專利名稱：壓力容器頂蓋貫穿管件超聲自動檢查裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于反應(yīng)堆壓力容器無損安全檢測技術(shù)，具體涉及一種貫穿管件超聲自動檢查裝置。
背景技術(shù)：
核電站反應(yīng)堆壓力容器頂蓋是內(nèi)徑SR890mm，壁厚157mm的半球體，頂部朝上，像一個口朝下的鍋。在頂蓋上貫穿安裝許多管件，簡稱貫穿件，其內(nèi)徑Φ70πιπι，壁厚17.5mm， 在其下部通過J型焊縫與頂蓋內(nèi)壁焊接在一起，構(gòu)成核島一回路主系統(tǒng)壓力邊界，下端配裝一個喇叭狀的導(dǎo)向裝置，簡稱喇叭口。頂蓋貫穿件內(nèi)部容納控制反應(yīng)堆運(yùn)行的控制棒，同時也是控制棒運(yùn)行的通道。反應(yīng)堆壓力容器頂蓋貫穿件J型焊縫如果出現(xiàn)穿透性裂縫，就會發(fā)生放射性介質(zhì)泄漏，并影響控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)行。根據(jù)歐、美多國核電站的經(jīng)驗反饋，必須對J型焊縫實施超聲檢測，以預(yù)防出現(xiàn)穿透性裂縫。由于頂蓋上部和貫穿件外部有許多固定機(jī)構(gòu)阻擋，在這些位置不可能實施超聲檢測。頂蓋內(nèi)壁都實施過打磨，表面極不平整，也難以在頂蓋內(nèi)表面實施超聲檢測。反應(yīng)堆停堆期間，壓力容器頂蓋放置在隔離間內(nèi)1米高的4個支撐臺上，其內(nèi)部放射性劑量很高，嚴(yán)禁人員入內(nèi)檢測。這些特殊情況要求必須使用自動檢查裝置對頂蓋貫穿件J型焊縫實施自動超聲檢測。目前國際上只有大的檢測公司，如法國法瑪通等，能夠?qū)Ψ磻?yīng)堆壓力容器頂蓋貫穿件J型焊縫實施自動超聲檢查，但是其設(shè)備的操作難度大，而且售價非常高，不能直接應(yīng)用于我國同類型不同規(guī)格的頂蓋貫穿件的自動超聲檢查，適應(yīng)性差，難以滿足我國核電站對該項檢測的要求。另外，對頂蓋貫穿件實施超聲自動檢測，必須要求檢測探頭完全浸沒水中以實現(xiàn)超聲波穩(wěn)定耦合，因此要求自動超聲檢查裝置的封水性要好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠?qū)毫θ萜黜斏w貫穿件實施自動超聲檢測的、操作簡單且便于控制的、適應(yīng)性好的壓力容器頂蓋貫穿管件超聲自動檢查裝置。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種壓力容器頂蓋貫穿管件超聲自動檢查裝置，它包括車架，車架兩側(cè)設(shè)有固定塊和導(dǎo)軌，導(dǎo)軌內(nèi)設(shè)有導(dǎo)輪總成；所述車架一側(cè)還固定設(shè)有升降氣缸，升降氣缸的活塞桿連接一個升降架，該升降架固定在固定塊上；車架上表面開有圓孔，在圓孔處設(shè)有護(hù)環(huán)并在上表面放置彈性橡膠圈；圓孔內(nèi)設(shè)有堵頭焊接結(jié)構(gòu)，所述堵頭焊接結(jié)構(gòu)為圓筒形，筒外加工有法蘭臺，法蘭臺卡在彈性橡膠圈上；堵頭焊接結(jié)構(gòu)頂端固定設(shè)有下層夾板、彈性密封墊和上層壓板；堵頭焊接結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)有升降軸，升降軸內(nèi)設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸穿過下層夾板、彈性密封墊和上層壓板，并且卡在升降軸的上表面上；旋轉(zhuǎn)軸頂端固定設(shè)有探頭；升降軸下端設(shè)有法蘭，通過法蘭固定連接連接板，旋轉(zhuǎn)軸穿過法蘭固定連接旋轉(zhuǎn)嚙合齒輪；旋轉(zhuǎn)嚙合齒輪與固定設(shè)在連接板上的旋轉(zhuǎn)傳動齒輪嚙合，該旋轉(zhuǎn)傳動齒輪由固定在連接板上的旋轉(zhuǎn)電機(jī)帶動；所述的堵頭焊接結(jié)構(gòu)還固定連接升降絲桿座，升降絲桿座上表面開孔，孔內(nèi)設(shè)有軸承，軸承內(nèi)設(shè)有大導(dǎo)程絲桿副，大導(dǎo)程絲桿副頂端套裝升降嚙合齒輪，所述升降嚙合齒輪與固定設(shè)有在升降絲桿座上的升降傳動齒輪嚙合，該升降傳動齒輪由固定設(shè)有在升降絲桿座上的升降電機(jī)帶動；大導(dǎo)程絲桿副下端套裝有絲桿螺母，該絲桿螺母與連接板固定，并且大導(dǎo)程絲桿副伸出絲桿螺母，其底部套裝軸承，該軸承安裝在與升降絲桿座下端固定的軸承座內(nèi)。本發(fā)明的顯著效果在于通過升降氣缸帶動升降架和車架升降，車架內(nèi)的升降機(jī)構(gòu)也同步升降，并且通過驅(qū)動升降機(jī)構(gòu)帶動升降軸和旋轉(zhuǎn)軸一起升降，再通過旋轉(zhuǎn)電機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)軸自身轉(zhuǎn)動，從而使得探頭能夠準(zhǔn)確順利進(jìn)入貫穿件，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對貫穿件的超聲自動檢查；通過設(shè)計上層壓板、下層夾板和彈性密封圈，使得探頭進(jìn)入貫穿件時，彈性密封圈下彎，貼合在貫穿件的喇叭口內(nèi)壁，靜態(tài)封水，使得貫穿件內(nèi)的水少量下漏，并且在下層夾板下方固定安裝接水盤，使得從喇叭口下漏的水匯集在盤內(nèi)，并從疏水嘴導(dǎo)出；進(jìn)一步的通過在下層夾板下方下方設(shè)計彈性橡膠圈，使得上層壓板接觸喇叭口時，能夠得到一定的彈性緩沖，避免撞擊貫穿件；同時由于安裝了 0型密封圈、上部封水油氈、中部封水油氈和下部封水油氈，通過適度擠壓，動態(tài)密封，確保部件之間的密封安裝。


圖1為本發(fā)明的壓力容器頂蓋貫穿管件超聲自動檢查裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的A-A剖視圖；圖3為圖2的B-B剖視圖；圖4為壓力容器頂蓋貫穿管件超聲自動檢查裝置的檢測位置示意圖；圖中1.軸承座；2.連接板；3.絲桿螺母；4.升降軸；5.大導(dǎo)程絲桿副；6.導(dǎo)輪總成；7.升降電機(jī)；8.升降絲桿座；9.升降傳動齒輪；10.車架；11.下層夾板；12.彈性密封墊；13.上層壓板；14.導(dǎo)軌；15.探頭組合結(jié)構(gòu)；16.水管接頭；17.接水盤；18.疏水管嘴； 19.升降氣缸；20.升降架；21.旋轉(zhuǎn)電機(jī)；22.旋轉(zhuǎn)傳動齒輪；23.底板；24.旋轉(zhuǎn)嚙合齒輪； 25.旋轉(zhuǎn)軸；26.密封塊；27.探頭管線；28.下部封水油氈；29.中部封水油氈；30.堵頭焊接結(jié)構(gòu)；31.護(hù)環(huán)；32.彈性橡膠圈；33.固定塊；34. 0型密封圈；35.上部封水油氈；36.輪軸；37.升降嚙合齒輪；38.后板；39.貫穿件；40.壓力容器頂蓋。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1所示，車架10的兩側(cè)壁上分別固定焊接固定塊33，在車架10后側(cè)固定焊接有一塊后板38，并在后板38上、車架10的兩側(cè)分別固定焊接導(dǎo)軌14，導(dǎo)軌14內(nèi)分別安裝導(dǎo)輪總成6。所述的導(dǎo)輪總成6共有4組，車架10每側(cè)的導(dǎo)軌14內(nèi)分別安裝有2組，每組的導(dǎo)輪總成6都包括4個導(dǎo)輪，其中2個導(dǎo)輪的輪軸36穿過固定塊33對稱固定在車架10上， 輪軸36與車架10的側(cè)表面垂直，導(dǎo)輪外套裝軸承，軸承與導(dǎo)軌14的內(nèi)壁的兩側(cè)接觸，使這2個導(dǎo)輪能夠在導(dǎo)軌14的內(nèi)側(cè)壁滾動；另外2個導(dǎo)輪的輪軸36對稱固定在導(dǎo)軌14內(nèi)壁的兩側(cè)上，并且放置在固定塊33的槽內(nèi)，輪軸36與車架10的側(cè)表面平行，導(dǎo)輪外套裝軸承， 軸承與車架10的側(cè)壁接觸。使這2個導(dǎo)輪能夠在車架10的側(cè)壁上滾動。因此每個導(dǎo)輪總成有兩組相互正交的導(dǎo)輪，同時在各自的軌道上滑動。在車架10底面固定焊接一塊底板23，在底板23上、車架10的一側(cè)固定安裝一個升降氣缸19，該氣缸19的活塞桿頂部通過螺釘固定連接一個升降架20，該升降架20與鄰近的車架10 —側(cè)的固定塊33固定連接。在車架10上表面開有圓孔，孔周圍放置彈性橡膠圈32，并通過固定安裝在車架10 上的護(hù)環(huán)31將橡膠圈32定位，堵頭焊接結(jié)構(gòu)30穿過車架10上的圓孔。該堵頭焊接結(jié)構(gòu) 30為圓筒形，筒外加工有法蘭臺，法蘭臺卡在彈性橡膠圈32上。堵頭焊接結(jié)構(gòu)30頂端固定焊接有下層夾板11，在下層夾板11上覆蓋一層彈性密封墊12，然后再蓋上上層壓板13，再通過螺釘將上層壓板13、彈性密封墊12和下層夾板11固定。在下層夾板11底部邊緣固定焊接一個圓環(huán)狀的接水盤17，接水盤17的邊緣翹起。接水盤17的底部開有疏水孔，孔內(nèi)安裝疏水嘴18。所述上層壓板13和下層夾板11均為圓盤狀，側(cè)壁為圓錐面。上層壓板13 和下層夾板11的圓錐角度以及形狀相同，下層夾板11略大于上層壓板13。所述彈性密封墊12為圓形，其直徑大于下層夾板11的直徑。在上述上層壓板13、彈性密封墊12和下層夾板11對應(yīng)堵頭焊接結(jié)構(gòu)30圓筒的位置均開有同軸的孔，而升降軸4穿過該孔設(shè)置在堵頭焊接結(jié)構(gòu)30的圓筒內(nèi)，升降軸4也為圓筒形結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部還設(shè)置同樣為圓筒形的旋轉(zhuǎn)軸 25，該旋轉(zhuǎn)軸25的上表面加工有法蘭臺，通過法蘭臺卡在升降軸4的上表面，而探頭15固定在旋轉(zhuǎn)軸25上表面的法蘭臺上，在旋轉(zhuǎn)軸25上開孔，將探頭15帶有的所有探頭管線27 穿過旋轉(zhuǎn)軸25的孔，放置在旋轉(zhuǎn)軸25內(nèi)，并從旋轉(zhuǎn)軸25下端伸出。另外，在上層壓板13、彈性密封墊12和下層夾板11的邊緣的同一豎直方向上開有漏水孔，孔內(nèi)安裝水管接頭16。該水管接頭16位于接水盤17的圓環(huán)內(nèi)。升降軸4的底部固定有法蘭，旋轉(zhuǎn)軸25穿過該法蘭套裝入旋轉(zhuǎn)嚙合齒輪M內(nèi)，并固定連接，并通過密封塊沈?qū)⑾露丝诿芊狻２⑶疑递S4也通過其底部法蘭固定安裝在連接板2上。連接板2上還固定安裝有旋轉(zhuǎn)傳動齒輪22，它由固定在連接板2上的旋轉(zhuǎn)電機(jī) 21帶動。旋轉(zhuǎn)傳動齒輪22與旋轉(zhuǎn)嚙合齒輪M嚙合，并帶動旋轉(zhuǎn)嚙合齒輪M轉(zhuǎn)動，從而能帶動旋轉(zhuǎn)軸％在升降軸4內(nèi)部轉(zhuǎn)動。如圖1所示，堵頭焊接結(jié)構(gòu)30的中部通過法蘭結(jié)構(gòu)固定焊接升降絲桿座8，升降絲桿座8的上板面上方安裝升降傳動齒輪9，該升降傳動齒輪9由固定安裝在升降絲桿座8 上板面下方的升降電機(jī)7帶動。圖2和圖3所示，升降絲桿座8的上板面上方還安裝有升降嚙合齒輪37，升降嚙合齒輪37與大導(dǎo)程絲桿副5固定連接，大導(dǎo)程絲桿副5外套裝有安裝在升降絲桿座8上板面內(nèi)的軸承，升降嚙合齒輪37壓住該軸承。大導(dǎo)程絲桿副5下部套裝有絲桿螺母3，該絲桿螺母3固定在連接板2上。并且大導(dǎo)程絲桿副5伸出絲桿螺母3，其底部套裝軸承，升降絲桿座8的下板面固定連接軸承座1，該軸承安裝軸承座1內(nèi)。為了保證密封防水性，在升降軸4上部和下層夾板11之間、以及升降軸4上部與旋轉(zhuǎn)軸25上部之間均安裝了上部封水油氈35和0型密封圈34 ；而在堵頭焊接結(jié)構(gòu)30和升降軸4之間安裝了中部封水油氈四。在升降軸4底部法蘭與旋轉(zhuǎn)軸25之間安裝了下部封水油氈觀。工作時，升降氣缸19工作帶動其頂部的活塞桿升降時，帶動升降架20升降，升降架20又帶動車架10同步升降。車架10通過彈性橡膠圈32帶動堵頭焊接結(jié)構(gòu)30升降。 堵頭焊接結(jié)構(gòu)30—方面帶動其上部固定連接的下層夾板11、彈性密封墊12和上層壓板13 同步升降，另一方面又帶動其下部連接的升降絲桿座8同步升降。升降絲桿座8帶動安裝在其上的升降電機(jī)7、升降傳動齒輪9、升降嚙合齒輪37和大導(dǎo)程絲桿副5升降，大導(dǎo)程絲桿副5帶動絲桿螺母3、連接板2、軸承座1升降，此時連接板2也帶動升降軸4和旋轉(zhuǎn)軸25 也一起同步升降。升降電機(jī)7工作，帶動升降傳動齒輪9轉(zhuǎn)動，從而使升降嚙合齒輪37轉(zhuǎn)動，升降嚙合齒輪37帶動大導(dǎo)程絲桿副5旋轉(zhuǎn)，大導(dǎo)程絲桿副5旋轉(zhuǎn)驅(qū)動絲桿螺母3升降，絲桿螺母 3升降帶動連接板2、軸承座1、旋轉(zhuǎn)電機(jī)21，旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動齒輪22以及升降軸4和旋轉(zhuǎn)軸25 等一起同步升降。旋轉(zhuǎn)電機(jī)21工作，通過旋轉(zhuǎn)傳動齒輪22和旋轉(zhuǎn)嚙合齒輪M驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸25旋轉(zhuǎn)， 旋轉(zhuǎn)軸25帶動探頭15旋轉(zhuǎn)。圖4所示，貫穿件39的下端安裝在壓力容器頂蓋40上，其下端為喇叭口，本發(fā)明的壓力容器頂蓋貫穿管件超聲自動檢查裝置安裝在貫穿件39下方，操作自動檢查裝置，使上層壓板13、彈性密封墊12和下層夾板11 一起封堵貫穿件39下端的喇叭口。由于車架 10與堵頭焊接結(jié)構(gòu)30之間安裝有彈性橡膠圈32，在上層壓板13接觸喇叭口時，能起彈性緩沖作用；又由于上層壓板13和下層夾板11之間的彈性密封墊12，彈性密封墊12伸入喇叭口時，從水平狀態(tài)向下彎折，也能起到彈性緩沖作用，因此確保上層壓板13柔性接觸喇叭口，保護(hù)被檢貫穿件39。上層壓板13的尺寸加工成與喇叭口尺寸相適合，而其圓錐面正好進(jìn)入到喇叭口內(nèi)，并與喇叭口內(nèi)部完全吻合。彈性密封墊12在彎折至完全貼附在下層夾板11表面時，緊緊貼在喇叭口下半部內(nèi)壁上，能夠靜態(tài)封水，只發(fā)生少量滲漏。
權(quán)利要求
1.一種壓力容器頂蓋貫穿管件超聲自動檢查裝置，其特征在于它包括車架(10)，車架(10)兩側(cè)設(shè)有固定塊(33)和導(dǎo)軌(14)，導(dǎo)軌(14)內(nèi)設(shè)有導(dǎo)輪總成(6)；所述車架(10) 一側(cè)還固定設(shè)有升降氣缸(19)，升降氣缸(19)的活塞桿連接一個升降架(20)，該升降架 (20)固定在固定塊(33)上；車架(10)上表面開有圓孔，在圓孔處設(shè)有護(hù)環(huán)(31)并在上表面放置彈性橡膠圈(32)；圓孔內(nèi)設(shè)有堵頭焊接結(jié)構(gòu)(30)，所述堵頭焊接結(jié)構(gòu)(30)為圓筒形，筒外加工有法蘭臺，法蘭臺卡在彈性橡膠圈(3 上；堵頭焊接結(jié)構(gòu)(30)頂端固定設(shè)有下層夾板(11)、彈性密封墊(1 和上層壓板(1 ；堵頭焊接結(jié)構(gòu)(30)內(nèi)設(shè)有升降軸G)， 升降軸內(nèi)設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸(25)，旋轉(zhuǎn)軸0 穿過下層夾板(11)、彈性密封墊(1 和上層壓板(13)，并且卡在升降軸的上表面上；旋轉(zhuǎn)軸0 頂端固定設(shè)有探頭(1 ；升降軸 (4)下端設(shè)有法蘭，通過法蘭固定連接連接板0)，旋轉(zhuǎn)軸0 穿過法蘭固定連接旋轉(zhuǎn)嚙合齒輪04)；旋轉(zhuǎn)嚙合齒輪04)與固定設(shè)在連接板( 上的旋轉(zhuǎn)傳動齒輪0 嚙合，該旋轉(zhuǎn)傳動齒輪0 由固定在連接板( 上的旋轉(zhuǎn)電機(jī)帶動；所述的堵頭焊接結(jié)構(gòu)(30) 還固定連接升降絲桿座(8)，升降絲桿座(8)上表面開孔，孔內(nèi)設(shè)有軸承，軸承內(nèi)設(shè)有大導(dǎo)程絲桿副(5)，大導(dǎo)程絲桿副( 頂端套裝升降嚙合齒輪(37)，所述升降嚙合齒輪(37)與固定設(shè)有在升降絲桿座(8)上的升降傳動齒輪(9)嚙合，該升降傳動齒輪(9)由固定設(shè)有在升降絲桿座(8)上的升降電機(jī)(7)帶動；大導(dǎo)程絲桿副( 下端套裝有絲桿螺母(3)，該絲桿螺母C3)與連接板O)固定，并且大導(dǎo)程絲桿副( 伸出絲桿螺母(3)，其底部套裝軸承，該軸承安裝在與升降絲桿座(8)下端固定的軸承座(1)內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的壓力容器頂蓋貫穿管件超聲自動檢查裝置，其特征在于所述升降軸(4)和下層夾板(11)之間設(shè)有上部封水油氈(3 和0型密封圈(34)；所述堵頭焊接結(jié)構(gòu)(30)和升降軸(4)之間設(shè)有中部封水油氈09)；所述升降軸(4)底部法蘭與旋轉(zhuǎn)軸05)之間設(shè)有下部封水油氈08)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的壓力容器頂蓋貫穿管件超聲自動檢查裝置，其特征在于 所述下層夾板(11)底部邊緣固定焊接一個圓環(huán)狀的接水盤(17)，接水盤(17)的底部開有疏水孔，孔內(nèi)安裝疏水嘴(18)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的壓力容器頂蓋貫穿管件超聲自動檢查裝置，其特征在于 所述上層壓板(1 和下層夾板(11)為圓錐式的盤狀結(jié)構(gòu)，其圓錐角度相同，下層夾板(11) 直徑大于上層壓板(1 ；所述彈性密封墊(1 為圓形，其直徑大于下層夾板(11)的直徑。
5.如權(quán)利要求1或2所述的壓力容器頂蓋貫穿管件超聲自動檢查裝置，其特征在于 所述旋轉(zhuǎn)軸05)伸出上層壓板(13)的部分開有孔，探頭(15)帶有的探頭管線(XT)穿過旋轉(zhuǎn)軸0 的孔，放置在旋轉(zhuǎn)軸0 內(nèi)，并從旋轉(zhuǎn)軸0 下端口伸出。
全文摘要
本發(fā)明涉及反應(yīng)堆壓力容器無損安全檢測技術(shù)，具體公開了一種壓力容器頂蓋貫穿管件超聲自動檢查裝置。升降氣缸帶動車架及車架內(nèi)的升降機(jī)構(gòu)同步升降，驅(qū)動升降機(jī)構(gòu)帶動升降軸和旋轉(zhuǎn)軸一起升降，旋轉(zhuǎn)電機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，使探頭能夠準(zhǔn)確順利進(jìn)入貫穿件，實現(xiàn)對貫穿件的超聲自動檢查；工作時彈性密封圈下彎，貼合在貫穿件的喇叭口內(nèi)壁，靜態(tài)封水，使得貫穿件內(nèi)的水少量下漏，設(shè)計接水盤，使得從喇叭口下漏的水匯集在盤內(nèi)，從疏水嘴導(dǎo)出；設(shè)計彈性橡膠圈，使得上層壓板接觸喇叭口時，能夠得到一定的彈性緩沖，避免撞擊貫穿件；通過O型密封圈、上部封水油氈、中部封水油氈和下部封水油氈，通過適度擠壓，動態(tài)密封，確保部件之間的密封安裝。
文檔編號G01N29/265GK102539525SQ20101057622
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月7日
發(fā)明者盧威, 蔡杰, 陳光毅 申請人:中核武漢核電運(yùn)行技術(shù)股份有限公司, 核動力運(yùn)行研究所