一种传热管检修定位装置结构的制作方法

本发明属于蒸汽发生器传热管及类似设备无损检测与维修技术领域，具体涉及一种传热管检修定位装置结构。

背景技术

据统计，国外压水堆核电站的非计划停堆次数中约有1/4是由蒸汽发生器事故造成的，每次停堆都会造成数以亿计的经济损失，并产生很大的安全隐患。蒸汽发生器事故的主要原因是传热管破裂，而传热管的腐蚀、减薄、耗损在核电运行中是不可避免的，对蒸汽发生器定期进行包括传热管在内的在役检修、评估是避免非计划停堆的主要手段。蒸汽发生器一次侧的在役检修工作主要在水室内进行，并且处在核电检修的“关键路径”上，有严格的时间限制。蒸汽发生器水室是高辐射区，在役检修或泄漏处理需要远距离操控专门的自动化装置或机器人来完成。

定位装置作为蒸汽发生器传热管检修系统的核心部件，它最主要的功能是为工具端部件在蒸汽发生器管板上提供一个可移动的平台，通过路径规划，定位装置以其特定的移动方式运载导向装置在传热管管板上行走并定位，到达预定位置后，工具端部件将检查探头或者维修工具定位到目标传热管，进行检修任务。

定位装置的结构直接影响到检修的工作效率。目前主流的定位装置是一种可以在传热管管板上进行行走的装置，定位器通过人孔安装于蒸汽发生器管板传热管上，根据管板传热管的排列方式和管间距，定位器按照规划设定移动路径，将导向装置运送到被检修传热管管口正下方。从而实现蒸汽发生器的检修任务。

美国西屋公司的pegasys，由于本身“十字架”结构限制，占用空间大，边缘或者小直径水室中运动受限，

而美国捷特公司的zr100型定位机器人成“箱体”结构，且其工具端安装在zr100机体上，同一定位位置检查的传热管数量不多。

其他一些现有技术的旋转一般只能旋转到固定角度，无法360度任意角度定位，另外现有技术存在一次定位，传热管检查个数不多的问题。且进行检查作业时，主体部件和手臂部件的两组卡爪需要同时抓牢在传热管上，这些都严重影响检查效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种传热管检修定位装置结构，其可以在满足常规检修任务需求的基础上，对检修边缘传热管或者小直径蒸发器传热管进行检查，显著提高定位装置在边缘传热管或者小直径蒸发器传热管定位效率。

本发明的技术方案如下：一种传热管检修定位装置，该装置包括主体部件、手臂部件以及工具端部件，其中，主体部件固定在手臂部件上，且主体部件可沿着手臂部件直线前后滑动；在主体部件上设有卡爪a，在手臂部件两端设有卡爪b；所述的卡爪a和卡爪b可以通过膨胀卡紧固定在蒸发器传热管管孔；当主体部件上的卡爪a固定在蒸发器传热管管孔上时，通过主体部件相对于手臂部件的旋转，带动手臂部件的端部安装的工具端部件转动至指定位置。

所述的主体部件包括卡爪a、中空旋转平台以及升降电缸，其中，若干个卡爪a固定在卡爪托盘上，卡爪托盘通过中空旋转平台与升降电缸固定连接，其中，升降电缸套在升降双导轨和升降丝杠上，通过升降丝杠可带动升降电缸沿着升降双导轨上下移动。

所述的手臂部件包括滑动电缸、平移丝杠以及平移双导轨，其中，滑动电缸套在相互平行设置的平移丝杠和平移双导轨上，且平移丝杠以及平移双导轨两侧通过端板夹紧固定；所述的滑动电缸与主体部件固定连接。

所述的手臂部件中还设有辅助导轨，其中，辅助导轨位于平移双导轨对侧，并固定在平移双导轨两侧的端板上。

所述的平移双导轨两侧的端板上分别设有卡爪b。

所述的工具端部件包括摆动电机以及工具架，所述的工具架安装在手臂部件一侧端板上，并在摆动电机带动下，使工具架相对于手臂部件旋转；或者在手臂部件两侧均安装工具架。

所述的主体部件中还设有旋转电机，通过旋转电机可带动卡爪托盘相对于升降电缸旋转。

所述的卡爪托盘上设有若干个卡爪a，其排列方式及数量根据蒸发器传热管的排列方式以及整个检修定位装置的负载重量确定。

所述的卡爪托盘上设有4个卡爪a。

所述的工具架末端设有导向管，用于将检查探头运送到待检传热管端口；所述导向管可覆盖以主体部件中心为圆心，手臂部件长度以内除自身结构干涉的所有传热管，一次定位，完成多个传热管检查。

本发明的显著效果在于：本发明所述的一种传热管检修定位装置具有以下优点：(1)实施定位装置定位功能时，利用主体部件和手臂部件两组卡紧部件交替抓紧传热管，配合主体部件和手臂部件的直线移动和旋转，定位装置可实现在规则排列的传热管上按规划轨迹行走；(2)实施工具端部件定位作业时，主体部件的卡爪抓牢在传热管上，手臂部件的卡爪松开，并相对主体部件可以随时直线移动和旋转，将检修工具端部件送达目标孔位；(3)定位装置整体结构成“一”字型，使得其自身结构占用空间更小，动作灵活，动作受本身体积的影响小，可以显著提高定位装置的在边缘传热管或者小直径蒸发器传热管定位效率；(4)工具端部件连接在手臂部件上，使得导向装置可以覆盖以主体部件中心为圆心，手臂长度以内除自身结构干涉的所有传热管，一次定位，完成多个传热管检查，检查效率大为提高；(5)由于手臂部件具有对称性，工具端部件可以安装在手臂部件的两端，当两端都装上导向装置，效率翻倍；(6)传热管检修作业时，只需要主体部件抓紧在传热管上，工具端部件自身可旋转角度，配合主体部件和手臂部件相对直线位移和旋转，使工具端部件调整至覆盖范围内任意一个位置运动轨迹，可通过优化运动轨迹算法找出最优路径；(7)定位装置中可采取的电缸结构，中空旋转平台结构均可一定程度减小装置整体重量和占用空间。更适用小蒸发器或者换热器的腔室结构。

附图说明

图1为本发明所述的一种传热管检修定位装置后视图；

图2为本发明所述的另一种传热管检修定位装置后视图；

图3为本发明所述的一种传热管检修定位装置立体示意图；

图4为本发明所述的一种传热管检修定位装置使用状态a；

图5为本发明所述的一种传热管检修定位装置使用状态b；

图6为本发明所述的一种传热管检修定位装置使用状态c；

图7为本发明所述的一种传热管检修定位装置使用状态d；

图中：1、主体部件；2、手臂部件；3、工具端部件；4、卡爪a；5、卡爪b；6、辅助导轨；7、平移丝杠；8、滑动电缸；9、旋转电机；10、中空旋转平台；11、升降电缸；12、摆动电机；13、平移双导轨；14、升降双导轨；15、升降丝杠；16、卡爪托盘；17、导向管；18、工具架；19、蒸发器传热管。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1～7所示，一种传热管检修定位装置，该装置包括主体部件1、手臂部件2以及工具端部件3，其中，主体部件1固定在手臂部件2上，并可使主体部件1沿着手臂部件2直线前后运动，在主体部件1上固定有卡爪a4，在手臂部件2两端固定有卡爪b5，卡爪a4和卡爪b5可以通过膨胀卡紧固定在蒸发器传热管19之间，主体部件1上的卡爪a4固定在蒸发器传热管19之间上，通过主体部件1的旋转，可带动手臂部件2旋转运行，手臂部件2的端部安装有工具端部件3，其中，工具端部件3可以沿着手臂部件2端部的轴旋转，使工具端部件3覆盖工具端部件3扫过的圆弧位置；主体部件1包括卡爪a4、中空旋转平台10、升降电缸11，其中，固定在卡爪托盘16上的若干个卡爪a4通过中空旋转平台10与升降电缸11固定连接，根据传热管的排列方式以及负载重量在卡爪托盘16上设置合理数量的卡爪a4，例如在卡爪托盘16上安装四个卡爪a4；套在升降双导轨14和升降丝杠15中的升降电缸11固定在中空旋转平台下方，通过升降丝杠15的转动，带动中空旋转平台沿着升降双导轨14上下移动，并通过旋转电机9带动卡爪托盘16相对于升降电缸11旋转；手臂部件2包括滑动电缸8、平移丝杠7以及辅助导轨6，其中，滑动电缸8套在平移丝杠7与平移双导轨13上，使滑动电缸8在平移丝杠7的转动下沿平移双导轨13左右运动；平移丝杠7、平移双导轨13两端通过端板夹紧固定，并在平移双导轨13对侧两端板之间安装有辅助导轨6，用于适应较大的负载重量；在手臂部件2两端端板上分别安装有卡爪b5，并在一侧端板外安装有工具端部件3，其中，工具端部件3包括摆动电机12、导向管17以及工具架18，工具架18安装在手臂部件2一侧端板上，并在摆动电机12带动下，使工具架18相对于手臂部件2旋转，在工具架18末端安装有导向管17，用于将检查探头运送到待检传热管端口。

本发明所述的一种传热管检修定位装置，在确认待检修的目标传热管后，即需要移动定位装置并使之运载工具端部件3到目标孔位时，首先如图4所示中主体部件1中的卡爪a4和手臂部件2中的卡爪b5均抓紧在蒸发器传热管19上，图5中的主体部件1中的卡爪a4松开，并利用升降电缸11驱动升降丝杠15以及升降双导轨14动作，从而带动主动部件1上的卡爪4a从蒸发器传热管19中退出；滑动电缸8驱动平移丝杠7和平移双导轨13，使主体部件1沿着辅助导轨6移动到对应传热管孔位附近；主体部件1中的卡爪a4对准蒸发器传热管19中相应孔位，升降电缸11将卡爪a4送入蒸发器传热管19内抓紧，然后手臂部件2中的卡爪b5松开，升降电机14再次动作，带动手臂部件2中的卡爪b5退出蒸发器传热管19,；手臂部件2在滑动电缸8的驱动下将其上的卡爪b5平移到对准蒸发器传热管1的孔位，升降电机11将手臂部件2中的卡爪b5抓紧蒸发器传热管1，如此，工具端部件3被运载到目标位置；当需要更换目标传热管时，按照路径规划，如此往复，交替上述运动方式，工具端部件3可以更换位置到达不同的目标孔位；在实施工具端部件3定位作业时，当主体部件1的卡爪a4在蒸发器传热管19内孔夹紧后，松开手臂部件2的卡爪b5，并通过升降电缸11将手臂部件2的卡爪b5退出蒸发器传热管1，手臂部件2通过旋转电机9绕主体部件1中心旋转，其旋转角度可以无级调节，同时，手臂部件2可以相对主体部件1直线位移，通过这两种运动模式将连接在手臂部件2上的工具端部件3准确的移动到对应的蒸发器传热管管孔下方。再加上工具端部件3可以通过摆动电机12进行旋转，使工具端部件3到达目标孔位的路径变得多样化，可以通过路径规划算法选择最优效率的走位方式，工具端部件3在主体部件1位置不变的情况下可以运载手臂部件2长度范围覆盖以内不被定位装置本体结构干涉的所有孔位。如此往复，运用恰当的轨迹规划，定位装置可以覆盖所有蒸发器传热管19的检修任务，且可以极大的提高检修效率。