專利名稱：分節(jié)式插桿組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及蒸汽發(fā)生器的清潔領(lǐng)域，特別是涉及一種能進出蒸汽發(fā)生器腔室的管束間管子區(qū)域或其它有限空間并從中去除淤渣的新穎而實用的裝置和方法。
在核電站中，采用諸如再循環(huán)蒸汽發(fā)生器或直流蒸汽發(fā)生器之類的蒸汽發(fā)生器進行熱交換，以便產(chǎn)生蒸汽來驅(qū)動汽輪機。由核反應(yīng)堆內(nèi)芯加熱的初級液流流過蒸汽發(fā)生器內(nèi)的管束。供給至管束周圍空間內(nèi)的次級液流(通常是水)可接受來自管束的熱量，并轉(zhuǎn)變成用于驅(qū)動汽輪機的蒸汽。在冷卻和冷凝之后，次級液流被重新引回管束周圍的空間，從而形成一個連續(xù)的蒸汽發(fā)生循環(huán)。因為有恒定的高溫和惡劣的工況，所以在各管子在下部以及支承管子的管片上會積聚淤渣。淤渣主要包括諸如四氧化三鐵之類的鐵的氧化物，它們會使管子的熱傳遞效率降低，并導(dǎo)致腐蝕。因此，必須對管子進行周期性地清潔，以去除淤渣。目前可以獲得各種不同類型的裝置和方法來完成這一任務(wù)。
插入能攜帶水管、攝像機和其它物品的可移動的插桿(lance)經(jīng)常是較有利的。然而，為了抵達蒸汽發(fā)生器腔室的遠(yuǎn)端壁或進入各熱交換管之間的內(nèi)部腔室，需要有相對較為細(xì)長和柔性的插桿。用于插桿和其它物品的支承件需要在蒸汽發(fā)生器內(nèi)對各工作端頭加以精確地引導(dǎo)，以便進行管間清洗、檢查和/或維修。核電廠內(nèi)靠近蒸汽發(fā)生器外側(cè)的空間通常會出于其它一些考慮而受到限制。由于在非使用時很難或根本不可能加以儲藏，所以非常長的非柔性插桿和支承件的應(yīng)用范圍很有限。
從授予Bowman等人的美國專利4,980,120；授予Kamler的美國專利5,411,043、5,509,609和5,570,969；以及授予Vandenberg的美國專利5,555,851、5,570,660和5,572,957中可以獲得有關(guān)淤渣清洗用插桿的信息。
本發(fā)明的一個目的在于，提供一種用于插入一核能蒸汽發(fā)生器內(nèi)的插桿，該插桿可支承在蒸汽發(fā)生器內(nèi)，并且可以很方便地儲存在蒸汽發(fā)生器外側(cè)的有限空間內(nèi)。
本發(fā)明的另一個目的在于，提供一種用于插桿或其它細(xì)長結(jié)構(gòu)的支承件，在蒸汽發(fā)生器外側(cè)是柔性的，但是在蒸汽發(fā)生器內(nèi)部是剛性的。
因此，本發(fā)明提供了一種具有分節(jié)支承件的插桿，所述支承件可通過一直線電動機可移動地插入一核能蒸汽發(fā)生器的壁。插桿的一端具有一活節(jié)頭部，該頭部先被插入蒸汽發(fā)生器腔室。支承件具有左、右側(cè)引導(dǎo)節(jié)。每一側(cè)的引導(dǎo)節(jié)可樞轉(zhuǎn)地結(jié)合。左、右側(cè)接頭向著與另一側(cè)接頭相反的方向樞轉(zhuǎn)，各節(jié)之間的接頭在水平方向相互偏移。有一側(cè)的各節(jié)可以靠在另一側(cè)的內(nèi)部，從而圍繞插桿。
插桿和各引導(dǎo)節(jié)借助一單個直線電動機從蒸汽發(fā)生器壁上的一開口進入蒸汽發(fā)生器。每個支承側(cè)的各節(jié)可以在送給之前卷起收折。每一側(cè)的一個端部節(jié)緊固在插桿的靠近活節(jié)頭的那一端?；罟?jié)頭延伸過支承件，并且可相對于支承插桿的其余部分移動，以便在一個特定的工作面上引導(dǎo)插桿的工作端進行檢查、清洗、維修或測試。
在支承件的一個變化型實施例中，具有一用于插桿的凹槽支承件的一系列剛性引導(dǎo)節(jié)是通過若干個鉸鏈相互接合，所述鉸鏈可允許支承件在蒸汽發(fā)生器腔室之外折疊地收藏。當(dāng)馬上就要將支承件穿過蒸汽發(fā)生器的腔室壁之前，可以將鉸鏈鎖定。類似地，可以采用單個的直線引導(dǎo)電機或兩個電動機將插桿和支承件穿過腔室壁插入。一活節(jié)頭從蒸汽發(fā)生器的剛性支承件的端部延伸。
使本發(fā)明區(qū)別以往的各個新穎的特征將在所附權(quán)利要求書中指出，并且構(gòu)成本申請揭示內(nèi)容的一部分。為了更好地理解本發(fā)明、其操作優(yōu)點以及利用本發(fā)明所能實現(xiàn)的特定目的，下面請參考附圖和一較佳實施例來詳細(xì)地描述本發(fā)明。


圖1是一具有本發(fā)明插桿和支承件的腔室的立體圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一支承件的俯視平面圖；圖3是沿圖2中的線3-3剖取的支承件和插桿的剖視圖；圖4是本發(fā)明的另一變化型插桿和支承件的立體剖示圖；圖5是圖4中的鉸鏈接頭A的放大立體圖；圖6是與圖5所示鉸鏈接頭一起使用的一個固定螺釘?shù)膫?cè)視圖；圖7是另一變化型實施例的支承件和插桿的剖視圖；現(xiàn)請參見各附圖，其中相同的標(biāo)號表示相同的或功能類似的構(gòu)件。圖1示出了一個核能蒸汽發(fā)生器腔室55(為清楚起見，沒有示出通常位于該腔室內(nèi)的熱交換管)，該腔室具有一保持著一個插桿結(jié)構(gòu)10的腔室壁50。腔室55包括但不限于在核能蒸汽發(fā)生器技術(shù)領(lǐng)域眾所周知的U形熱交換管束，在其靠近中央處具有一“無管通道”，并具有一圍繞蒸汽發(fā)生器外周的環(huán)形空間。在蒸汽發(fā)生器內(nèi)有多個熱交換管(未示)，在這些熱交換管之間帶有預(yù)定的間隙或通道。蒸汽發(fā)生器可以是坎杜(CANDU)型或其它類型的。插桿結(jié)構(gòu)10具有一穿過安裝在支架92上的驅(qū)動電機90(最好是一個直線驅(qū)動電機)而插入的柔性插桿20，支架92最好是與左、右支承引導(dǎo)件30，40一起緊固于一可轉(zhuǎn)動的安裝支架95。
插桿20最好是如同授予Kamler的美國專利5,570,969(可全文引用于此以作參考)所揭示的那樣構(gòu)造而成。一個活節(jié)引導(dǎo)頭25可允許插桿20指向選定區(qū)域并在腔室55內(nèi)移動，例如管束間的管子區(qū)域(未示)或其它不可及區(qū)域。插桿20可以被用來提供水之類的清潔用流體以清洗這些區(qū)域，或用于攜帶一攝像機鏡頭和相關(guān)電線和/或光纖以對腔室55進行檢查，或用于攜帶其它維修或檢測用儀器以及搜尋和修補(retrieval)檢索用或測試腔室55內(nèi)的構(gòu)件整體性用的工具。本申請中采用的術(shù)語“插桿”旨在涵蓋所有這些應(yīng)用的單獨或組合的應(yīng)用，例如可以在用水清洗的同時利用一攝像機鏡頭來進行檢查。
左、右支承引導(dǎo)件30，40都是多個相互鉸接的節(jié)35，45組成。如圖2所示，每個支承引導(dǎo)件30，40的鉸鏈130，140是構(gòu)造成能相對于另一個支承引導(dǎo)件40，30的鉸鏈反向地樞轉(zhuǎn)。各鉸鏈130，140的樞轉(zhuǎn)方向由圓形箭頭P表示。每個支承引導(dǎo)件30，40的第一節(jié)34，44通過一對銷子60或其它合適的連接件連接于活節(jié)引導(dǎo)頭25(或者可以連接于一具有固定角度的引導(dǎo)頭)。左支承引導(dǎo)件30的第一節(jié)34最好是比較短，從而使連接左側(cè)節(jié)34，35的鉸鏈130與右側(cè)節(jié)44，45的鉸鏈140沿軸向相互偏移它們的一半長度。
圖3更清楚地示出了左側(cè)和右側(cè)支承引導(dǎo)件30，40在圍繞插桿20的節(jié)35，45之間的重疊關(guān)系。當(dāng)支承引導(dǎo)件30，40處于如圖1，2和4所示的使用位置時，這種重疊關(guān)系可以為插桿20提供改進的支承和保護。然而，當(dāng)處于使用位置時，插桿20還是可以在支承引導(dǎo)件30，40以及節(jié)35，45的范圍內(nèi)滑動。
請重新參見圖1，圖中所示的位于壁50外側(cè)的左、右支承引導(dǎo)件30，40的各節(jié)正處于一種盤卷位置或簡單避開的位置。與不可收折的引導(dǎo)件相比，鉸鏈130，140可允許將支承引導(dǎo)件30，40儲藏在小得多的空間內(nèi)。通過驅(qū)動直線驅(qū)動電機90，可以將插桿20和引導(dǎo)件30，40從儲備位置穿過壁50插入腔室55。驅(qū)動電機90可以基本上同時抽動支承引導(dǎo)件30，40和插桿20通過壁50，并使支承結(jié)構(gòu)10的構(gòu)件從儲備位置對準(zhǔn)至使用位置。
由于鉸鏈130，140方向相反地樞轉(zhuǎn)并沿著插桿20的長度方向軸向地相互偏移，一旦支承引導(dǎo)件30，40圍繞插桿20對準(zhǔn)，左和右支承引導(dǎo)件30，40就可以形成一個剛性支承，并引導(dǎo)腔室55內(nèi)的插桿20，同時允許插桿20在腔室55內(nèi)滑動。有兩個結(jié)構(gòu)特征相互協(xié)作，使得支承引導(dǎo)件30，40在使用過程中于腔室內(nèi)保持剛性，這兩個特征是(1)支承引導(dǎo)件30，40借助銷子60連接于引導(dǎo)頭25，以及(2)支承引導(dǎo)件30，40的對面兩端保持在驅(qū)動電機90和可轉(zhuǎn)動安裝件95內(nèi)。插桿20可以圍繞插入軸線轉(zhuǎn)動，所述插入軸線包括但不限于帶有可轉(zhuǎn)動安裝件95的手孔、口子或檢查口，因而插桿20的工作端可以在腔室55內(nèi)正確地定位。如授予Vandenburg并可全文引用在此以作參考的美國專利5,555,851中所揭示的那樣，可采用一電動機(未示)來帶動系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)至任何所需位置。
在使用位置上的支承引導(dǎo)件的節(jié)35，45可以相互壓配，或者可以在引導(dǎo)件的各節(jié)中利用通常用于抽屜或櫥柜的磁性連接件，它們可作為附加的支承件，用于使引導(dǎo)件的各節(jié)在蒸汽發(fā)生器內(nèi)保持在一起。
使支承引導(dǎo)件的各節(jié)35，45在蒸汽發(fā)生器內(nèi)保持在一起的還有一種變化形式是采用球塞。此類裝置在本技術(shù)領(lǐng)域是眾所周知的，它們是彈簧加壓的球體，這些球體可以被緊固或置于支承引導(dǎo)件35的頂和/或底臂37，39(圖3)的內(nèi)部。支承引導(dǎo)件45內(nèi)合適位置上的一個相配凹槽或凹口與該球體配合，并將引導(dǎo)件35，45保持在一起。當(dāng)然，也可以將球塞放到引導(dǎo)節(jié)45內(nèi)，而在引導(dǎo)節(jié)35內(nèi)部設(shè)置一凹口或凹槽。每個支承引導(dǎo)節(jié)35，45都可以包括這個特征，或者可以將這一特征以一定的間隔有選擇地應(yīng)用于支承引導(dǎo)節(jié)中的某一些。
圖4示出了另一個折疊式插桿結(jié)構(gòu)10，其中插桿20由一單個的支承引導(dǎo)件70支承，該引導(dǎo)件具有至少兩個鉸接的引導(dǎo)節(jié)75，并且最好是有三個或更多個引導(dǎo)節(jié)75。支承引導(dǎo)件70可以由一個或多個引導(dǎo)驅(qū)動電機85，90來送給，所述電動機連接于腔室壁50內(nèi)的可轉(zhuǎn)動安裝件95。第二引導(dǎo)驅(qū)動電機85是用于將插桿20拉過壁50并與支承件對準(zhǔn)，引導(dǎo)件70可以如美國專利5,555,851所示的那樣。
在儲備位置上，引導(dǎo)節(jié)75可以在鉸鏈170處收折，因而支承引導(dǎo)節(jié)70在不使用時只占據(jù)較小的空間。
圖5示出了位于兩個引導(dǎo)節(jié)75之間的鉸鏈接頭A的放大視圖。當(dāng)把支承引導(dǎo)件70插入蒸汽發(fā)生器腔室55時，相鄰的引導(dǎo)節(jié)移入一對準(zhǔn)位置。如圖6所示的一個固定螺釘72被保持在引導(dǎo)節(jié)75的固定螺釘安裝塊171，172中。固定螺釘275是在其頂端向下旋入，開口173小于固定螺釘安裝塊171，172上的孔。因此，固定螺釘275是頂端移動的，并且不會從支承引導(dǎo)節(jié)70脫出。當(dāng)把固定螺釘275固定時，相互對準(zhǔn)的引導(dǎo)節(jié)75就可形成一單個的剛性支承引導(dǎo)件70。
在支承引導(dǎo)件70的一側(cè)形成有一用于保持插桿20的凹槽175。另外，由圖7清楚可見，在支承引導(dǎo)件70的內(nèi)部可以設(shè)置一個用于容納電線、電纜或其他物件的空間33。在該實施例中，支承引導(dǎo)件70是由三個部分72，73，74構(gòu)成。覆蓋件72最好是由尼龍、聚合物、塑料或類似Tyvar或Delrin的材料制成。該部分包括凹槽175，其內(nèi)還包括一個小一些的凹槽177。凹槽177形成了一個讓一可供選擇的攝像探頭連接于插桿20的間隙空間。端蓋73最好是由鋁制成。引導(dǎo)件74也最好是由鋁制成。端蓋73和引導(dǎo)件74通過諸如螺栓之類合適的緊固件可拆卸地相互緊固，以提供剛性。覆蓋件72也借助可拆卸地緊固件緊固于端蓋和引導(dǎo)件74，它可以保護熱交換管免遭擦傷，并可接納插桿20?？臻g33可提供一個用于容納電線、攝像電纜、光纖、控制電纜等的位置。
雖然圖中示出了一個連接于插桿引導(dǎo)支承件34，44或插桿引導(dǎo)件70的活節(jié)引導(dǎo)頭25，但應(yīng)該理解，也可以采用任何引導(dǎo)頭。美國專利5,555,581示出了一個合適的例子。授予Bowman等人的美國專利4,980,120詳細(xì)示出了一個活節(jié)引導(dǎo)頭的結(jié)構(gòu)，該專利的全部內(nèi)容援引在此以作參考。如果采用一控制電纜來驅(qū)動活節(jié)引導(dǎo)頭25，那它就可以是自動的，并與驅(qū)動電機90一起由微處理器來控制。
文中所述的插桿引導(dǎo)支承件、節(jié)、插桿引導(dǎo)件、安裝支架和其它構(gòu)件可以由具有較高抗沖擊強度的尼龍、聚合物、塑料或熱塑性材料制成。類似地，也可以采用例如鋁、不銹鋼、黃銅、輕合金和/或金屬、或它們的組合。
驅(qū)動電機90與插桿引導(dǎo)支承件的節(jié)35，45和插桿20配合，將插桿引導(dǎo)件和插桿20一起定位在蒸汽發(fā)生器內(nèi)的一個所需位置上。在管子之間的一個所需設(shè)定位置上，可驅(qū)動活節(jié)引導(dǎo)頭25以引導(dǎo)插桿20向下進入一管間通道，并驅(qū)動一離合器(未示)使插桿引導(dǎo)件脫開移動，因而只有插桿20可以在管子之間移動至一所需位置，通過搜尋和修補進行清潔、檢查和/或維修。
插桿和插桿引導(dǎo)件的定位可以通過如美國專利5,555,851所述的各開口和一銷接的皮帶驅(qū)動組件來實現(xiàn)，或者可以通過采用摩擦驅(qū)動輥的皮帶驅(qū)動組件來實現(xiàn)?？梢圆捎萌魏魏线m的驅(qū)動裝置在蒸汽發(fā)生器內(nèi)定位并操縱插桿和插桿引導(dǎo)件。應(yīng)該理解，插桿和插桿引導(dǎo)件可以通過手動也可以自動地控制和操縱。
雖然上文通過詳細(xì)描述本發(fā)明的特定實施例來說明本發(fā)明的應(yīng)用原理，但應(yīng)該理解，本發(fā)明也可以在不偏離這些原理的情況下以其它的方式實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種用于插入蒸汽發(fā)生器的腔室內(nèi)的插桿組件，該插桿具有一使用位置和一儲備位置，當(dāng)其處于儲備位置時所占用的儲藏空間小于其在使用位置的情況，所述組件包括一細(xì)長的插桿，它具有一能裝配在一蒸汽發(fā)生器腔室內(nèi)的端部，以及一位于蒸汽發(fā)生器腔室外側(cè)的外端；以及一插桿支承件，它可以在處于使用位置時在蒸汽發(fā)生器內(nèi)對插桿進行剛性地支承和引導(dǎo)，同時允許插桿在其內(nèi)滑動，所述插桿支承件具有一連接于一引導(dǎo)頭的部分，當(dāng)處于儲備位置時，所述插桿支承件可與插桿分離并且是可收折的，所述插桿支承件具有通過鉸鏈連接的預(yù)定數(shù)量的插桿引導(dǎo)節(jié)。
2.如權(quán)利要求1所述的插桿組件，其特征在于，它還包括一用于使插桿和插桿支承件在使用位置和儲備位置之間移動的裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的插桿組件，其特征在于，該插桿支承件包括至少兩個引導(dǎo)節(jié)。
4.如權(quán)利要求1所述的插桿組件，其特征在于，所述插桿支承件包括由多個可樞轉(zhuǎn)連接的引導(dǎo)節(jié)形成的左、右插桿支承引導(dǎo)件。
5.如權(quán)利要求4所述的插桿組件，其特征在于，一側(cè)的引導(dǎo)節(jié)以相反的方向可樞轉(zhuǎn)地連接于與另一側(cè)的引導(dǎo)節(jié)。
6.如權(quán)利要求4所述的插桿組件，其特征在于，當(dāng)處于使用位置時，所述左和右支承引導(dǎo)節(jié)相互之間是一種重疊的關(guān)系。
7.如權(quán)利要求6所述的插桿組件，其特征在于，所述左支承引導(dǎo)件的樞轉(zhuǎn)連接點與右支承引導(dǎo)件的樞轉(zhuǎn)連接點軸向地偏移。
8.如權(quán)利要求2所述的插桿組件，其特征在于，所述插桿支承件包括一支承引導(dǎo)件，它具有通過一鉸鏈連接的至少兩個節(jié)。
9.如權(quán)利要求8所述的插桿組件，其特征在于，它還包括一用于將至少兩個節(jié)剛性鎖定在鉸鏈處的一個對準(zhǔn)位置上的緊固件。
10.如權(quán)利要求9所述的插桿組件，其特征在于，所述緊固件包括一固定螺釘，它通過一對準(zhǔn)的孔將一引導(dǎo)節(jié)內(nèi)的固定螺釘安裝塊固定于另一個引導(dǎo)節(jié)。
11.如權(quán)利要求1所述的插桿組件，其特征在于，所述插桿包括用于清洗蒸汽發(fā)生器腔室內(nèi)部的裝置。
12.如權(quán)利要求1所述的插桿組件，其特征在于，所述插桿包括攝像裝置，用于提供腔室內(nèi)部的視頻圖象。
13.如權(quán)利要求1所述的插桿組件，其特征在于，所述插桿包括用于修補蒸汽發(fā)生器內(nèi)的一物體的工具。
14.如權(quán)利要求1所述的插桿組件，其特征在于，所述插桿支承件包括一設(shè)置在其內(nèi)部用于容納電線的凹槽。
15.如權(quán)利要求14所述的插桿組件，其特征在于，所述插桿支承件包括一覆蓋件、一端蓋以及一布置成能形成所述凹槽的引導(dǎo)件。
16.如權(quán)利要求2所述的插桿組件，其特征在于，所述驅(qū)動件包括一摩擦驅(qū)動件。
17.如權(quán)利要求4所述的插桿組件，其特征在于，它還包括多個球塞裝置，用于使所述各支承引導(dǎo)件在蒸汽發(fā)生器內(nèi)保持在一起。
18.如權(quán)利要求4所述的插桿組件，其特征在于，它還包括多個用于所述支承引導(dǎo)件的磁鐵，用于使所述各支承引導(dǎo)件在蒸汽發(fā)生器內(nèi)保持在一起。
全文摘要
一種用于插入蒸汽發(fā)生器腔室的插桿組件包括一用于引導(dǎo)插桿的鉸接支承件,該支承件可以在不使用時很方便地儲藏在腔室外的一個較小的空間內(nèi)。根據(jù)一實施例的支承件具有有多個鉸接的節(jié)組成的左、右側(cè)支承引導(dǎo)件,當(dāng)位于腔室內(nèi)時,所述多個節(jié)圍繞著插桿。各鉸鏈沿著組件的長度方向軸向地偏移,并且向著相反的方向樞轉(zhuǎn),因而引導(dǎo)件在腔室內(nèi)是剛性的,可以使插桿在其中移動。在一變化型實施例中,采用了一具有多個鉸接節(jié)的單個引導(dǎo)件?？稍隈R上要被送入腔室之前將各鉸接的節(jié)鎖定到位。各個節(jié)可以相互收折而儲藏在一個較小的空間內(nèi)。
文檔編號F22B37/00GK1243319SQ9910367
公開日2000年2月2日 申請日期1999年3月12日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月29日
發(fā)明者科林·李德, 達納L·喬德里 申請人:巴布考克及威爾考克斯公司