一种热交换器传热管检查探头定位装置的制作方法

本发明属于核电站主泵热交换器传热管的无损检测技术领域，具体涉及一种热交换器传热管检查探头定位装置。

背景技术：

一台AP1000型核电机组有四个屏蔽主泵，每个屏蔽主泵都带有一个热交换器。热交换器的壳侧为电机腔内的设备冷却水，传热管侧为一回路水，由外置热交换器冷却后的一回路冷却剂由电机转子下部进入，并有一辅助叶轮驱动冷却剂循环，冷却剂轴向流经电机腔室，带出转子和定子的热量，通过外置热交换器后得到冷却。主泵外置热交换器传热管属于一回路压力边界，由此可见对该传热管实施无损检验的重要性。

主泵热交换器中间由一个隔板把换热器分为两个腔室，其中下部腔室由可拆卸的法兰封住，此法兰的凸起部分和上部腔室的挡板均和热交换器筒体焊接在一起，是无法拆卸的。受热交换器结构限制，部分传热管管口被相关结构挡住(特别是弯曲半径小的传热管)，导致检测探头难于到达传热管管口而无法实施检查。通常需对传热管实施100％无损检测，因此对探头定位装置的设计提出相当高的要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种热交换器传热管检查探头定位装置，实现对热交换器传热管进行高效率、高精度的100％全覆盖检查。

本发明的技术方案如下：一种热交换器传热管检查探头定位装置，该装置包括横向运动组件、中间连接块、纵向运动组件以及探头摆动组件，其中，横向运动组件和纵向运动组件之间通过中间连接块相连接，使纵向运动组件整体与中间连接块沿横向运动组件的轴线方向上直线运动，同时，纵向运动组件相对于中间连接块在纵向运动组件的轴线方向上直线运动；安装在所述纵向运动组件上的探头摆动组件可进行正负方向360度旋转摆动，通过横向运动组件和纵向运动组件两个垂直直线方向上的运动，带动探头摆动组件移动到横向运动组件和纵向运动组件移动范围所覆盖的区域内，并进行相应位置传热管检查。

所述的横向运动组件包括横向运动电机、横向运动导轨以及横向运动丝杠，其中，横向运动丝杠通过横向运动导轨两端的横向运动轴承座支撑固定在横向运动导轨的轴线方向上，横向运动丝杠一端通过横向运动联轴器与安装在横向运动轴承座一侧上的横向运动电机相连接。

所述的中间连接块包括中间连接板、横向运动丝杠螺母、横向运动滑块、纵向运动丝杠螺母以及纵向运动滑块，通过安装所述中间连接板下端面横向方向上的横向运动滑块和横向运动丝杠螺母与横向运动组件匹配连接；在所述的中间连接板上端面纵向方向上安装有纵向运动滑块和纵向运动滑块，使纵向运动滑块和纵向运动滑块与纵向运动组件匹配连接。

所述的纵向运动组件包括纵向运动电机、纵向运动支撑座、纵向运动导轨以及纵向运动丝杠，其中，纵向运动丝杠通过纵向运动导轨两侧的纵向运动支撑座安装在纵向运动导轨的轴线方向上，并在纵向运动支撑座及纵向运动导轨上固定安装有纵向运动底板，使纵向运动导轨与纵向运动底板整体形成纵向运动组件的机架；纵向运动丝杠一端通过纵向运动联轴器与安装在纵向运动底板上的纵向运动电机相连接；通过纵向运动电机带动与纵向运动丝杠相匹配的纵向运动丝杠螺母运动。

所述的探头摆动组件包括探头摆动壳体、探头摆动电机、探头摆动齿轮副、探头摆动轴以及探头摆动块，其中，探头摆动电机、探头摆动齿轮副安装在探头摆动壳体内，探头摆动电机输出轴通过探头摆动齿轮副与探头摆动轴的上端相连接，其中，探头摆动轴上段部分通过探头摆动轴承安装在探头摆动壳体中，探头摆动轴伸出探头摆动壳体外的另一端与探头摆动块相连接，通过探头摆动电机带动探头摆动轴转动，从而带动安装在探头摆动块上的摄像头和探头导向管同步摆动。

所述的横向运动组件还包括固定底座，所述的固定底座安装在横向运动导轨和横向运动轴承座的下方；所述的固定底座可定位安装在热交换器法兰面上。

所述的中间连接板下端面上设有横向运动滑块，其与安装在所述的横向运动组件中的运动导轨相匹配，在中间连接板下端面横向方向开有凹槽，并在所述的凹槽中安装有与横向运动组件中横向运动丝杠相匹配的横向运动丝杠螺母；所述的纵向运动滑块与横向运动滑块相垂直，并在纵向运动滑块之间的中间连接板上安装有纵向运动丝杠螺母，使纵向运动组件中的纵向运动导轨安装在纵向运动滑块上时，纵向运动丝杠螺母与纵向运动丝杠相匹配。

所述的探头摆动壳体为上端带有凸出平台的壳体结构，所述的凸出平台与纵向运动组件上的卡槽相匹配，可快速实现探头摆动壳体与纵向运动组件的定位安装和拆卸。

所述的探头导向管安装方向与传热管方向平行，所述的摄像头与探头导向管呈45度角设置。

本发明的显著效果在于：本发明所述的一种热交换器传热管检查探头定位装置具有以下优点：一是该装置采用三轴设计搭载检测探头实施定位，极大的提高检查覆盖率，实现探头的快速定位；二是通过旋转摆动组件的摆动，实现对部分被挡的传热管进行检查；三是通过旋转摆动组件的快速拆卸定位，实现对两侧管板的传热管进行检查。

附图说明

图1为本发明所述的一种热交换器传热管检查探头定位装置主视图；

图2为图1的侧视图；

图3为图1中横行运动组件主视图；

图4为图3的侧视图；

图5为图1中中间连接块侧视图；

图6为图5的主视图；

图7为图1中纵向运动组件结构示意图；

图8为图1中探头摆动组件结构示意图；

图9为本发明所述的一种热交换器传热管检查探头定位装置安装在热交换器管板法兰面的示意图；

图中：1、横向运动组件；2、中间连接块；3、纵向运动组件；4、探头摆动组件；5、固定底座；6、横向运动电机；7、横向运动联轴器；8、横向运动轴承座；9、横向运动导轨；10、横向运动丝杠；11、中间连接板；12、横向运动丝杠螺母；13、横向运动滑块；14、纵向运动丝杠螺母；15、纵向运动滑块；16、纵向运动电机；17、纵向运动联轴器；18、纵向运动轴承座；19、纵向运动导轨；20、纵向运动丝杠；21、纵向运动底板；22、探头摆动电机；23、探头摆动齿轮副；24、探头摆动壳体；25、探头摆动轴承；26、探头摆动轴；27、探头摆动块；28、摄像头；29、探头导向管。

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、图2所示，一种热交换器传热管检查探头定位装置，包括横向运动组件1、中间连接块2、纵向运动组件3以及探头摆动组件4，其中，横向运动组件1和纵向运动组件3均为丝杠与直线导轨相结合运动结构，横向运动组件1和纵向运动组件3通过中间连接块2实现两个轴线方向上相连接，使纵向运动组件3整体与中间连接块2沿横向运动组件1的轴线方向上直线运动，同时，纵向运动组件3相对于中间连接块2在纵向运动组件3的轴线方向上直线运动，探头摆动组件4安装在纵向运动组件3上，并可快速拆卸定位，探头摆动组件4可进行正负方向360度旋转摆动，通过横向运动组件1和纵向运动组件3两个垂直直线方向上的运动，带动探头摆动组件4移动到横向运动组件1和纵向运动组件3活动范围所限定的区域内任何位置，并进行相应位置传热管检查。

如图3、图4所示，横向运动组件1包括固定底座5、横向运动电机6、横向运动导轨9以及横向运动丝杠10，其中，横向运动丝杠10通过横向运动导轨9两端的横向运动轴承座8支撑固定在横向运动导轨9的轴线方向上，横向运动轴承座8和横向运动导轨9下方固定安装有固定底座5，在固定底座5上开有螺孔，并可通过沉头螺栓将固定底座5固定在热交换器法兰面上，横向运动丝杠10一端通过横向运动联轴器7与安装在横向运动轴承座8一侧上的横向运动电机6相连接，中间连接块2安装在横向运动导轨9上，并通过与横向运动丝杠10相匹配的丝杠螺母，带动中间连接块2沿着横向运动导轨9在横向直线方向的移动。

如图5、图6所示，中间连接块2包括中间连接板11、横向运动丝杠螺母12、横向运动滑块13、纵向运动丝杠螺母14以及纵向运动滑块15，其中，中间连接板11下端面上安装有横向运动滑块13，其与安装在横向运动组件1中的运动导轨9相匹配，在中间连接板11下端面横向中心位置处开有凹槽，并在该凹槽中安装有与横向运动组件1中横向运动丝杠10相匹配的横向运动丝杠螺母12；在中间连接板11上端面纵向方向上安装有纵向运动滑块15，其与横向运动滑块13相垂直，并在纵向运动滑块15之间的中间连接板11上安装有纵向运动丝杠螺母14，使纵向运动组件3中的纵向运动导轨19安装在纵向运动滑块15上时，纵向运动丝杠螺母14与纵向运动丝杠20相匹配。

如图7所示，纵向运动组件3包括纵向运动电机16、纵向运动支撑座18、纵向运动导轨19以及纵向运动丝杠20，其中，纵向运动丝杠20通过纵向运动导轨19两侧的纵向运动支撑座18安装在纵向运动导轨19的轴线方向上，并在纵向运动支撑座18及纵向运动导轨19上固定安装有纵向运动底板21，使纵向运动导轨19与纵向运动底板21整体形成纵向运动组件3的机架；纵向运动丝杠20一端通过纵向运动联轴器17与安装在纵向运动底板21上的纵向运动电机16相连接；通过纵向运动电机16带动与纵向运动丝杠20相匹配的纵向运动丝杠螺母14运动；

如图8所示，探头摆动组件4包括探头摆动壳体24、探头摆动电机22、探头摆动齿轮副23、探头摆动轴26以及探头摆动块27，其中，探头摆动壳体24整体为带有凸出平台的壳体结构，安装在探头摆动壳体24中的探头摆动电机22通过探头摆动齿轮副23与探头摆动轴26的一端相连接，探头摆动轴26上段部分通过探头摆动轴承25安装在探头摆动壳体24中，探头摆动轴26伸出探头摆动壳体24外的另一端与探头摆动块27相连接，通过探头摆动电机22带动探头摆动轴26转动，从而带动安装在探头摆动块27上的摄像头28和探头导向管29同步摆动，其中，探头导向管29与传热管方向平行，摄像头28与探头导向管29呈45度角设置，方便观察涡流探头与传热管口的位置关系；探头摆动壳体24上端面的凸出平台通过螺钉可快速与纵向组运动组件3中的纵向运动底板21定位锁紧和拆卸。

如图9所示，在对主泵热交换器传热管实施检查时，将本发明所述的热交换器传热管检查探头定位装置快速定位安装在热交换器管板法兰面上，将探头摆动组件4安装在纵向运动组件3卡槽上，通过控制横向运动组件1、纵向运动组件3实现探头导向管29对准各个需要检查的传热管口，检测探头通过探头导向管进入传热管内部实施检查。