一种密封焊缝切割装置及方法与流程

本发明涉及焊缝切除设备，特别是涉及一种密封焊缝切割装置及方法。

背景技术：

1、控制棒驱动机构(crdm)是反应堆控制和安全保护系统的伺服机构，其功能是根据反应堆控制和保护系统的指令，驱动控制棒组件在堆芯内上、下运动，保持控制棒组件在指令高度或断电落棒，完成反应堆启动、调节功率、保持功率、安全停堆和事故停堆，其安全性和可靠性直接影响到反应堆的安全与运行。反应堆压力容器顶盖上分布着多个控制棒驱动机构，为了实现与反应堆顶盖和各部件之间的连接，控制棒驱动机构上从下到上设置有多道密封焊缝(英文canpoy)，不同堆型有所区别。密封焊缝主要起密封作用，全寿期内不允许有任何的泄漏。

2、随着核电机组参与电网功率调节的程度逐步提高，控制棒驱动机构零部件的寿命虽然较以前已经取得显著提升，但部分机组也有寿命用尽需更换的需求。在图2、图3所示视图中，控制棒驱动机构1上具有行程套管101和顶盖贯穿件2，行程套管101与顶盖贯穿件2通过螺纹连接，行程套管101管体上一体设置有连接套102，连接套102外壁设置有螺牙。为了防止行程套管101内部的一回路冷却剂通过螺纹外泄，在螺纹配合的外围设计了ω形状的密封焊缝107，该密封焊缝107为中空的圆环形横向焊缝。在更换控制棒驱动机构1时，需要将该密封焊缝107进行切割，因顶盖贯穿件2无法更换，因此切割时需首先保证顶盖贯穿件2的高度，即图3中的尺寸h。若行程套管101要反复使用，切割时也需开制相应的坡口。同时，顶盖贯穿件2密封焊缝107的背部焊缝余高也需进行修理。在图1所示的俯视图中，每根控制棒驱动机构1周围几乎都有四根控制棒驱动机构1，在役检修时因空间干涉、尺寸非常狭小，人员不可达，所以需要设计远程控制的密封焊缝切割装置，且切割装置的外形及运动时的外包络尺寸轨迹103受限于周边四根控制棒驱动机构1的相切圆，如图1中虚线所示。

3、目前国内密封焊缝处理设备主要集中于密封焊缝泄露后的堆焊修复，控制棒驱动机构更换时密封焊缝切割装置则几乎处于空白状态，同时反应堆中在控制棒驱动机构更换时空间受限人员不可达、以及高放区域作业辐射剂量高等难题，导致控制棒驱动机构更换时密封焊缝切割装置发展缓慢。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供用于解决现有技术中控制棒驱动机构在役更换时空间受限人员不可达、以及高放区域作业辐射剂量高，能远程操作且切割位置精准的一种密封焊缝切割装置及方法。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种密封焊缝切割装置，包括基座、旋转驱动组件、切割机构、连接组件、定位调节组件、以及控制组件；所述旋转驱动组件设置在基座上，所述旋转驱动组件与切割机构通过连接组件传动连接；所述定位调节组件用于调节切割位置，其包括轴向定位组件以及径向定位组件；所述轴向定位组件设置在基座上且与连接组件连接，用于在轴向上控制切割位置；所述径向定位组件设置在切割机构中，用于在径向上控制切割位置；所述轴向定位组件与径向定位组件均与控制组件通讯连接。

3、优选地，所述连接组件包括内环、外环、以及旋转轴套，所述旋转轴套与外环通过轴承连接，所述内环套设在旋转轴套中，所述旋转轴套一端与旋转驱动组件传动连接、另一端与切割机构固定连接，所述外环与轴向定位组件传动连接；所述基座与外环之间设置有若干个定位导向柱。

4、优选的，所述基座上还设置有抱紧组件，所述抱紧组件包括抱紧电机、锥形压套、以及锁紧胀块，所述抱紧电机的电机轴上固定有第一丝杆，所述锥形压套上开设有第一螺纹孔，所述第一丝杆与第一螺纹孔配合连接；所述基座与锥形压套之间连接有抱紧导向柱，所述锥形压套设置在内环中且沿抱紧导向柱运动，所述锁紧胀块设置在锥形压套的内壁上、且锁紧胀块之间还设置有压簧；所述抱紧电机的控制端与控制组件通讯连接。

5、优选地，所述旋转驱动组件包括旋转驱动电机、固定在旋转驱动电机的电机轴上的主动齿轮、以及固定在旋转轴套上的从动齿轮，所述旋转驱动组件与旋转轴套齿轮啮合连接；所述轴向定位组件包括轴向驱动电机、以及固定在轴向驱动电机的电机轴上的第二丝杆，所述外环上开设有第二螺纹孔，所述第二丝杆与第二螺纹孔螺纹连接；所述旋转驱动电机的控制端、以及轴向驱动电机的控制端均与控制组件通讯连接。

6、优选地，所述切割机构包括刀盘、都设置在刀盘上的轴向测距模块以及若干个刀具模块，所述轴向测距模块与控制组件通讯连接；所述径向定位组件与刀盘传动连接。

7、优选地，所述刀具模块包括切割刀具模块、以及坡口刀具模块，所述切割刀具模块、坡口刀具模块可拆卸连接在刀盘上。

8、优选地，所述刀盘上还设置有轨迹扫描模块，所述轨迹扫描模块与控制组件通讯连接，所述刀盘上还设置有若干个视频模块，所述视频模块与控制组件通讯连接。

9、优选地，所述基座上还设置有起吊架。

10、优选地，所述基座和连接组件之间还设置有限位组件。

11、为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种密封焊缝切割方法，包括如下步骤：

12、s1：将所述密封焊缝切割装置的基座固定在待切割密封焊缝的外周向；

13、s2：通过控制组件控制轴向定位组件工作，轴向定位组件调节切割机构的轴向位置，使切割机构的切割位置与待切割密封焊缝在同一水平高度；

14、s3：启动旋转驱动组件，旋转驱动组件工作带动切割机构转动，切割机构对待切割密封焊缝进行切割；

15、s4：在对密封焊缝切割过程中，通过控制组件控制径向定位组件工作，径向定位组件控制切割位置，使切割机构与待切割密封焊缝始终接触；

16、s5：待切割密封焊缝被切透后，将所述密封焊缝切割装置取下。

17、如上所述，本发明的一种密封焊缝切割装置及方法，具有以下有益效果：

18、本发明涉及的密封焊缝切割装置以及使用方法，包括基座、旋转驱动组件、切割机构，通过旋转驱动组件驱动切割机构对密封焊缝进行切割，同时设置有连接组件、以及定位调节组件，通过定位调节组件的轴向调节和径向调节，使切割机构的切割位置与密封焊缝精准对齐，同时通过控制组件对旋转驱动组件、定位调节组件进行远程控制，能够避免核反应堆处空间狭小、辐射度高、人员不可达的问题，人员能够远程控制并且实现对切割位置精准控制。

技术特征：

1.一种密封焊缝切割装置，其特征在于：包括基座(3)、旋转驱动组件(6)、切割机构(9)、连接组件(8)、定位调节组件、以及控制组件；所述旋转驱动组件(6)设置在基座(3)上，所述旋转驱动组件(6)与切割机构(9)通过连接组件(8)传动连接；所述定位调节组件用于调节切割位置，其包括轴向定位组件(7)以及径向定位组件(907)；所述轴向定位组件(7)设置在基座(3)上且与连接组件(8)连接，用于在轴向上控制切割位置；所述径向定位组件(907)设置在切割机构(9)中，用于在径向上控制切割位置；所述轴向定位组件(7)与径向定位组件(907)均与控制组件通讯连接。

2.根据权利要求1所述的密封焊缝切割装置，其特征在于：所述连接组件(8)包括内环(802)、外环(801)、以及旋转轴套(603)，所述旋转轴套(603)与外环(801)通过轴承(604)连接，所述内环(802)套设在旋转轴套(603)中，所述旋转轴套(603)一端与旋转驱动组件(6)传动连接、另一端与切割机构(9)固定连接，所述外环(801)与轴向定位组件(7)传动连接；所述基座(3)与外环(801)之间设置有若干个定位导向柱(301)。

3.根据权利要求2所述的密封焊缝切割装置，其特征在于：所述基座(3)上还设置有抱紧组件(5)，所述抱紧组件(5)包括抱紧电机(501)、锥形压套(504)、以及锁紧胀块(505)，所述抱紧电机(501)的电机轴上固定有第一丝杆(502)，所述锥形压套(504)上开设有第一螺纹孔，所述第一丝杆(502)与第一螺纹孔配合连接；所述基座(3)与锥形压套(504)之间连接有抱紧导向柱(503)，所述锥形压套(504)设置在内环(802)中且沿抱紧导向柱(503)运动，所述锁紧胀块(505)设置在锥形压套(504)的内壁上。

4.根据权利要求2所述的密封焊缝切割装置，其特征在于：所述旋转驱动组件(6)包括旋转驱动电机(601)、固定在旋转驱动电机(601)的电机轴上的主动齿轮(602)、以及固定在旋转轴套(603)上的从动齿轮，所述旋转驱动组件(6)与旋转轴套(603)齿轮啮合连接；所述轴向定位组件(7)包括轴向驱动电机(701)、以及固定在轴向驱动电机(701)的电机轴上的第二丝杆(702)，所述外环(801)上开设有第二螺纹孔，所述第二丝杆(702)与第二螺纹孔螺纹连接；所述旋转驱动电机(601)的控制端、以及轴向驱动电机(701)的控制端均与控制组件通讯连接。

5.根据权利要求1所述的密封焊缝切割装置，其特征在于：所述切割机构(9)包括刀盘(901)、都设置在刀盘(901)上的轴向测距模块(902)以及若干个刀具模块，所述轴向测距模块(902)与控制组件通讯连接；所述径向定位组件(907)与刀盘(901)传动连接。

6.根据权利要求5所述的密封焊缝切割装置，其特征在于：所述刀具模块包括切割刀具模块(905)、以及坡口刀具模块(903)，所述切割刀具模块(905)、坡口刀具模块(903)可拆卸连接在刀盘(901)上。

7.根据权利要求5所述的密封焊缝切割装置，其特征在于：所述刀盘(901)上还设置有轨迹扫描模块(906)，所述轨迹扫描模块(906)与控制组件通讯连接，所述刀盘(901)上还设置有若干个视频模块(904)，所述视频模块(904)与控制组件通讯连接。

8.根据权利要求1所述的密封焊缝切割装置，其特征在于：所述基座(3)上还设置有起吊架(4)。

9.根据权利要求1所述的密封焊缝切割装置，其特征在于：所述基座(3)和连接组件(8)之间还设置有限位组件(302)。

10.一种密封焊缝切割方法，使用权利要求1-9任一项所述的密封焊缝切割装置，其特征在于：包括如下步骤：

技术总结
本发明提供一种密封焊缝切割装置及方法，包括基座、设置在基座上的旋转驱动组件、切割机构、连接组件、调节切割位置的定位调节组件、以及控制组件，所述旋转驱动组件与切割机构通过连接组件传动连接，所述定位调节组件包括轴向定位组件、以及径向定位组件，所述轴向定位组件设置在基座上、且与连接组件连接，所述径向定位组件设置在切割机构中，所述轴向定位组件与径向定位组件均与控制组件通讯连接。本发明中，设置基座、旋转驱动组件、切割机构、连接组件、以及定位调节组件，通过定位调节组件使切割位置与密封焊缝对齐，通过控制组件能远程控制，解决核反应堆处空间狭小、辐射度高、人员不可达的问题，实现远程控制及切割位置精准对齐。

技术研发人员：闫国华,俞照辉,史骁辰,文忠,李玮,何志伟,刘欢
受保护的技术使用者：国核电站运行服务技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15