核电站控制棒驱动机构ω焊缝超声检查装置的制造方法
【专利说明】核电站控制棒驱动机构Q焊缝超声检查装置
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及核电无损检测领域，特别涉及一种核电站控制棒驱动机构Ω焊缝超声检查装置。
[0003]
【背景技术】
[0004]CPR堆型的控制棒驱动机构(CRDM) Ω环焊缝是一种形状特异的精密焊缝，属于一回路压力边界，在RCCM规范中为一级部件，起着机组正常运行期间密封一回路冷却水的重要功能，电站全寿期内都不允许有任何的泄露。该焊缝的完整性直接关系到核电站的安全运行。Ω焊缝是半径小、曲率大、壁厚薄的圆环形焊缝，环外半径R=5.7_，壁厚T=2.3_，一个反应堆总共有61根CRDM，在一根CRDM上有上中下三条Ω形焊缝。
[0005]控制棒驱动机构包括内部钩爪组件、驱动轴组件、耐压壳组件、磁轭线圈组件和位置指示组件，耐压壳组件是驱动轴和销爪组件的包壳，由圆长管密封承压壳及其上部位置传送器套管组成，圆长管密封承压壳由分段壳体通过Ω密封环焊连接而成。同时，耐压壳安装在压力容器管座上，它与管座采用梯形螺纹连接和小Ω密封环焊接密封。耐压壳是承压边界，该承压边界的破损将产生放射性的冷却剂外溢。因此，该组件的3道Ω密封环焊工艺和质量非常关键。
[0006]1997年至2004年间，法国电力共发现4起CRDMQ焊缝泄露的事故，另外，根据美国WSI公司的资料，截止2003年2月，美国已有28个机组的CRDM由于Ω密封焊缝泄露进行过维修，国内自2007年也有Ω焊缝泄露的记录。
[0007]根据公开的资料，日本三菱重工1984年进行过Ω焊缝的相关检查，但是由于技术限制，当时的超声检查只能检查平行于焊缝的缺陷，而且是接触法超声检查。国内于2007年也有实施上部Ω焊缝检查的案例。所以，为避免Ω焊缝造成核电站重大事故，研发能针对上、中、下Ω焊缝进行全范围超声、涡流、目视检查的设备是非常有必要的。
[0008]
【发明内容】
[0009]本发明的目的是提供一种核电站控制棒驱动机构Ω焊缝超声检查装置。
[0010]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:一种核电站控制棒驱动机构Ω焊缝超声检查装置，其包括筒体、安装于所述筒体上的电气控制部和动作支架、超声采集部以及目视检测部，所述筒体由上至下依次设置有上固定板、中固定板、下固定板，所述超声采集部包括超声探头，它还包括水循环部，所述水循环部包括用于存储作为耦合剂的水的水箱、为超声扫查提供腔室的水室、将所述水箱内的水抽送进所述水室的充水水泵、将所述水室内的水抽送进所述水箱的回收水泵，所述水室下端面开设有用于套设所述控制棒驱动机构的开口，所述水室的下端面上且位于所述开口的周圈设置有密封机构，所述密封机构使所述水室下端面与所述控制棒驱动机构外周面密封连接，水室和控制棒驱动机构外周面之间形成能够储水的空间，所述超声探头为水浸超声探头。
[0011]优化的，所述密封机构包括与所述水室的下端相固定连接且呈环形的气囊上压板、与所述水室的下端相固定连接且呈环形的气囊下压板、安装于所述气囊上压板和气囊下压板之间的气囊、用于向所述气囊内充气的气囊充气接头，所述气囊充气鼓起后使所述水室下端面与所述控制棒驱动机构外周面密封连接，所述水室下端面具有向下延伸的安装板，所述安装板上端面开设有环形槽，所述气囊上压板封盖于环形槽上且环形槽内设置有O型圈，所述安装板中段设置有朝向所述控制棒驱动机构外周面的凸起，凸起的上、下端面开设有安装槽，中部开设有充气槽，所述气囊的上下边分别卡设于上、下端面的安装槽内，且与充气槽围合形成充气腔。
[0012]优化的，所述动作支架包括安装于所述下固定板下端的旋转结构；安装于旋转结构下端的超声探头架、缺陷标识模块、摄像头支架和定位模块；用于控制所述旋转结构转动的伺服电机控制部。
[0013]进一步地，所述超声探头架包括与所述旋转结构相连接的电机连接板、垂直所述下固定板且朝下设置的探头摆动电机、一端与所述探头摆动电机的转轴相垂直且相传动连接输出探头架，超声探头安装于所述输出探头架的另一端部。
[0014]更进一步的，所述超声探头架还包括连接在探头摆动电机下端的安装壳体、用于调整超声探头入射角度的径向角度调整机构和轴向角度调整机构，所述的径向角度调整机构包括与所述探头摆动电机的输出轴相套接的输出探头架、与所述输出探头架相固定连接的第一指针、固定在所述探头摆动电机的输出轴上的刻度盘固定座、固定于所述刻度盘固定座上的第一刻度盘，所述输出探头架能随所述输出轴转动也能相对所述输出轴转动，所述轴向角度调整机构包括与所述探头摆动电机的第二输出轴相固定连接的刻度盘固定杆、固定于所述刻度盘固定杆上的第二刻度盘、开设有弧形槽且与所述第二刻度盘上呈弧形分布的刻度线共圆心的弧形导轨、滑动连接于所述弧形导轨内的探头夹具、固定于探头夹具上的第二指针，所述弧形导轨固定于所述第二输出轴上，所述超声探头固定连接于所述输出探头架上或固定连接于探头夹具内。
[0015]进一步地，所述缺陷标识模块包括与所述旋转结构相连接的标记连接板、安装于所述标记连接板上的标记气缸、通过标记连接块与所述标记气缸的活塞杆相连接的记号笔，所述记号笔与所述标记气缸的活塞杆相平行设置。
[0016]进一步地，所述摄像头支架包括与所述旋转结构相连接的延伸板、与所述延伸板相转动连接且具有夹紧块的调节板，目视检测部的微型视频摄像头安装于所述夹紧块内。
[0017]进一步地，所示定位模块包括上端与旋转结构相连接的定位连接板、安装于所述定位连接板下端且轴向与所述控制棒的轴向相垂直的定位轮。
[0018]进一步地，所述旋转结构包括转动连接于所述下固定板下端面的周向齿轮、与所述周向齿轮相啮合且由伺服电机控制部驱动的驱动齿轮、与所述周向齿轮相固定连接的齿轮连接圈，所述超声探头架、缺陷标识模块、摄像头支架和定位模块安装于所述齿轮连接圈上。
[0019]优化的，超声检查装置还包括安装于所述水室下方用于调整、确定筒体位置的定位底座组件，定位底座组件包括开设有多个凹槽且呈环形的定位底座、至少一块安装于所述定位底座内侧面的凹槽内且用于调整超声检查装置与控制棒径向相对位置的径向定位尼龙块、安装于其中一个所述凹槽内用于驱动所述径向定位尼龙块移动的径向定位气缸、安装于所述定位底座外侧面上的周向定位气缸、与所述周向定位气缸的活塞杆相连接的周向定位尼龙块，每个凹槽内安装有一个径向定位尼龙块，所述周向定位气缸为双向气缸，其两根活塞杆两端分别固定连接有周向定位尼龙块，所述周向定位尼龙块分别抵紧在于待测控制棒相邻的两根控制棒上。
[0020]本发明的有益效果在于:本检查装置可同时搭载四个水浸超声探头和两个高分辨率CCD摄像头，内置水循环系统可以实现水耦合剂在设备内部循环的功能，设备有5个自由度；电气动控制部分主要用于对设备进行机械运动的控制和气动动作的控制，通过有顺序的操作实现超声数据的采集工作；超声采集分析部分实现探头在水浸环境下采集焊缝缺陷数据的功能，目视检测系统可以对焊缝进行目视检查以及对设备运行状态进行监控。
[0021]
【附图说明】
[0022]附图1为本发明的系统原理图；
附图2为本发明的检查对象:控制棒驱动机构上、中部Ω环焊缝的示意图；
附图3为检查装置安装在CRDM上的示意图，分别对应上部Ω焊缝和中部Ω焊缝的检查；
附图4、5、6为检查装置结构图；
附图7为定位底座组件结构图；
附图8为周向定位原理图；
附图9为径向角度调整机构的立体视图；
附图10为轴向角度调整机构的立体视图；
其中:1、筒体；3、伺服电机驱动部；8、定位模块；1101、接线盒；1102、充水水泵；1103、上固定板；1104、吊环；1105、回收水泵；1106、双向水平仪；1201、水箱；1202、周向电机；1203 ;轴向连接板；1204、周向齿圈；1205、齿圈连接圈；1206、电机连接板；1207、探头摆动电机；1208、输出探头架；1209、超声探头；1210、定位轮；1211、记号笔驱动气缸；1212、记号笔；1213、摄像头；1214第一输出轴；1215、刻度盘固定座；1216、第二输出轴；1217、刻度盘固定杆；13、水室；1301、气囊上压板；1302