一种蒸汽发生器传热管机械辊胀式堵管装置系统的制作方法

本实用新型涉及核电厂维护技术领域，具体涉及一种蒸汽发生器传热管机械辊胀式堵管装置系统。

背景技术：

蒸汽发生器是重水堆核电厂一回路主要组成核一级关键设备，为核电厂一、二回路之间主要的压力边界，开展蒸汽发生器的定期预防性维修工作，保障蒸汽发生器结构完整安全可靠对核电厂安全稳定经济运行具有重大的意义。

核动力蒸汽发生器传热管发生破损后，会导致一回路的放射性水泄漏到二次侧，导致污染的扩散。通常的维修方法就是堵管，即安装堵头于传热管的两端，使该传热管退出运行。

现阶段我国核动力装置蒸汽发生器传热管堵管大量采用焊接堵管和少量机械堵管，机械堵管装置依赖进口，不但价格贵、供货期长，而且货源也不稳定，需要为核动力装置设计研制一款机械堵管装置系统。

技术实现要素：

本实用新型目的是采用机械辊胀式堵管技术代替焊接堵管，实现核动力蒸汽发生器传热管高效安全堵管。

本实用新型的技术方案如下：

一种蒸汽发生器传热管机械辊胀式堵管装置系统，包括：辊胀装置、工作站、力矩校验装置，打印机；力矩校验装置用于标定辊胀装置的实际输出力矩，工作站通过连接电缆与辊胀装置相连接，用于控制辊胀装置的扭矩转速进行密封封堵，工作站与打印机通过数据线连接，用于将辊胀装置上的数据信息通过打印机打印记录。

如上所述辊胀装置内包括：扭矩电机，一级行星减速器，二级行星减速器，工具头快速接头，锥齿轮传动系；扭矩电机设置在辊胀装置内部中央，用于带动工具头快速接头转动，扭矩电机沿水平方向上依次连接有一级行星减速器、二级行星减速器和锥齿轮传动系，锥齿轮传动系与工具头快速接头连接；扭矩电机经过一级行星减速器和二级行星减速器减速后，减速后的扭矩电机经过锥齿轮传动系后将带动工具头快速接头旋转。

如上所述辊胀装置上表面还设置有电缆接口，用于工作站通过连接电缆与辊胀装置连接。

如上所述工具头快速接头设置安装有拆卸安装清洁刷、定径工具头和辊胀工具头接口。

如上所述辊胀堵头为圆锥形的中空结构，安装在辊胀工具头上，用于对传热管进行密封；辊胀堵头外壁密封部位覆盖有离子涂层，在外力挤压作用下，辊胀堵头经过辊胀工具头上的辊子滚碾而变形、膨胀，使离子涂层紧贴于蒸汽发生器传热管内壁并保持一定张力，形成固定密封段。

如上所述清洁刷为不锈钢材质，安装在工具头快速接头上，蒸汽发生器传热管实施堵管操作前，使用清洁刷对蒸汽发生器传热管内壁实施清洁操作，以防止因传热管内壁附着杂质而影响辊胀堵头的密封性。

如上所述定径工具头由定径芯轴和旋转基座组成，定径芯轴整体呈圆锥形实心结构，定径芯轴尺寸与蒸汽发生器传热管管口配合，旋转基座安装在工具头快速接头上，定径芯轴外壁均匀设置有若干根辊子，用于辊胀传热管内壁，防止因传热管焊接变形导致辊胀堵头无法安装，同时促使传热管壁紧贴管板。

如上所述辊胀工具头由辊胀芯轴和旋转基座组成，辊胀芯轴整体呈圆锥形实心结构，辊胀芯轴尺寸与辊胀堵头内径尺寸配合，用于将辊胀堵头安装在辊胀芯轴上进行辊胀封堵，旋转基座安装在工具头快速接头上，辊胀芯轴外壁均匀设置有若干根辊子，将辊胀堵头通过辊子滚碾而变形、膨胀，使辊胀堵头上的离子涂层紧贴于蒸汽发生器传热管内壁并保持一定张力，形成固定密封段。

如上所述力矩校验装置上具有安装座用于固定安装在辊胀装置，辊胀装置的工具头快速接头与力矩校验装置内的模拟螺栓连接，模拟螺栓上安装有传感器，用于在堵管前标定辊胀装置的实际输出力矩。

本实用新型的显著效果在于：本实用新型设计的机械辊胀式堵管工艺相对于传统焊接堵管具有操作工艺简单、工作时间短，大大减少操作人员在蒸汽发生器内的辐射剂量。机械辊胀堵管装置机械结构小巧轻便，辊胀装置系统集成度高，大大降低了设备的制造成本，可以满足核动力蒸汽发生器传热管堵管工程应用的需要。

附图说明

图1为本实用新型机械辊胀式堵管装置系统示意图

图2本实用新型机械辊胀式堵管装置示意图

图3为机械辊胀装置清洁工艺原理图

图4为机械辊胀装置定径工艺原理图

图5为机械辊胀装置辊胀工艺原理图

图6为机械辊胀装置定径工具头示意图

图7为机械辊胀装置辊胀工具头示意图

图8为机械辊胀装置堵头示意图

图9为力矩校验装置示意图

图中：1.扭矩电机，2.一级行星减速器，3.二级行星减速器，4.工具头连接快速接头，5.锥齿轮传动系，6.电缆接口，7.手柄，8.模拟螺栓，9.传感器，10.力矩显示仪，11.支撑壳体，12.辊胀堵头，13.清洁刷，14.定径工具头，15.辊胀工具头，16力矩校验装置，17.工作站，18.打印机，19.连接电缆，20.通讯数据线，21.辊胀装置

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1-9所示，一种蒸汽发生器传热管机械辊胀式堵管装置系统，包括：辊胀装置21、工作站17、力矩校验装置16，打印机18；辊胀装置21固定安装在力矩校验装置16上，用于力矩校验装置16标定辊胀装置21的实际输出力矩，工作站17通过连接电缆19与辊胀装置21相连接，用于控制辊胀装置21的扭矩转速进行密封封堵，工作站17与打印机18通过数据线20连接，用于将辊胀装置21上的数据信息通过打印机18打印记录。

辊胀装置21内包括：扭矩电机1，一级行星减速器2，二级行星减速器3，减速比为3:1，工具头快速接头4，锥齿轮传动系5；扭矩电机1设置在辊胀装置21内部中央，用于带动工具头快速接头4转动，扭矩电机1沿水平方向上依次连接有一级行星减速器2、二级行星减速器3和锥齿轮传动系5，锥齿轮传动系5与工具头快速接头4连接；扭矩电机1经过一级行星减速器2和二级行星减速器3减速后，减速后的扭矩电机1经过锥齿轮传动系5后将带动工具头快速接头4旋转。辊胀装置21上表面还设置有电缆接口6，用于工作站17通过连接电缆19与辊胀装置21连接。

其中，工具头快速接头4设置有拆卸安装清洁刷13、定径工具头14和辊胀工具头15接口，用于快速接插清洁刷13、定径工具头14和辊胀工具头15。

辊胀堵头12为圆锥形的中空结构，安装在辊胀工具头15内，用于对传热管进行密封。辊胀堵头12材质是与蒸汽发生器传热管材料相同的合金材料，辊胀堵头12外壁密封部位覆盖有离子涂层，在外力挤压作用下，辊胀堵头12经过辊胀工具头15上的辊子滚碾而变形、膨胀，使离子涂层紧贴于蒸汽发生器传热管内壁并保持一定张力，形成固定密封段。

清洁刷13为不锈钢材质，安装在工具头快速接头4上，蒸汽发生器传热管实施堵管操作前，使用清洁刷13对蒸汽发生器传热管内壁实施清洁操作，以防止因传热管内壁附着杂质而影响辊胀堵头12的密封性。

定径工具头14由定径芯轴和旋转基座组成，定径芯轴整体呈圆锥形实心结构，定径芯轴尺寸与蒸汽发生器传热管管口配合，旋转基座安装在工具头快速接头4上，定径芯轴外壁均匀设置有若干根辊子，用于辊胀传热管内壁，防止因传热管焊接变形导致辊胀堵头12无法安装，同时促使传热管壁紧贴管板，为下一步辊胀工具头15进行辊胀封堵做准备。

辊胀工具头15由辊胀芯轴和旋转基座组成，辊胀芯轴整体呈圆锥形实心结构，辊胀芯轴尺寸与辊胀堵头12内径尺寸配合，用于将辊胀堵头12安装在辊胀芯轴上进行辊胀封堵，旋转基座安装在工具头快速接头4上，辊胀芯轴外壁均匀设置有若干根辊子，将辊胀堵头12通过辊子滚碾而变形、膨胀，使辊胀堵头12上的离子涂层紧贴于蒸汽发生器传热管内壁并保持一定张力，形成固定密封段。

力矩校验装置16固定安装在辊胀装置21下方，辊胀装置21的工具头快速接头4与力矩校验装置16内的模拟螺栓8连接，模拟螺栓8上安装有传感器9用于在堵管前标定辊胀装置21的实际输出力矩。

为实现上述功能，本实用新型采取的机械辊胀堵管工作过程为：

步骤一：标定实际输出力矩；

辊胀装置21在力矩校验装置16进行标定操作时，辊胀装置21的工具头快速接头4带动模拟螺栓8和传感器9转动，传感器9会检测辊胀装置21的输出力矩，然后传输到力矩显示仪10，力矩显示仪10会将输出扭矩通过RS232串口上传到工作站17，供堵管软件计算和显示，并通过打印机18输出。

步骤二：传热管内壁实施清洁操作；

在机械辊胀堵管前，将清洁刷13安装在辊胀装置21内的工具头快速接头4上，对蒸汽发生器传热管内壁实施清洁操作

步骤三：定径辊胀传热管内壁；

在进行完蒸汽发生器传热管内壁实施清洁操作后，将工具头快速接头4上的清洁刷13换为定径工具头14，对蒸汽发生器传热管内壁实施辊胀定径，防止因传热管焊接变形导致辊胀堵头12无法安装，同时促使传热管壁紧贴管板，为下一步辊胀工具头15进行辊胀封堵做准备。

步骤四：机械辊胀封堵；

辊胀装置21在工作站17内的控制器控制下，以设定的扭矩值高速旋转，带动安装在工具头快速接头4上的辊胀工具头15作螺旋进给运动使辊胀堵头12进行机械辊胀，通过辊子碾压辊胀堵头12，使辊胀堵头12外壁的离子涂层和蒸汽发生器传热管内壁紧密贴合，达到密封效果。