Cepr核电站控制棒驱动机构焊缝超声扫查器的定位装置的制造方法
【专利说明】CEPR核电站控制棒驱动机构焊缝超声扫查器的定位装置
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及一种CEPR核电站控制棒驱动机构焊缝超声扫查器的定位装置。
【背景技术】
[0003]核电站反应堆控制棒驱动机构(以下简称CRDM)是用于控制反应堆反应性的伺服装置，具体是用于提升、下降、保持或快插控制棒，以完成反应堆启动、功率调节、功率维持、工况停转和事故工况下的快速停堆，是直接影响核反应堆正常运行和安全可靠的关键装备之一O
[0004]目前，我国拥有的第二代和第三代压水堆核电机组均使用磁力提升型控制棒驱动机构，其主要由钩爪组件、驱动杆组件、控制棒、磁轭线圈组件和棒位探测器组件等5部分组成。CEPR机组的控制棒驱动机构共计89根，其控制棒通过螺栓连接方式安装于反应堆压力容器顶盖上方，呈矩阵分布。单根控制棒驱动机构的长度约为5.2m。
[0005]CEPR核电站的控制棒驱动机构的控制棒是核电站反应堆冷却剂系统压力边界的直接组成部分，由5段直径各异的奥氏体或马氏体不锈钢管对焊连接而成，包括下部的耐压壳和上部的驱动杆行程套筒，焊缝表面和根部经过机加工处理(除末端的端塞焊缝CW4/5根部)。根据相关核电站在役检查大纲的规定，对CRDM的4条焊缝均需实施超声或涡流检查。对于用于CRDM控制棒对接异种金属焊缝CW1/2，其是强制性检查的超声必检焊缝。CW1/2焊缝的表面均是圆柱形，与二代电站的Ω形不同。该焊缝扫查具有的特点和难点是:
1)其周边均为CRDM的阵列，相邻两个之间的距离有限。理论管壁之间的最小间距约为248mm，故人员无法抵达；
2)所在区域为核电在役检查辐射环境中的黄色高辐照区，即使是在附近，人员也不可久留；
3)轴向和周向定位精度和重复定位精度要求高，一般需要达到±2mm左右；
4)焊缝离固定螺栓顶端位置较近，最近处只有39_，超声探头的检查可移动行程、活动空间有限。
[0006]5)如何确保扫查器水平和垂直方向的安装和定位，是检查质量得到保证的前提。
[0007]由于CEPR机组控制棒驱动机构的内部销爪组件占据了控制棒的内部空间，且在役检查时不取出，导致没有足够的空间从CRDM的管道内部实施控制棒CW1/2焊缝的超声检查。因此，对于CEPR机组CRDM的控制棒，超声检查只能在控制棒外壁实施，这样，检查设备扫查器必须通过驱动机构高达5.2 m的驱动杆行程套筒的顶端安装至待检位置。
【发明内容】
[0008]针对上述问题，本发明的目的是提供一种CEPR核电站控制棒驱动机构焊缝超声扫查器的定位装置，其可进行周向精细定位，定位精度高。
[0009]为达到上述目的，本发明采用的技术方案为:
一种CEPR核电站控制棒驱动机构控制棒焊缝超声扫查器的定位装置，包括用于套设在控制棒外的壳体、设置在所述壳体上的至少一个周向定位组件，扫查器的超声扫查探头设置在所述壳体内，所述周向定位组件包括可转动地设置在所述壳体的摆动架、设置在所述摆动架上的抵紧件、连接在所述摆动架或抵紧件上的用于控制摆动架转动的柔性调整索，所述周向定位组件具有两个工作状态，在第一个工作状态时，摆动架及抵紧件与壳体相靠拢以使该定位装置安装在待检控制棒上；在第二个工作位置时，摆动架及抵紧件相对壳体展开，且所述抵紧件抵紧与待测的控制棒相邻的控制棒。
[0010]优选地，当所述周向定位组件在第二个工作状态时，所述抵紧件可相对所述摆动架水平移动地设置在摆动架上。
[0011]更优选地，所述周向定位组件还包括设置在所述摆动架上的定位气缸，所述抵紧件设置在所述定位气缸的活塞杆上。
[0012]进一步地，所述摆动架通过枢轴可转动地设置在壳体上，所述枢轴的轴心线水平设置且与所述定位气缸的活塞杆的轴心线相垂直。
[0013]优选地，所述抵紧件的端部具有与控制棒相匹配的呈弧形的接触部，所述接触部具有弹性。
[0014]优选地，所述周向定位组件为一对，一对所述周向定位组件的抵紧件可分别与位于待检控制棒相对两侧的控制棒相抵紧，当所述周向定位组件在第二个工作状态时，所述定位气缸的活塞杆水平设置。
[0015]优选地，所述壳体的下端沿其周向间隔开设有多个定位槽，所述定位槽具有朝向正下方的槽口且与控制棒的法兰盘固定螺栓一一对应地设置，当所述周向定位组件在第二个工作状态时，所述固定螺栓插入相应的定位槽中。
[0016]优选地，该定位装置还包括轴向定位组件，所述轴向定位组件包括设置在壳体内的用于套设在控制棒上的楔形定位块，控制棒的下部具有一个台阶面，当所述楔形定位块与该台阶面相抵时，所述超声扫查探头到达控制棒最下部的焊缝处。
[0017]更优选地，所述轴向定位组件还包括设置在所述壳体下部的一圈气囊，所述气囊抵紧控制棒并与控制棒相密封接触。
[0018]优选地，该定位装置还包括设置在所述壳体下端面上的检测与控制棒法兰盘之间距离的超声测距探头。
[0019]由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有如下优点:可实现周向的高精度定位，可确保焊缝超声扫查器多次安装的重复定位精度达到±2mm;周向定位组件通过调整索控制，回收比较方便，使得整个焊缝扫查器的吊装方便。
【附图说明】
[0020]图1为本发明的定位装置安装在CEPR核电站控制棒驱动机构上的结构示意图； 图2为图1中的部分俯视图；
图3、图4为本发明的定位装置安装在控制棒上的结构示意图，其中周向定位组件在第一个工作状态； 图5为本发明的定位装置安装在控制棒上的结构示意图，其中周向定位组件在第二个工作状态；
图6为本发明的定位装置安装在控制棒上的结构示意图，其中周向定位组件中的一个在展开过程中；
图7位本发明的定位装置沿轴向的部分剖视示意图，其中对焊缝CW2/3进行定位不同于图1-6对焊缝CW1/2进行定位。
[0021]其中:1、控制棒；10、格栅孔；11、台阶面；12、待检焊缝CW1/2 ;13、待检焊缝CW2/3 ; 14、待检焊缝CW3/4 ; 15、法兰盘；16、固定螺栓；
2、壳体；21、限位板；22、定位槽；24、超声测距探头；25、俯视摄像头；
3、周向定位组件；31、枢轴；32、摆动架；33、定位气缸；34、定位气缸活塞杆；35、抵紧件；36、调整索；
4、轴向定位组件；41、楔形定位块；42、气囊。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解，从而对本发明的保护范围作出更为清楚明确的界定。
[0023]参照图1和图2所示，CEPR核电站的控制棒驱动机构的多个控制棒I呈矩阵排布地设置在压力容器的顶盖上，控制棒由下部的耐压壳和上部的驱动机构行程套筒构成。在CEPR反应堆压力容器顶盖吊装时，采用专用的顶盖吊装设施。对于CRDM控制棒I的金属焊缝的超声检查，利用该设施从顶部安装扫查器。由于该顶盖吊装设施的加强环中间采用了方孔状的栅格板结构，因此扫查器的外形需要限制在该方形的格栅孔10范围之内。该方孔结构由4块围板组成，且在围板的角落上固定有不同数量的三角支撑块，方孔截面尺寸为289 mmX289 mm。扫查器需经由栅格环上的格栅孔10进入每一个CRDM控制棒I检查位置。为确保扫查器能够顺利从该孔进入，扫查器的外框尺寸设计为275 mmX275 mm的方形轮廓，并且在轮廓的斜角加工倒角，以确保对角最大直线距离小于327 mm。
[0024]结合图2至图7所示，本发明的定位装置作为扫查器的一个部分，主要用于实现整个扫查器在控制棒I周向和轴向上的定位，以对控制棒I的焊缝进行全面扫查，控制棒I上自下至上存在4条待检的对接焊缝:待检焊缝CW1/2 (12)、待检焊缝CW2/3 (13)、待检焊缝CW3/4 (14)、待检焊缝CW4/5，其中焊缝CW4/5图中未示出，焊缝CW1/2 (12)为异种金属焊缝，为超声必检焊缝。参照图3所示的一种CEPR核电站控制棒驱动机构焊缝超声扫查器的定位装置，包括用于套设在控制棒I外的壳体2、设置在壳体2上的一对周向定位组件3、以及轴向定位组件4。扫查器的多个超声扫查探头(图中未示出)设置在所述壳体2内。
[0025]一对周向定位组件3分别设置在壳体2的相对两侧上。各周向定位组件3均包括通过枢轴31可转动地设置在壳体2上端部的摆动架32、固定设置在壳体2上的定位气缸
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