[发明专利]核电站压力容器钢辐照后冲击试验自动化装置

说明书

技术领域

本发明属于样品辐照后冲击试验自动化装置领域，具体涉及一种核电站压力容器钢随堆监督样品辐照后冲击试验自动化装置。

背景技术

核压力容器是压水堆核电站的重要部件，由于容器钢辐照后脆化比较明显，因此测定它的辐照脆性是涉及核电安全的重要课题。辐照脆性主要由冲击试验测定，试验的主设备为示波冲击机。试验步骤如下，首先将标准样品放置到反应堆中进行辐照；然后将辐照后的样品放到浴炉中进行加热或冷却，加热或冷却的温度可以事先标定；最后将加热或冷却好的样品送到示波冲击机上进行冲击，并由示波冲击机记录各种试验数据，冲击时摆锤在样品上的冲击点要与样品上的缺口相对应，在术语中称为“对中”。本试验的难点在于当动态快速冲击下，必须精确满足标准规定的下列要求：①温控精度在±2℃以内②摆锤冲击点与样品缺口的对中精度在±0.2毫米内③样品从被加热或冷却用的浴炉中取出到被冲断之间的时间间隔不能超过5秒钟④在样品被冲断前要与支座紧贴。

为了解决上述难点，日本、美国和德国也分别各有一套不完全相同的自动化装置。美国的自动化装置如图1所示，该装置采用分开的两个浴炉分别实现对样品的加热和冷却，即高温浴炉1用来对样品加热，低温浴炉2用来对样品冷却，在高温浴炉1和低温浴炉2内分别设有热电偶用来监视样品的温度。当温度达到要求后将夹持样品的机械臂托起到浴炉顶部，然后机械臂由其驱动机构带动旋转，将样品的端面与预先设置好的样品钻座3紧贴，同时利用设置在钻座两侧的气缸芯杆对样品两端进行对中。当这些都完成后且机械臂旋转回原来的位置，才自动松脱摆锤进行冲击试验。美国自动装置的缺点是a、在一套装置中需要分别设置高温浴炉1和低温浴炉2，既增加了设计的复杂度使用效率又不高；b、旋转机械臂传送样品，运动时间长，运动轨迹复杂，不利于下一步的样品对中；c、采用端面对中的方法，端面对中属于间接对中，对中难度高，容易产生较大误差；d、该设备使用气动、电动两套驱动系统，众多气动、电子电气设备，造价较高。日本自动化装置如图2所示，装置也采用分开的两个浴炉分别实现对样品的加热和冷却，即高温浴炉用来对样品加热，低温浴炉用来对样品冷却。当样品加热或冷却完成后由机械臂将样品推入一个与该机械臂运动方向垂直的传动槽内；然后由该槽内的另一个机械臂将样品推入另一个与本机械臂运动方向垂直即与第一个机械臂运动方向平行的传动槽内；最后由第三个机械臂将样品推动到预先设置好的样品座，之后由旋臂进行端面对中；当对中完成后撤回机械臂进行冲击试验。该套自动化设备的缺点与美国设备的缺点类似，也存在高低温分开的液体浴炉造价高、端面对中难度高容易产生误差、使用气动和电子电气设备多结构复杂等缺点，同时由于日本的设备采用由多个机械臂相互级联的“接力棒”式传送样品，与样品的接触面更大，热传导更多，运动轨迹复杂、步骤也更多。如图3所示，德国的设备采用高低温合一的液体浴炉，当样品的温度达到要求后机械手深入浴炉中抓住样品，然后在电机的带动下，机械臂在与地面垂直的平面内旋转，最后将样品“放”在试验机架上，然后用设在钻座两侧的气缸芯杆进行端面对中，当送样臂对中芯杆都退回时最后进行冲击试验。该套设备采用旋转送样，端面对中，液体浴炉的方法进行试验，其缺点也与前面所述的设备类似，即送样轨迹复杂、步骤多、送样慢、气电两套驱动、辅助设备多。

发明内容

本发明针对现有的样品辐照后冲击试验自动化装置结构复杂、造价昂贵、间接对中和运动轨迹复杂的缺点提供一种新的冲击试验自动化装置。

一种核电站压力容器钢随堆监督样品辐照后冲击试验自动化装置，包括示波冲击机、送样轨道、送样机构，设置在送样轨道下的对中装置、设置在送样轨道上的浴炉及高低温控仪、自动控制仪、放射性防护系统，所述的对中装置为电磁驱动，缺口块规的自动对中装置；浴炉为高低温合一的固体浴炉；送样轨道为正面直线送样轨道；另外该自动化装置还设有保证样品紧贴试验支座的机构和自动卸摆装置；辐射防护系统为不用机械手和窥窗的低铅墙防护。

一种如前所述的冲击试验自动化装置，对中装置由设在定位支柱上的对中块规、设在定位支柱下方的长行程电磁铁及与长行程电磁铁相连接的继电器组成。