反應(yīng)堆壓力容器底封頭貫穿件檢查系統(tǒng)及檢測方法
【專利說明】反應(yīng)堆壓力容器底封頭貫穿件檢查系統(tǒng)及檢測方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及核電無損檢測領(lǐng)域，特別涉及一種反應(yīng)堆壓力容器底封頭貫穿件檢查系統(tǒng)及檢測方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]核反應(yīng)堆壓力容器是核電站最為重要的部件之一，為RCC-M核安全一級設(shè)備。核反應(yīng)堆壓力容器的質(zhì)量是保證核動力系統(tǒng)安全運(yùn)行的關(guān)鍵，是核電站整個(gè)壽命內(nèi)唯一不可更換的大型部件。為確定核反應(yīng)堆壓力容器的質(zhì)量，核電廠和核動力裝置的檢驗(yàn)規(guī)范和大綱中，對反應(yīng)堆壓力容器上的各焊縫及其它部位提出了無損檢測的強(qiáng)制性要求，并指定分別在投入使用前和運(yùn)行一定時(shí)間間隔后對反應(yīng)堆壓力容器實(shí)施役前和在役檢查。役前和在役檢查結(jié)果是分析評定壓力容器運(yùn)行狀態(tài)的重要依據(jù)。
[0005]核反應(yīng)堆壓力容器役前和在役檢查是非常復(fù)雜的過程，必須使用專用的機(jī)械檢查設(shè)備和裝置來完成。由于核反應(yīng)堆壓力容器底封頭貫穿件特殊的結(jié)構(gòu)，對其檢查需要在19米深的水環(huán)境下進(jìn)行，且檢查過程具有放射性。此外，核反應(yīng)堆壓力容器底封頭貫穿件內(nèi)徑僅為15.5毫米，但檢查深度達(dá)到650毫米以上，檢查過程探頭在其內(nèi)部運(yùn)動，對其定位要求非常高。如果檢查裝置定位不準(zhǔn)或發(fā)生意外擾動，容易造成探頭在BMI內(nèi)部斷裂從而給壓力容器本身造成重大隱患。同時(shí)，核反應(yīng)堆壓力容器底封頭貫穿件分布于以壓力容器中軸線為圓心的23個(gè)不同半徑圓周上，不同圓周上的貫穿件所處的弧面傾斜角度不同，外壁渦流探頭掃查的軌跡也不同。因此，對外壁檢查設(shè)備渦流探頭運(yùn)動的適應(yīng)性要求高，否則，容易造成外壁渦流探頭在掃查過程與貫穿件J焊縫貼合不緊或者出現(xiàn)探頭卡澀情況。公開專利CN103985424A (核反應(yīng)堆壓力容器無損檢測機(jī)器人及其檢測方法)、CN203465957U (—種核電站反應(yīng)堆壓力容器檢查裝置)、CN104464849A (一種核電站反應(yīng)堆壓力容器檢查裝置)等可以對反應(yīng)堆壓力容器整體進(jìn)行超聲或視頻檢查，但是由于BMI結(jié)構(gòu)內(nèi)徑小、深度大，檢查裝置無法完成精準(zhǔn)定位，將探頭送至BMI內(nèi)部完成檢查，同時(shí)，此類設(shè)備或裝置的重量較大，出現(xiàn)的任何異常動作都可能導(dǎo)致BMI結(jié)構(gòu)受到較大的橫向傾覆力，從而產(chǎn)生巨大的安全隱患。
[0006]公開專利201010576226.8 (壓力容器頂蓋貫穿管件超聲自動檢查裝置)、201010591741.3 (管件內(nèi)部電視檢查攝像頭組合結(jié)構(gòu))、201010587911.0 (管件內(nèi)部超聲檢查探頭組合結(jié)構(gòu))、美國專利 20140211902(INSPECT10N APPARATUS FOR PENETRAT1N PIPEOF NUCLEAR REACTOR HEAD)等此類技術(shù)主要是針對反應(yīng)堆壓力容器頂蓋貫穿件檢查應(yīng)用，其不能滿足水下19深的安裝和作業(yè)環(huán)境。此外，頂蓋貫穿件結(jié)構(gòu)要遠(yuǎn)大于底封頭貫穿件，檢查裝置定位難度要遠(yuǎn)低于底封頭貫穿件檢查要求，探頭結(jié)構(gòu)也有足夠的空間布置。
[0007]論文(1000MW級壓水堆反應(yīng)堆壓力容器CRDM及BMI貫穿件J型焊縫超聲波檢驗(yàn)技術(shù)研宄，2010中國核電產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新與發(fā)展論壇論文集)報(bào)道的檢驗(yàn)技術(shù)研宄主要針對BMI結(jié)構(gòu)在制造廠環(huán)境下的檢驗(yàn)，既不涉及核電站現(xiàn)場的輻射環(huán)境，也不能實(shí)現(xiàn)水下19米深的安裝和作業(yè)環(huán)境。
[0008]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是提供一種反應(yīng)堆壓力容器底封頭貫穿件檢查系統(tǒng)。
[0010]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種反應(yīng)堆壓力容器底封頭貫穿件檢查系統(tǒng)，它包括機(jī)械掃查部、超聲/渦流/視頻無損檢測部、控制所述機(jī)械掃查部動作的電氣控制部，超聲/渦流/視頻無損檢測部分別具有超聲探頭/渦流探頭/攝像頭，所述機(jī)械掃查部包括外壁檢查裝置、內(nèi)壁檢查裝置、操作平臺、連接于所述操作平臺與外壁檢查裝置或內(nèi)壁檢查裝置之間的長桿組件，所述外壁檢查裝置包括用于安裝并使所述渦流探頭在繞貫穿件轉(zhuǎn)動時(shí)能夠始終緊貼在貫穿件和底封頭上的自適應(yīng)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動所述自適應(yīng)機(jī)構(gòu)沿貫穿件軸向運(yùn)動的第一軸向驅(qū)動機(jī)構(gòu)、驅(qū)動所述自適應(yīng)機(jī)構(gòu)沿所述貫穿件周向運(yùn)動的第一周向驅(qū)動機(jī)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)外壁檢查裝置定位的第一定位機(jī)構(gòu)，所述內(nèi)壁檢查裝置包括用于固定安裝所述超聲探頭或攝像頭的支架、驅(qū)動所述支架沿貫穿件軸向運(yùn)動的第二軸向驅(qū)動機(jī)構(gòu)、驅(qū)動所述支架沿所述貫穿件周向運(yùn)動的第二周向驅(qū)動機(jī)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)內(nèi)壁檢查裝置定位的第二定位機(jī)構(gòu)，所述外壁檢查裝置和所述內(nèi)壁檢查裝置的上端分別設(shè)置有第一浮力塊和第二浮力塊，第一浮力塊使外壁檢查裝置豎立于水中且保證渦流探頭位于下方，第二浮力塊使內(nèi)壁檢查裝置豎立于水中且保證支架位于下方。
[0011]所述第一軸向驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括上下位相對設(shè)置的第一上固定盤和第一下固定盤、連接于第一上固定盤和第一下固定盤之間的且對稱設(shè)置的兩根第一導(dǎo)軌、滑動連接于兩根所述第一導(dǎo)軌上的圓盤形第一活動平臺、第一絲桿機(jī)構(gòu)、第一絲桿驅(qū)動電機(jī)，所述第一絲桿機(jī)構(gòu)的螺桿穿設(shè)于所述第一活動平臺上，其下端轉(zhuǎn)動連接于所述第一下固定盤上，所述第一絲桿機(jī)構(gòu)的螺母固定于所述第一活動平臺上且套設(shè)在所述第一絲桿機(jī)構(gòu)的螺桿上，所述第一絲桿驅(qū)動電機(jī)固定于所述第一上固定盤上。
[0012]所述第一周向驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括與所述第一活動平臺樞軸連接的第三活動平臺、與所述第三活動平臺相固定且通過連接柱同軸固定連接的第四活動平臺、多個(gè)側(cè)面周圈開設(shè)有呈V型槽且呈環(huán)形分布的導(dǎo)軌滾輪、穿設(shè)于所述第一活動平臺上的第一花鍵軸、驅(qū)動所述第一花鍵軸轉(zhuǎn)動的第一花鍵軸電機(jī)、轉(zhuǎn)動連接于所述第一活動平臺下端面上且套設(shè)在所述第一花鍵軸上的第一齒輪，所述第一花鍵軸電機(jī)固定于所述第一上固定盤上且與所述第一絲桿驅(qū)動電機(jī)相對稱設(shè)置，所述第三活動平臺下端面設(shè)置有與所述導(dǎo)軌滾輪側(cè)面上的V型槽相匹配且朝向所述第三活動平臺軸心線的V型突起，V型突起呈環(huán)狀卡設(shè)在多個(gè)所述導(dǎo)軌滾輪上從而使第三活動平臺轉(zhuǎn)動連接在第一活動平臺上，所述第三活動平臺下端面還設(shè)有環(huán)狀的齒圈，所述齒圈與所述第一齒輪相嚙合，當(dāng)所述第一齒輪轉(zhuǎn)動時(shí)，所述第三活動平臺在第一活動平臺上轉(zhuǎn)動。
[0013]所述自適應(yīng)機(jī)構(gòu)包括多根穿設(shè)在所述第四活動平臺上且上端能夠擔(dān)設(shè)在所述第四活動平臺上的浮動導(dǎo)軌、與多根所述浮動導(dǎo)軌下端相固定連接的浮動盤、兩塊位于所述浮動盤邊緣且沿所述浮動盤軸線方向向下延伸的垂直連板、轉(zhuǎn)動連接于兩塊所述垂直連板之間且轉(zhuǎn)軸與貫穿件轉(zhuǎn)軸相垂直的安裝塊、穿設(shè)于所述安裝塊上的導(dǎo)向桿、固定于所述安裝塊上且軸線與所述導(dǎo)向桿軸線相平行的自適應(yīng)氣缸、固定在所述導(dǎo)向桿下端部的U型的連接框、與所述連接框相鉸鏈且轉(zhuǎn)軸與所述安裝塊的轉(zhuǎn)軸相平行的連接座，所述浮動盤上安裝有攝像頭，自適應(yīng)氣缸的活塞桿與所述連接框固定連接，所述渦流探頭轉(zhuǎn)動連接于所述連接座上，渦流探頭的轉(zhuǎn)軸與所述貫穿件轉(zhuǎn)軸所在平面與所述連接座轉(zhuǎn)軸相垂直，所述連接座與所述連接框的非鉸鏈端之間連接有拉簧，渦流探頭在轉(zhuǎn)動掃查時(shí)，能隨底封頭弧形表面上下浮動。
[0014]所述第一定位機(jī)構(gòu)包括穿設(shè)于所述浮動盤內(nèi)且上端固定于第一下固定盤下方的呈筒狀的第一定位座，所述第一定位座內(nèi)壁在同一高度上均勻有多個(gè)第一夾緊氣缸和一個(gè)第一定位塊。
[0015]所述第二軸向驅(qū)動機(jī)構(gòu)上下位相對設(shè)置的第二上固定盤和第二下固定盤、連接于第二上固定盤和第二下固定盤之間的且對稱設(shè)置的兩根第二導(dǎo)軌、滑動連接于兩根所述第二導(dǎo)軌上的圓盤形第二活動平臺、第二絲桿機(jī)構(gòu)、第二絲桿驅(qū)動電機(jī)，所述第二絲桿機(jī)構(gòu)的螺桿穿設(shè)于所述第二活動平臺上，其下端轉(zhuǎn)動連接于所述第二下固定盤上，所述第二絲桿機(jī)構(gòu)的螺母固定于所述第二活動平臺上且套設(shè)在所述第二絲桿機(jī)構(gòu)的螺桿上，所述第二絲桿驅(qū)動電機(jī)固定于所述第二上固定盤上。
[0016]所述第二周向驅(qū)動機(jī)構(gòu)穿設(shè)于所述第二活動平臺上的第二花鍵軸、驅(qū)動所述第二花鍵軸