核电站稳压器加热元件套管涡流检查设备研制

摘要

核能是人类可用能源的重要组成部分,核电年发电量占世界总发电量的17％,随着国家《核电中长期发展规划》的发布与实施,未来20年我国的核电业将继续保持快速发展,核电站的役前、在役检修需求也将急剧增加。稳压器(简称PRZ)是核动力装置中一回路的关键设备,起调节压力,控制反应速率的作用。根据最新的针对第三代EPR机组的在役/役前无损检查大纲,需对稳压器下封头加热元件套管进行涡流检查(简称ET)。论文的研究工作来源于“EPR稳压器加热元件套管涡流检查设备研制”核电专用机器人项目。论文对国内外专用检修机器人的研究现状进行综述,对PRZET检查机器人的总体方案、构型、建模与实验等方面的关键技术进行深入研究,自主研制出国内首台工程实验样机。
　　论文的主要创新性工作包括:
　　1、针对EPR稳压器加热元件套管涡流检查对检查机器人的功能及性能要求,提出PRZ检查机器人总体方案。针对这一方案,对PRZ检查机器人本体结构中的各个部分进行设计,对关键零部件进行校核,搭建PRZ检查机器人的三维模型,建立机器人控制系统,制造试验样机。
　　2、论文对PRZ检查机器人的结构进行静力学和稳定性分析。针对机器人在工作过程中可能出现的失稳形式建立对应的力学模型,进行力学分析,对关键零部件进行有限元分析。
　　3、搭建PRZ检查机器人试验平台,对机器人进行试验研究,调试精度,验证理论分析的正确性与总体方案的合理性。在模拟现场条件下,PRZ检查机器人成功实现了自动检查作业。

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第一章 绪 论

§1-1课题研究的背景和意义

§1-2核电站检修机器人研究概况

§1-3本课题研究的主要内容

第二章 PRZ ET检查机器人总体方案设计

§2-1 PRZ ET检查机器人设计目标

§2-2 PRZ ET检查机器人设计总体方案

§2-3 本章小结

第三章 PRZ ET检查机器人本体结构设计和三维模型建立

§3-1Pro/Engineer软件的介绍

§3-2 PRZ ET机器人本体结构三维模型的建立

§3-3本章小结

第四章 PRZ ET检查机器人静态受力与稳定性分析

§4-1机器人沿波动管轴向向下滑移

§4-2机器人在波动管表面上法向脱离

§4-3 PRZ ET检查机器人检查臂壁力学仿真

§4-4本章小结

第五章 检查机器人的控制系统

§5-1 传感系统

§5-2硬件结构设计

§5-3软件程序设计

§5-4本章小结

第六章 PRZ ET检查机器人样机研制与实验研究

§6-1 PRZ ET检查机器人工程样机的研制

§6-2 PRZ ET检查机器人的样机基本功能实验

§6-3 PRZ ET检查机器人的性能实验

§6-4 本章小结

第七章 总结与展望

参考文献

致谢