即安裝堵頭于傳熱管的兩端，使該傳熱管退出運行。

現(xiàn)階段我國核動力裝置蒸汽發(fā)生器傳熱管堵管大量采用焊接堵管和少量機械堵管，機械堵管裝置依賴進口，不但價格貴、供貨期長，而且貨源也不穩(wěn)定，需要為核動力裝置設計研制一款機械堵管裝置系統(tǒng)。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型目的是采用機械輥脹式堵管技術代替焊接堵管，實現(xiàn)核動力蒸汽發(fā)生器傳熱管高效安全堵管。

本實用新型的技術方案如下：

一種蒸汽發(fā)生器傳熱管機械輥脹式堵管裝置系統(tǒng)，包括：輥脹裝置、工作站、力矩校驗裝置，打印機；力矩校驗裝置用于標定輥脹裝置的實際輸出力矩，工作站通過連接電纜與輥脹裝置相連接，用于控制輥脹裝置的扭矩轉速進行密封封堵，工作站與打印機通過數(shù)據(jù)線連接，用于將輥脹裝置上的數(shù)據(jù)信息通過打印機打印記錄。

如上所述輥脹裝置內包括：扭矩電機，一級行星減速器，二級行星減速器，工具頭快速接頭，錐齒輪傳動系；扭矩電機設置在輥脹裝置內部中央，用于帶動工具頭快速接頭轉動，扭矩電機沿水平方向上依次連接有一級行星減速器、二級行星減速器和錐齒輪傳動系，錐齒輪傳動系與工具頭快速接頭連接；扭矩電機經(jīng)過一級行星減速器和二級行星減速器減速后，減速后的扭矩電機經(jīng)過錐齒輪傳動系后將帶動工具頭快速接頭旋轉。

如上所述輥脹裝置上表面還設置有電纜接口，用于工作站通過連接電纜與輥脹裝置連接。

如上所述工具頭快速接頭設置安裝有拆卸安裝清潔刷、定徑工具頭和輥脹工具頭接口。

如上所述輥脹堵頭為圓錐形的中空結構，安裝在輥脹工具頭上，用于對傳熱管進行密封；輥脹堵頭外壁密封部位覆蓋有離子涂層，在外力擠壓作用下，輥脹堵頭經(jīng)過輥脹工具頭上的輥子滾碾而變形、膨脹，使離子涂層緊貼于蒸汽發(fā)生器傳熱管內壁并保持一定張力，形成固定密封段。

如上所述清潔刷為不銹鋼材質，安裝在工具頭快速接頭上，蒸汽發(fā)生器傳熱管實施堵管操作前，使用清潔刷對蒸汽發(fā)生器傳熱管內壁實施清潔操作，以防止因傳熱管內壁附著雜質而影響輥脹堵頭的密封性。

如上所述定徑工具頭由定徑芯軸和旋轉基座組成，定徑芯軸整體呈圓錐形實心結構，定徑芯軸尺寸與蒸汽發(fā)生器傳熱管管口配合，旋轉基座安裝在工具頭快速接頭上，定徑芯軸外壁均勻設置有若干根輥子，用于輥脹傳熱管內壁，防止因傳熱管焊接變形導致輥脹堵頭無法安裝，同時促使傳熱管壁緊貼管板。

如上所述輥脹工具頭由輥脹芯軸和旋轉基座組成，輥脹芯軸整體呈圓錐形實心結構，輥脹芯軸尺寸與輥脹堵頭內徑尺寸配合，用于將輥脹堵頭安裝在輥脹芯軸上進行輥脹封堵，旋轉基座安裝在工具頭快速接頭上，輥脹芯軸外壁均勻設置有若干根輥子，將輥脹堵頭通過輥子滾碾而變形、膨脹，使輥脹堵頭上的離子涂層緊貼于蒸汽發(fā)生器傳熱管內壁并保持一定張力，形成固定密封段。

如上所述力矩校驗裝置上具有安裝座用于固定安裝在輥脹裝置，輥脹裝置的工具頭快速接頭與力矩校驗裝置內的模擬螺栓連接，模擬螺栓上安裝有傳感器，用于在堵管前標定輥脹裝置的實際輸出力矩。

本實用新型的顯著效果在于：本實用新型設計的機械輥脹式堵管工藝相對于傳統(tǒng)焊接堵管具有操作工藝簡單、工作時間短，大大減少操作人員在蒸汽發(fā)生器內的輻射劑量。機械輥脹堵管裝置機械結構小巧輕便，輥脹裝置系統(tǒng)集成度高，大大降低了設備的制造成本，可以滿足核動力蒸汽發(fā)生器傳熱管堵管工程應用的需要。

附圖說明

圖1為本實用新型機械輥脹式堵管裝置系統(tǒng)示意圖

圖2本實用新型機械輥脹式堵管裝置示意圖

圖3為機械輥脹裝置清潔工藝原理圖

圖4為機械輥脹裝置定徑工藝原理圖

圖5為機械輥脹裝置輥脹工藝原理圖

圖6為機械輥脹裝置定徑工具頭示意圖

圖7為機械輥脹裝置輥脹工具頭示意圖

圖8為機械輥脹裝置堵頭示意圖

圖9為力矩校驗裝置示意圖

圖中：1.扭矩電機，2.一級行星減速器，3.二級行星減速器，4.工具頭連接快速接頭，5.錐齒輪傳動系，6.電纜接口，7.手柄，8.模擬螺栓，9.傳感器，10.力矩顯示儀，11.支撐殼體，12.輥脹堵頭，13.清潔刷，14.定徑工具頭，15.輥脹工具頭，16力矩校驗裝置，17.工作站，18.打印機，19.連接電纜，20.通訊數(shù)據(jù)線，21.輥脹裝置

具體實施方式

下面結合附圖及具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。

如圖1-9所示，一種蒸汽發(fā)生器傳熱管機械輥脹式堵管裝置系統(tǒng)，包括：輥脹裝置21、工作站17、力矩校驗裝置16，打印機18；輥脹裝置21固定安裝在力矩校驗裝置16上，用于力矩校驗裝置16標定輥脹裝置21的實際輸出力矩，工作站17通過連接電纜19與輥脹裝置21相連接，用于控制輥脹裝置21的扭矩轉速進行密封封堵，工作站17與打印機18通過數(shù)據(jù)線20連接，用于將輥脹裝置21上的數(shù)據(jù)信息通過打印機18打印記錄。

輥脹裝置21內包括：扭矩電機1，一級行星減速器2，二級行星減速器3，減速比為3:1，工具頭快速接頭4，錐齒輪傳動系5；扭矩電機1設置在輥脹裝置21內部中央，用于帶動工具頭快速接頭4轉動，扭矩電機1沿水平方向上依次連接有一級行星減速器2、二級行星減速器3和錐齒輪傳動系5，錐齒輪傳動系5與工具頭快速接頭4連接；扭矩電機1經(jīng)過一級行星減速器2和二級行星減速器3減速后，減速后的扭矩電機1經(jīng)過錐齒輪傳動系5后將帶動工具頭快速接頭4旋轉。輥脹裝置21上表面還設置有電纜接口6，用于工作站17通過連接電纜19與輥脹裝置21連接。

其中，工具頭快速接頭4設置有拆卸安裝清潔刷13、定徑工具頭14和輥脹工具頭15接口，用于快速接插清潔刷13、定徑工具頭14和輥脹工具頭15。

輥脹堵頭12為圓錐形的中空結構，安裝在輥脹工具頭15內，用于對傳熱管進行密封。輥脹堵頭12材質是與蒸汽發(fā)生器傳熱管材料相同的合金材料，輥脹堵頭12外壁密封部位覆蓋有離子涂層，在外力擠壓作用下，輥脹堵頭12經(jīng)過輥脹工具頭15上的輥子滾碾而變形、膨脹，使離子涂層緊貼于蒸汽發(fā)生器傳熱管內壁并保持一定張力，形成固定密封段。

清潔刷13為不銹鋼材質，安裝在工具頭快速接頭4上，蒸汽發(fā)生器傳熱管實施堵管操作前，使用清潔刷13對蒸汽發(fā)生器傳熱管內壁實施清潔操作，以防止因傳熱管內壁附著雜質而影響輥脹堵頭12的密封性。

定徑工具頭14由定徑芯軸和旋轉基座組成，定徑芯軸整體呈圓錐形實心結構，定徑芯軸尺寸與蒸汽發(fā)生器傳熱管管口配合，旋轉基座安裝在工具頭快速接頭4上，定徑芯軸外壁均勻設置有若干根輥子，用于輥脹傳熱管內壁，防止因傳熱管焊接變形導致輥脹堵頭12無法安裝，同時促使傳熱管壁緊貼管板，為下一步輥脹工具頭15進行輥脹封堵做準備。

輥脹工具頭15由輥脹芯軸和旋轉基座組成，輥脹芯軸整體呈圓錐形實心結構，輥脹芯軸尺寸與輥脹堵頭12內徑尺寸配合，用于將輥脹堵頭12安裝在輥脹芯軸上進行輥脹封堵，旋轉基座安裝在工具頭快速接頭4上，輥脹芯軸外壁均勻設置有若干根輥子，將輥脹堵頭12通過輥子滾碾而變形、膨脹，使輥脹堵頭12上的離子涂層緊貼于蒸汽發(fā)生器傳熱管內壁并保持一定張力，形成固定密封段。

力矩校驗裝置16固定安裝在輥脹裝置21下方，輥脹裝置21的工具頭快速接頭4與力矩校驗裝置16內的模擬螺栓8連接，模擬螺栓8上安裝有傳感器9用于在堵管前標定輥脹裝置21的實際輸出力矩。

為實現(xiàn)上述功能，本實用新型采取的機械輥脹堵管工作過程為：

步驟一：標定實際輸出力矩；

輥脹裝置21在力矩校驗裝置16進行標定操作時，輥脹裝置21的工具頭快速接頭4帶動模擬螺栓8和傳感器9轉動，傳感器9會檢測輥脹裝置21的輸出力矩，然后傳輸?shù)搅仫@示儀10，力矩顯示儀10會將輸出扭矩通過RS232串口上傳到工作站17，供堵管軟件計算和顯示，并通過打印機18輸出。

步驟二：傳熱管內壁實施清潔操作；

在機械輥脹堵管前，將清潔刷13安裝在輥脹裝置21內的工具頭快速接頭4上，對蒸汽發(fā)生器傳熱管內壁實施清潔操作

步驟三：定徑輥脹傳熱管內壁；

在進行完蒸汽發(fā)生器傳熱管內壁實施清潔操作后，將工具頭快速接頭4上的清潔刷13換為定徑工具頭14，對蒸汽發(fā)生器傳熱管內壁實施輥脹定徑，防止因傳熱管焊接變形導致輥脹堵頭12無法安裝，同時促使傳熱管壁緊貼管板，為下一步輥脹工具頭15進行輥脹封堵做準備。

步驟四：機械輥脹封堵；

輥脹裝置21在工作站17內的控制器控制下，以設定的扭矩值高速旋轉，帶動安裝在工具頭快速接頭4上的輥脹工具頭15作螺旋進給運動使輥脹堵頭12進行機械輥脹，通過輥子碾壓輥脹堵頭12，使輥脹堵頭12外壁的離子涂層和蒸汽發(fā)生器傳熱管內壁緊密貼合，達到密封效果。