核电站控制棒导向筒开口销探头组件

摘要

本发明公开了一种核电站控制棒导向筒开口销探头组件，其包括探头晶片、用于固定探头晶片的晶片固定架、底板以及连接于底板和晶片固定架之间的第一缓冲组件，第一缓冲组件与晶片固定架之间还设有第二缓冲组件，第二缓冲组件包括与第一缓冲组件相连接的中板、套设于中板上的筒体以及固定于筒体内部的弹性橡胶圈，晶片固定架固定插设于弹性橡胶圈内且与中板间存在间隙，探头晶片与晶片固定架高出第二缓冲组件部分的高度大于开口销凹槽最深处至上栅格板下端面的距离，该距离为压缩距离。本发明能够自适应定位误差和安装误差，超声探头与开口销接触压力恒定，有利于超声波检查的可重复性。

说明书

技术领域

本发明涉及核电检测领域，特别涉及一种核电站控制棒导向筒开口销探头组件。

背景技术

控制棒导向筒开口销位于核电站反应堆上部堆内构件内，其作用是为控制棒导向筒提供定位和横向支承，是核电机组功率调节和应急停堆时控制棒能否按要求下落的重要影响因素。国外核电站多次出现开口销失效现象，其后果体现在两个方面，其一是控制棒导向筒错位，进而影响控制棒下落时间，其二是断裂的开口销部件作为异物进入核电站一回路中循环，会损伤其他重要设备，影响核电设备的完整性。因此有必要对控制棒导向筒开口销实施在役检查，以监测其运行过程中的质量状态，提高核电站的可靠性、安全性、完整性。

在役检查一般在核电机组大修过程中进行。大修时，上部堆内构件组件整体被存放在构件水池内。为进行开口销关键区域的超声波检查，需将一种扁形探头插入开口销凹槽中，凹槽在安装状态宽度在2.696mm～2.896mm之间，而受探头晶片尺寸限制，探头组件宽度在2.4mm左右，水下定位精度要求较高。而且开口销端部凹入上栅格板底面37.75mm，这对开口销端面的观察和定位带来了很大难度。另外，核电机组运行20年多年后，零部件的变形和装配公差等因素可能造成开口销一定程度偏斜，因此需探头组件具有一定的柔性，能够适应该情况；另外，由于超声探头与开口销接触压力恒定才利于超声波检查的可重复性，而为了提供这种恒定压力往往需要设置压力检测与调节机构，在尺寸较小的探头组件上设置上述结构难度极大。

发明内容

本发明的目的是提供一种能自适应且能提供恒定接触压力从而保证检测可重复性的核电站控制棒导向筒开口销探头组件。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种核电站控制棒导向筒开口销探头组件，其包括探头晶片、用于固定所述探头晶片的晶片固定架、底板以及连接于所述底板和所述晶片固定架之间的第一缓冲组件，所述第一缓冲组件与所述晶片固定架之间还设有第二缓冲组件，所述第二缓冲组件包括与所述第一缓冲组件相连接的中板、套设于所述中板上的筒体以及固定于所述筒体内部的弹性橡胶圈，所述晶片固定架固定插设于所述弹性橡胶圈内且与所述中板间存在间隙，所述探头晶片与所述晶片固定架高出所述第二缓冲组件部分的高度大于开口销凹槽最深处至上栅格板下端面的距离，该距离为压缩距离。

优化的，所述探头组件还包括封盖于所述筒体上且套设于所述晶片固定架上的盖板。

优化的，所述中板下端面具有向下延伸的延伸柱以及由延伸柱下端部沿延伸柱的径向向外延伸的环形板，所述第一缓冲组件包括多个同时穿设于所述环形板与所述底板内的导向柱、套设于每个所述导向柱上且位于所述环形板与所述底板之间的支撑弹簧，所述导向柱两端设有防止其从环形板和底板上脱落的螺帽。

优化的，所述晶片固定架下端部具有沿径向向外延伸的卡板，所述弹性橡胶圈中部开设有贯通的通孔，所述通孔内壁设有与所述固定环相匹配的卡槽，所述卡板卡设于所述卡槽内。

优化的，所述压缩距离1～5mm。

进一步的，所述卡板呈跑道状，其具有两相平行的直边及连接于两直边之间的的弧形边。

本发明的有益效果在于：本发明能够自适应定位误差和堆内构件安装误差，探头晶片与开口销接触压力恒定，有利于超声波检查的可重复性。

附图说明

图1：探头组件的立体视图；

图2：探头组件的剖视图；

图3：探头组件的剖视图；

图4：探头组件贴紧开口销凹槽后，探头组件盖板与上栅格板底面距离3mm。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本发明作以下详细描述：

如图1、2、3所示，核电站控制棒导向筒开口销探头组件包括探头晶片71、用于固定所述探头晶片71的晶片固定架72、底板78、连接于所述底板78和所述晶片固定架72之间的第一缓冲组件以及设于所述第一缓冲组件与所述晶片固定架72之间的第二缓冲组件。

所述第二缓冲组件包括与所述第一缓冲组件相连接的中板75、套设于所述中板75上的筒体74、固定于所述筒体74内部的弹性橡胶圈79以及封盖于所述筒体74上且套设于所述晶片固定架72上的盖板73，所述晶片固定架72固定插设于所述弹性橡胶圈79内且与所述中板75间存在间隙，所述探头晶片71与所述晶片固定架72高出所述第二缓冲组件部分的高度大于开口销721凹槽最深处至上栅格板722下端面的距离，该距离为压缩距离，所述压缩距离1～5mm。所述晶片固定架72下端部具有沿径向向外延伸的卡板716，所述弹性橡胶圈79中部开设有贯通的通孔，所述通孔内壁设有与所述卡板716相匹配的卡槽，所述卡板716卡设于所述卡槽内。所述卡板呈跑道状，其具有两相平行的直边及连接于两直边之间的的弧形边。当探头晶片71需要适应性旋转使，弹性橡胶圈79随晶片固定架72旋转变形，并在完成检测后复位。

所述中板75下端面具有向下延伸的延伸柱714以及由延伸柱714下端部沿延伸柱714的径向向外延伸的环形板715，所述第一缓冲组件包括多个同时穿设于所述环形板715与所述底板78内的导向柱76、套设于每个所述导向柱76上且位于所述环形板715与所述底板78之间的支撑弹簧77，所述导向柱76两端设有防止其从环形板715和底板78上脱落的螺帽717。

如图4所示，当探头组件顶端接触开口销721端面时，如有一定的定位偏差或安装误差，探头组件可以靠弹性橡胶圈79和支撑弹簧77发生形变自动调整姿态；当探头组件顶端接触到开口销721凹槽顶端后，驱动探头上下移动的垂直升降机构(气缸等机构均可实现，非本发明重点，在此不做赘述)继续上升，直至盖板73与上栅格板722接触，支撑弹簧77和弹性橡胶圈79开始压缩。此时，探头组件与开口销721接触压力为支撑弹簧77和弹性橡胶圈79总共产生1～5mm的形变的弹力，并保持不变，在本实施例中，橡胶的弹性系数为10N/mm，通过调含胶量和硬度实现，探头受到压力最佳为30N，因此形变3mm时最佳。本探头组件具有一定的柔性，自适应定位误差和安装误差，且无需附加检测压力的设备就能实现超声探头与开口销721接触压力恒定在所需范围内，有利于超声波检查的可重复性。

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。