核电站稳压器电加热元件套管涡流检查装置

摘要

本发明涉及一种核电站稳压器电加热元件套管涡流检查装置，包括主推车机构、锁紧链机构、直线运动机构、探头引导机构及主控制装置；主推车机构包括推车主体及运动轮，推车主体内设置有与第一驱动装置，第一驱动装置与运动轮相传动连接；锁紧链机构包括两条滚子链条组和辅助小车，两条滚子链条组的一端与推车主体相连接，另一端与辅助小车相连接；直线运动机构包括轴向运动部分和径向运动部分；探头引导机构包括基座、监控模块、设置于基座上的导管接头和导引端口，监控模块内设置有灯和摄像头。本发明的涡流检查装置具有三个自由度，各部分安装及拆卸便捷、操作简单，能够实现对电加热元件套管的快速、全范围的涡流检查，使用可靠性高，稳定安全。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对核电站所使用的电加热式的稳压器的电加热元件的套管进行涡流检查的装置。

背景技术

稳压器是核电站关键设备之一，它直接影响核反应堆的运行质量。压水堆核电站的稳压器按结构形式不同可分为气罐式和电加热式稳压器。电加热式稳压器的筒体上、下部为半球形封头，内部与冷却接触表面均堆焊奥氏体不锈钢。它通过底部的波动管与主管道相连，在核电站稳定运行时，稳压器中蒸汽和水的容积各占一半。稳压器上封头设有喷雾接管、卸压阀等，在下封头安装有电加热元件，通过加热和喷水冷却来控制回路中的压力和水容积的变化。

电加热元件分布在下封头中心线的同心圆上，通过电热器套管与下封头相连接，电加热元件浸没在水中，热量可直接进行交换，但这样会使电加热元件套管承受瞬时的温度变化，因此电加热元件套管的质量显得尤为重要。

为了避免电加热元件套管出现问题，需要对其进行涡流检查。在检查过程中，需要对电加热元件套管进行圆周方向的全方位检查，并尽可能的提高检查的效率，以降低检查人员受照的剂量。但现有技术中，还并未有满足上述要求的装置，故需要涉及一种能够快捷高效的对电加热元件套管进行全方位的涡流检查的装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动化程度较高、使用便捷、安全性和稳定性较高的能够对核电站稳压器电加热元件套管进行涡流检查的装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种核电站稳压器电加热元件套管涡流检查装置，用于对核电站中使用的电加热式稳压器设备中的电加热元件的套管进行涡流检查，其包括主推车机构、锁紧链机构、直线运动机构、探头引导机构以及主控制装置；

所述的主推车机构包括推车主体以及设置于所述的推车主体上的若干个运动轮，所述的推车主体内设置有与所述的主控制装置相信号连接的第一驱动装置，所述的第一驱动装置与至少一个所述的运动轮相传动连接；

所述的锁紧链机构包括两条滚子链条组和辅助小车，两条所述的滚子链条组的一端分别通过弹簧与所述的推车主体相连接，一条所述的滚子链条组的另一端与所述的辅助小车相固定连接，另一条所述的滚子链条组的另一端与所述的辅助小车相可拆卸的连接；所述的推车主体、所述的滚子链条组和所述的辅助小车构成环绕套箍于所述的套管的直管段的外圆周上并能够沿其周向移动的环形机构；

所述的直线运动机构包括轴向运动部分和径向运动部分；所述的轴向运动部分包括轴向运动轨道、设置于所述的轴向运动轨道上并能够沿所述的轴向运动轨道的轴向进行移动的轴向运动块、与所述的主控制装置相信号连接并驱动所述的轴向运动轨道和所述的轴向运动块之间相对移动的第二驱动装置，所述的轴向运动轨道、所述的第二驱动装置均设置于所述的推车主体上并位于所述的环形机构的外侧，所述的轴向运动轨道的轴向沿所述的环形机构的轴向设置；所述的径向运动部分包括与所述的轴向运动块相固定连接的斜臂、设置于所述的斜臂上并能够沿所述的斜臂的轴向移动的径向运动块、与所述的主控制装置相信号连接并驱动所述的斜臂和所述的径向运动块之间相对移动的第三驱动装置，所述的第三驱动装置设置于所述的斜臂上，所述的斜臂的轴向沿所述的环形机构的径向设置，且所述的斜臂沿所述的环形机构的截面倾斜设置；

所述的探头引导机构设置于所述的径向运动块上，其包括基座、安装于所述的基座上的监控模块、设置于所述的基座上的导管接头和导引端口，所述的监控模块内设置有灯和摄像头。

优选的，所述的推车主体上设置有四个所述的运动轮，所述的运动轮两两一组分为一组驱动轮和一组从动轮，两个所述的驱动轮之间通过主动轴相同轴连接，两个所述的从动轮分别通过从动轴与所述的推车主体相连接，所述的第一驱动装置与所述的主动轴相传动连接，所述的第一驱动装置为第一驱动电机。

优选的，所述的第一驱动装置为第一驱动电机，所述的推车主体上设置有传动轴，所述的传动轴与所述的第一驱动电机的输出轴相同轴连接，所述的第一驱动电机的输出轴上设有与其同轴转动的驱动齿轮，所述的驱动轴上设置有与其同轴转动的从动齿轮，所述的驱动齿轮和所述的从动齿轮相啮合。

优选的，所述的滚子链条组包括若干条滚子链条，所述的滚子链条包括若干个相串联的滚子链节，所述的滚子链条上沿其延伸方向还分布设置有若干个小轮，所述的滚子链条的端部设置有连接件。

优选的，所述的滚子链条组包括三条所述的滚子链条，分别为第一链条、第二链条和第三链条，所述的第一链条的第一端和所述的第二链条的第一端通过第一连接杆相连接，所述的第一链条的第二端和所述的第二链条的第二端通过第二连接杆相连接，所述的第一链条、所述的第二链条、所述的第一连接杆、所述的第二连接杆构成矩形结构，所述的第一连接杆和所述的第二连接杆上分别设置有轮子，所述的第二连接杆通过两个所述的弹簧与所述的推车主体相连接；所述的第三链条的一端与所述的第一连接杆的中部相连接，所述的第三链条的另一端与所述的辅助小车相连接。

优选的，所述的辅助小车包括车体以及设置于所述的车体上的滚轮，一条所述的滚子链条组的端部通过可调节连接杆机构与所述的车体相固定连接，另一条所述的滚子链条组的端部通过插销机构与所述的车体相可拆卸的连接；

所述的可调节连接杆机构包括可转动的安装于所述的车体上的调节丝杠、设置于所述的调节丝杠上并沿其轴向移动的调节丝杠螺母、设置于所述的调节丝杠螺母上的弧形连接杆，所述的调节丝杠的一端部设置有锁紧螺母，所述的弧形连接杆与所述的调节丝杠螺母之间通过栓塞锁紧；所述的调节丝杠通过调节丝杠座安装于所述的车体上；

所述的插销机构包括可插拔的设置于所述的车体上的插销件，所述的滚子链条组的端部开设有与所述的插销件相配合的插销孔。

优选的，所述的轴向运动轨道包括第一丝杠、设置于所述的第一丝杠的轴向的两侧并与其相平行的两条第一导轨，所述的轴向运动块包括与所述的第一丝杠相配合的第一丝杠螺母以及与所述的第一导轨相配合并与所述的第一丝杠螺母相联动的第一滑块，所述的第一丝杠通过第一丝杠座安装于所述的推车主体上。

优选的，所述的斜臂包括本体、第二丝杠、设置于所述的第二丝杠的轴向的两侧并与其相平行的两条第二导轨，所述的径向运动块包括与所述的第二丝杠相配合的第二丝杠螺母以及与所述的第二导轨相配合并与所述的第二丝杠螺母相联动的第二滑块，所述的第二丝杠通过第二丝杠座安装于所述的本体上。

优选的，其还包括与所述的主控制装置相信号连接并分别计算所述的推车主体、所述的轴向运动部分、所述的径向运动部分的行程的若干个编码器。

优选的，所述的第二驱动装置包括第二驱动电机和与所述的第二驱动电机相连接的第一减速器；所述的第三驱动装置包括第三驱动电机和与所述的第三驱动电机相连接的第二减速器。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的涡流检查装置具有三个自由度，各部分安装及拆卸便捷、操作简单，能够实现对电加热元件套管的快速、全范围的涡流检查，其使用可靠性高，稳定安全。

附图说明

附图1为本发明的核电站稳压器电加热元件套管涡流检查装置的整体示意图。

附图2为本发明的核电站稳压器电加热元件套管涡流检查装置的主推车机构的侧视放大示意图。

附图3为本发明的核电站稳压器电加热元件套管涡流检查装置的滚子链条的结构放大示意图。

附图4为本发明的核电站稳压器电加热元件套管涡流检查装置的辅助小车的主视放大示意图。

附图5为本发明的核电站稳压器电加热元件套管涡流检查装置的轴向运动部分的结构示意图。

附图6为本发明的核电站稳压器电加热元件套管涡流检查装置的径向运动部分的结构放大示意图。

附图7为本发明的核电站稳压器电加热元件套管涡流检查装置的探头引导机构的结构放大示意图。

以上附图中：1、主推车机构；11、推车主体；12、运动轮；121、驱动轮；122、从动轮；13、主动轴；14、从动轴；15、第一驱动电机；16、传动轴；17、驱动齿轮；

2、锁紧链机构；21、滚子链条组；211、滚子链条；2111、滚子链节；2112、小轮；2113、连接件；212、第一链条；213、第二链条；214、第三链条；215、第一连接杆；216、第二连接杆；217、轮子；22、辅助小车；221、车体；222、滚轮；223、可调节连接杆机构；2231、调节丝杠；2232、调节丝杠螺母；2233、弧形连接杆；2234、锁紧螺母；2235、栓塞；2236、调节丝杠座；224、插销机构；2241、插销件；23、弹簧；

3、直线运动机构；31、轴向运动部分；311、轴向运动轨道；3111、第一金属底板；3112、第一丝杠；3113、第一导轨；3114、第一丝杠座；312、轴向运动块；3121、第一丝杠螺母；3122、第一滑块；313、第二驱动装置；3131、第二驱动电机；3132、第一减速器；3133、第一联轴器；314、第一传感器；32、径向运动部分；321、斜臂；3211、第二金属底板；3212、本体；3213、第二丝杠；3214、第二导轨；3215、第二丝杠座； 322、径向运动块；3221、第二丝杠螺母；3222、第二滑块；323、第三驱动装置；3231、第三驱动电机；3232、第二减速器；3233、第二联轴器；324、第二传感器；

4、探头引导机构；41、基座；42、监控模块；421、灯；422、摄像头；43、导管接头；44、导引端口；45、滑块面板；

5、编码器。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。

实施例一：参见附图1所示。一种核电站稳压器电加热元件套管涡流检查装置，用于对核电站中使用的电加热式稳压器设备中的电加热元件的套管进行涡流检查。该涡流检查装置包括主推车机构1、锁紧链机构2、直线运动机构3、探头引导机构4以及主控制装置。当试用其进行涡流检查时，需将其固定在电加热元件套管的直管段的外管壁上，主控制装置控制其运动，实现精确定位。

参见附图2所示。主推车机构1包括推车主体11以及设置于推车主体11上的若干个运动轮12。推车主体11为金属壳，其内设置有与主控制装置相信号连接的第一驱动装置，第一驱动装置与至少一个运动轮12相传动连接用于驱动运动轮12转动。

在本实施例中，推车主体11上设置有四个运动轮12，运动轮12两两一组分为一组驱动轮121和一组从动轮122，两个驱动轮121之间通过主动轴13相同轴连接，两个从动轮122分别通过从动轴14与推车主体11相连接，第一驱动装置与主动轴13相传动连接。第一驱动装置为第一驱动电机15，推车主体11上设置有传动轴16，传动轴16与第一驱动电机15的输出轴相同轴连接，第一驱动电机15的输出轴上设有与其同轴转动的驱动齿轮17，驱动轴上设置有与其同轴转动的从动齿轮，驱动齿轮17和从动齿轮相啮合。当第一驱动电机15运转时，其通过相啮合的驱动齿轮17和从动齿轮将动力传递给驱动轴，从而使驱动轮121沿直管段的外管壁运动，而从动轴14与驱动轴同步转动。从动轴14上设置有与主控制装置相信号连接的编码器5，用于计算主推车机构1在管壁的周向上的行程。

锁紧链机构2包括两条滚子链条组21和辅助小车22。两条滚子链条组21的一端分别通过弹簧23与推车主体11相连接，一条滚子链条组21的另一端与辅助小车22相固定连接，另一条滚子链条组21的另一端与辅助小车22相可拆卸的连接。

滚子链条组21包括若干条滚子链条211。参见附图3所示。滚子链条211包括若干个相串联的滚子链节2111，滚子链条211上沿其延伸方向还分布设置有若干个小轮2112，滚子链条211的端部设置有连接件2113。在本实施例中，滚子链条组21包括三条滚子链条211，分别为第一链条212、第二链条213和第三链条214。第一链条212的第一端和第二链条213的第一端通过第一连接杆215相连接，第一链条212的第二端和第二链条213的第二端通过第二连接杆216相连接，第一链条212、第二链条213、第一连接杆215、第二连接杆216构成矩形结构。其中，滚子链条211与第一连接杆215或第二连接杆216之间即通过其端部的连接件2113相转动连接。第一连接杆215和第二连接杆216上分别设置有轮子217。第二连接杆216通过两个弹簧23与推车主体11相连接。第三链条214的一端与第一连接杆215的中部相连接，第三链条214的另一端与辅助小车22相连接。辅助小车22两侧的两端滚子链条组21相对称设置。

推车主体11、滚子链条组21和辅助小车22构成环绕套箍于套管的直管段的外圆周上并能够沿其周向移动的环形机构。当第一驱动电机15工作时，通过各运动轮12、小轮2112、轮子217与管壁之间的摩擦力，该环形结构即能环绕管壁的外周进行周向移动。

参见附图4所示。辅助小车22包括车体221以及设置于车体221上的滚轮222，一条滚子链条组21的端部通过可调节连接杆机构223与车体221相固定连接，另一条滚子链条组21的端部通过插销机构224与车体221相可拆卸的连接。

可调节连接杆机构223包括可转动的安装于车体221上的调节丝杠2231、设置于调节丝杠2231上并沿其轴向移动的调节丝杠螺母2232、设置于调节丝杠螺母2232上的弧形连接杆2233，调节丝杠2231的一端部设置有锁紧螺母2234，弧形连接杆2233与调节丝杠螺母2232之间通过栓塞2235锁紧。调节丝杠2231通过调节丝杠座2236安装于车体221上。当调节锁紧螺母2234时，即可使调节丝杠螺母2232带动弧形连接杆2233沿调节丝杠2231移动，从而实现环形结构的松紧调整，通过弹簧23的弹力而使环形结构合适的绕箍在管壁的周向上。

插销机构224包括可插拔的设置于车体221上的插销件2241，滚子链条组21的端部开设有与插销件2241相配合的插销孔。若要拆装该涡流检查装置，则需将插销机构224打开或插入即可，方便快捷。

直线运动机构3包括轴向运动部分31和径向运动部分32。

参见附图5所示。轴向运动部分31包括轴向运动轨道311、设置于轴向运动轨道311上并能够沿轴向运动轨道311的轴向进行移动的轴向运动块312、与主控制装置相信号连接并驱动轴向运动轨道311和轴向运动块312之间相对移动的第二驱动装置313。轴向运动轨道311、第二驱动装置313均通过第一金属底板3111设置于推车主体11上并位于环形机构的外侧。轴向运动轨道311的轴向沿环形机构的轴向设置，其包括第一丝杠3112、设置于第一丝杠3112的轴向的两侧并与其相平行的两条第一导轨3113。其中，第一丝杠3112通过第一丝杠座3114安装于推车主体11上，而第一丝杠座3114和第一导轨3113则通过螺钉固定安装于推车主体11上。轴向运动块312包括与第一丝杠3112相配合的第一丝杠螺母3121以及与第一导轨3113相配合并与第一丝杠螺母3121相联动的第一滑块3122。第二驱动装置313为相连接的第二驱动电机3131和第一减速器3132，第一减速器3132的输出轴与第一丝杠3112通过第一联轴器3133相同轴连接。第一减速器3132上还设置有与主控制装置相信号连接并计算轴向行程的编码器5。第一轨道311上设置有第一传感器314，其用于设定行程的零点。当第二驱动装置313运转时，轴向运动块312沿轴向运动轨道311的轴向移动，从而调节涡流检测探头的高度。

参见附图6所示。径向运动部分32包括通过第二金属底板3211与轴向运动块312相固定连接的斜臂321、设置于斜臂321上并能够沿斜臂321的轴向移动的径向运动块322、与主控制装置相信号连接并驱动斜臂321和径向运动块322之间相对移动的第三驱动装置323。第三驱动装置323设置于斜臂321上，斜臂321包括本体3212、第二丝杠3213、设置于第二丝杠3213的轴向的两侧并与其相平行的两条第二导轨3214，第二丝杠3213通过第二丝杠座3215安装于本体3212上。斜臂321的轴向沿环形机构的径向设置，且斜臂321沿环形机构的截面倾斜设置。其中，第三驱动装置323包括相连接的第三驱动电机3231和第二减速器3232，第二减速器3232的输出轴与第二丝杠3213通过第二联轴器3233相同轴连接。第二减速器3232上还设置有与主控制装置相信号连接并计算径向行程的编码器5。本体3212上还设置有第二传感器324，其用于设定行程的零点。径向运动块322包括与第二丝杠3213相配合的第二丝杠螺母3221以及与第二导轨3214相配合并与第二丝杠螺母3221相联动的第二滑块3222。当第三驱动装置323运转时，径向运动块322沿径向运动轨道的轴向移动，从而对套管进行径向定位。

参见附图7所示。探头引导机构4用于引导涡流检测探头进入电加热元件套管内，其设置于径向运动块322上，其包括基座41、安装于基座41上的监控模块42、设置于基座41上的导管接头43和导引端口44，监控模块42内设置有灯421和摄像头422。灯421采用LED灯，其提供监控照明，摄像头422用来监控探头的出入情况，保证检测设备的安全和检测工作的质量。导管接头43和导引端口44连接钢管固定在基座41上，导管接头43与导管连接，涡流检测用探头通过导引端口44进入被检管内，探头导引机构通过滑块面板45固定在径向运动模块上，通过轴向运动部分31和径向运动部分32的两个自由度来实现探头导引机构的轴向和径向运动位置调节。

本核电站稳压器电加热元件套管涡流检查装置有4个部分，并具有周向、轴向、径向3个自由度，各部分安装拆卸快捷，搬运方便，结构简单，容易操作，自动化程度较高，使用可靠性高，稳定安全，能够实现全部范围内稳压器电加热元件套管的自动检查，提高了涡流探伤的工作效率，减少在役检查人员受照的剂量。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。