核電站控制棒驅(qū)動機構(gòu)ω焊縫超聲檢查裝置的制造方法
【專利說明】核電站控制棒驅(qū)動機構(gòu)Q焊縫超聲檢查裝置
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及核電無損檢測領(lǐng)域，特別涉及一種核電站控制棒驅(qū)動機構(gòu)Ω焊縫超聲檢查裝置。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]CPR堆型的控制棒驅(qū)動機構(gòu)(CRDM) Ω環(huán)焊縫是一種形狀特異的精密焊縫，屬于一回路壓力邊界，在RCCM規(guī)范中為一級部件，起著機組正常運行期間密封一回路冷卻水的重要功能，電站全壽期內(nèi)都不允許有任何的泄露。該焊縫的完整性直接關(guān)系到核電站的安全運行。Ω焊縫是半徑小、曲率大、壁厚薄的圓環(huán)形焊縫，環(huán)外半徑R=5.7_，壁厚T=2.3_，一個反應(yīng)堆總共有61根CRDM，在一根CRDM上有上中下三條Ω形焊縫。
[0005]控制棒驅(qū)動機構(gòu)包括內(nèi)部鉤爪組件、驅(qū)動軸組件、耐壓殼組件、磁軛線圈組件和位置指示組件，耐壓殼組件是驅(qū)動軸和銷爪組件的包殼，由圓長管密封承壓殼及其上部位置傳送器套管組成，圓長管密封承壓殼由分段殼體通過Ω密封環(huán)焊連接而成。同時，耐壓殼安裝在壓力容器管座上，它與管座采用梯形螺紋連接和小Ω密封環(huán)焊接密封。耐壓殼是承壓邊界，該承壓邊界的破損將產(chǎn)生放射性的冷卻劑外溢。因此，該組件的3道Ω密封環(huán)焊工藝和質(zhì)量非常關(guān)鍵。
[0006]1997年至2004年間，法國電力共發(fā)現(xiàn)4起CRDMQ焊縫泄露的事故，另外，根據(jù)美國WSI公司的資料，截止2003年2月，美國已有28個機組的CRDM由于Ω密封焊縫泄露進行過維修，國內(nèi)自2007年也有Ω焊縫泄露的記錄。
[0007]根據(jù)公開的資料，日本三菱重工1984年進行過Ω焊縫的相關(guān)檢查，但是由于技術(shù)限制，當時的超聲檢查只能檢查平行于焊縫的缺陷，而且是接觸法超聲檢查。國內(nèi)于2007年也有實施上部Ω焊縫檢查的案例。所以，為避免Ω焊縫造成核電站重大事故，研發(fā)能針對上、中、下Ω焊縫進行全范圍超聲、渦流、目視檢查的設(shè)備是非常有必要的。
[0008]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是提供一種核電站控制棒驅(qū)動機構(gòu)Ω焊縫超聲檢查裝置。
[0010]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種核電站控制棒驅(qū)動機構(gòu)Ω焊縫超聲檢查裝置，其包括筒體、安裝于所述筒體上的電氣控制部和動作支架、超聲采集部以及目視檢測部，所述筒體由上至下依次設(shè)置有上固定板、中固定板、下固定板，所述超聲采集部包括超聲探頭，它還包括水循環(huán)部，所述水循環(huán)部包括用于存儲作為耦合劑的水的水箱、為超聲掃查提供腔室的水室、將所述水箱內(nèi)的水抽送進所述水室的充水水泵、將所述水室內(nèi)的水抽送進所述水箱的回收水泵，所述水室下端面開設(shè)有用于套設(shè)所述控制棒驅(qū)動機構(gòu)的開口，所述水室的下端面上且位于所述開口的周圈設(shè)置有密封機構(gòu)，所述密封機構(gòu)使所述水室下端面與所述控制棒驅(qū)動機構(gòu)外周面密封連接，水室和控制棒驅(qū)動機構(gòu)外周面之間形成能夠儲水的空間，所述超聲探頭為水浸超聲探頭。
[0011]優(yōu)化的，所述密封機構(gòu)包括與所述水室的下端相固定連接且呈環(huán)形的氣囊上壓板、與所述水室的下端相固定連接且呈環(huán)形的氣囊下壓板、安裝于所述氣囊上壓板和氣囊下壓板之間的氣囊、用于向所述氣囊內(nèi)充氣的氣囊充氣接頭，所述氣囊充氣鼓起后使所述水室下端面與所述控制棒驅(qū)動機構(gòu)外周面密封連接，所述水室下端面具有向下延伸的安裝板，所述安裝板上端面開設(shè)有環(huán)形槽，所述氣囊上壓板封蓋于環(huán)形槽上且環(huán)形槽內(nèi)設(shè)置有O型圈，所述安裝板中段設(shè)置有朝向所述控制棒驅(qū)動機構(gòu)外周面的凸起，凸起的上、下端面開設(shè)有安裝槽，中部開設(shè)有充氣槽，所述氣囊的上下邊分別卡設(shè)于上、下端面的安裝槽內(nèi)，且與充氣槽圍合形成充氣腔。
[0012]優(yōu)化的，所述動作支架包括安裝于所述下固定板下端的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)；安裝于旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)下端的超聲探頭架、缺陷標識模塊、攝像頭支架和定位模塊；用于控制所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動的伺服電機控制部。
[0013]進一步地，所述超聲探頭架包括與所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)相連接的電機連接板、垂直所述下固定板且朝下設(shè)置的探頭擺動電機、一端與所述探頭擺動電機的轉(zhuǎn)軸相垂直且相傳動連接輸出探頭架，超聲探頭安裝于所述輸出探頭架的另一端部。
[0014]更進一步的，所述超聲探頭架還包括連接在探頭擺動電機下端的安裝殼體、用于調(diào)整超聲探頭入射角度的徑向角度調(diào)整機構(gòu)和軸向角度調(diào)整機構(gòu)，所述的徑向角度調(diào)整機構(gòu)包括與所述探頭擺動電機的輸出軸相套接的輸出探頭架、與所述輸出探頭架相固定連接的第一指針、固定在所述探頭擺動電機的輸出軸上的刻度盤固定座、固定于所述刻度盤固定座上的第一刻度盤，所述輸出探頭架能隨所述輸出軸轉(zhuǎn)動也能相對所述輸出軸轉(zhuǎn)動，所述軸向角度調(diào)整機構(gòu)包括與所述探頭擺動電機的第二輸出軸相固定連接的刻度盤固定桿、固定于所述刻度盤固定桿上的第二刻度盤、開設(shè)有弧形槽且與所述第二刻度盤上呈弧形分布的刻度線共圓心的弧形導(dǎo)軌、滑動連接于所述弧形導(dǎo)軌內(nèi)的探頭夾具、固定于探頭夾具上的第二指針，所述弧形導(dǎo)軌固定于所述第二輸出軸上，所述超聲探頭固定連接于所述輸出探頭架上或固定連接于探頭夾具內(nèi)。
[0015]進一步地，所述缺陷標識模塊包括與所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)相連接的標記連接板、安裝于所述標記連接板上的標記氣缸、通過標記連接塊與所述標記氣缸的活塞桿相連接的記號筆，所述記號筆與所述標記氣缸的活塞桿相平行設(shè)置。
[0016]進一步地，所述攝像頭支架包括與所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)相連接的延伸板、與所述延伸板相轉(zhuǎn)動連接且具有夾緊塊的調(diào)節(jié)板，目視檢測部的微型視頻攝像頭安裝于所述夾緊塊內(nèi)。
[0017]進一步地，所示定位模塊包括上端與旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)相連接的定位連接板、安裝于所述定位連接板下端且軸向與所述控制棒的軸向相垂直的定位輪。
[0018]進一步地，所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)包括轉(zhuǎn)動連接于所述下固定板下端面的周向齒輪、與所述周向齒輪相嚙合且由伺服電機控制部驅(qū)動的驅(qū)動齒輪、與所述周向齒輪相固定連接的齒輪連接圈，所述超聲探頭架、缺陷標識模塊、攝像頭支架和定位模塊安裝于所述齒輪連接圈上。
[0019]優(yōu)化的，超聲檢查裝置還包括安裝于所述水室下方用于調(diào)整、確定筒體位置的定位底座組件，定位底座組件包括開設(shè)有多個凹槽且呈環(huán)形的定位底座、至少一塊安裝于所述定位底座內(nèi)側(cè)面的凹槽內(nèi)且用于調(diào)整超聲檢查裝置與控制棒徑向相對位置的徑向定位尼龍塊、安裝于其中一個所述凹槽內(nèi)用于驅(qū)動所述徑向定位尼龍塊移動的徑向定位氣缸、安裝于所述定位底座外側(cè)面上的周向定位氣缸、與所述周向定位氣缸的活塞桿相連接的周向定位尼龍塊，每個凹槽內(nèi)安裝有一個徑向定位尼龍塊，所述周向定位氣缸為雙向氣缸，其兩根活塞桿兩端分別固定連接有周向定位尼龍塊，所述周向定位尼龍塊分別抵緊在于待測控制棒相鄰的兩根控制棒上。
[0020]本發(fā)明的有益效果在于:本檢查裝置可同時搭載四個水浸超聲探頭和兩個高分辨率CCD攝像頭，內(nèi)置水循環(huán)系統(tǒng)可以實現(xiàn)水耦合劑在設(shè)備內(nèi)部循環(huán)的功能，設(shè)備有5個自由度；電氣動控制部分主要用于對設(shè)備進行機械運動的控制和氣動動作的控制，通過有順序的操作實現(xiàn)超聲數(shù)據(jù)的采集工作；超聲采集分析部分實現(xiàn)探頭在水浸環(huán)境下采集焊縫缺陷數(shù)據(jù)的功能，目視檢測系統(tǒng)可以對焊縫進行目視檢查以及對設(shè)備運行狀態(tài)進行監(jiān)控。
[0021]
【附圖說明】
[0022]附圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)原理圖；
附圖2為本發(fā)明的檢查對象:控制棒驅(qū)動機構(gòu)上、中部Ω環(huán)焊縫的示意圖；
附圖3為檢查裝置安裝在CRDM上的示意圖，分別對應(yīng)上部Ω焊縫和中部Ω焊縫的檢查；
附圖4、5、6為檢查裝置結(jié)構(gòu)圖；
附圖7為定位底座組件結(jié)構(gòu)圖；
附圖8為周向定位原理圖；
附圖9為徑向角度調(diào)整機構(gòu)的立體視圖；
附圖10為軸向角度調(diào)整機構(gòu)的立體視圖；
其中:1、筒體；3、伺服電機驅(qū)動部；8、定位模塊；1101、接線盒；1102、充水水泵；1103、上固定板；1104、吊環(huán)；1105、回收水泵；1106、雙向水平儀；1201、水箱；1202、周向電機；1203 ;軸向連接板；1204、周向齒圈；1205、齒圈連接圈；1206、電機連接板；1207、探頭擺動電機；1208、輸出探頭架；1209、超聲探頭；1210、定位輪；1211、記號筆驅(qū)動氣缸；1212、記號筆；1213、攝像頭；1214第一輸出軸；1215、刻度盤固定座；1216、第二輸出軸；1217、刻度盤固定桿；13、水室；1301、氣囊上壓板；1302