[发明专利]核电站反应堆压力容器主螺栓的超声检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于核电站反应堆主螺栓的超声自动检测系统，特别是涉及一种核电站反应堆压力容器主螺栓的超声检测装置。

背景技术

反应堆压力容器主螺栓是反应堆压力容器本体和顶盖之间的紧固件，长期在高温高压辐照环境下工作，易于形成疲劳损伤，是反应堆压力容器中重要的受力易损部件。为了确保核电站安全可靠运行，在主螺栓制造过程中或电站换料维修时，需对反应堆压力容器主螺栓实行严格的检查，因此，ASME规范和RSEM标准均规定主螺栓为核电站役前检查和在役检查（定期检查）的重点检查对象，必须对主螺栓进行全体积超声检查。对主螺栓的超声检测方法主要是以中心孔检测为主，辅以端面扫查，满足标准规定。

针对用于主螺栓中心孔及端面的超声检测方式，手动检测方法存在重复精度不高、检测效率低、易漏检等缺点，且不可在放射性污染的条件下实施，因此不能适应反应堆压力容器主螺栓的检测可靠性高、标准严格等要求，也不适合运行后存在一定放射性污染的检测环境。自动检测不仅能够克服手动法的缺点，具有可靠性高、灵敏度(信噪比)高、重复性好等优点外，也可以在很大程度上提高检测效率，对核电站高效高品质地及时发现隐患、确保部件的运行安全有重大意义。这也对承载及控制超声探头的自动系统提出了更高要求。

主螺栓中心孔检测的要求决定了超声检测系统应该有绕主螺栓的周向转动及沿主螺栓的轴向运动两个自由度，而端面检测的要求决定了超声检测系统应该有绕主螺栓的周向转动及沿主螺栓端面的径向运动两个自由度，同时还要具有超声检测所必需的耦合剂的自动供给、排放与回收机构，以及放置主螺栓的承重平台、避免主螺栓倾覆的抱紧机构以及用于超声检测的专用探头。

经调研，目前国外主螺栓超声自动检测装置的主要供货商有西班牙Tecnatom公司。其开发的超声波检测装置检测机构为立式，主螺栓竖直放置在底部旋转平台上，导杆位于主螺栓中心上方，与主螺栓轴向一致，末端携带超声探头，完成主螺栓的全体积检查。该装置不能确保主螺栓运动的稳定性，易造成径向跳动，而且由于径向跳动带来较大的测量误差，而降低检测精度及信噪比；不能实现耦合剂的自动供给、排放及回收；专用性强，柔性不足，无法适应不同堆型核电站主螺栓的超声检测；工作空间小，吊装不便；价格昂贵，且无法获取详细技术资料。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种核电站反应堆压力容器主螺栓的超声检测装置，用于解决现有技术中主螺栓定位不稳定易产生径向跳动，测量误差大的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种核电站反应堆压力容器主螺栓的超声检测装置，所述超声检测装置包括：底座及固定在所述底座上的竖直架；支撑平台，通过旋转机构设在所述底座上，支撑并且带动主螺栓旋转；抱紧机构，包括第一安装座和设在第一安装座上的环抱主螺栓的抱爪，所述第一安装座设在所述竖直架上并且位于面向所述支撑平台的一侧；检测机构，包括第二安装座和设在第二安装座上的横向驱动机构和纵向驱动机构，以及带有中心孔内壁检测探头的第一夹具、带有端面检测探头的第二夹具，所述第二安装座设在所述竖直架上并且位于所述抱紧机构的上方，横向驱动机构包括设在第二安装座上的丝杆机构、与丝杆机构传动相连的第一电机，纵向驱动机构通过一安装架与所述丝杆机构上的丝杆螺母相连，纵向驱动机构包括第二电机、与第二电机相连的第一齿轮、穿设在所述安装架上与主螺栓同轴的齿条，所述第一齿轮与齿条相啮合驱动齿条上下运动，所述第一夹具和第二夹具上均设有与所述齿条相连的螺纹孔；供水机构，包括向主螺栓中心孔提供耦合剂的水管，所述水管沿所述竖直架固定。

优选的，所述第一安装座包括双向调节螺杆、位于双向调节螺杆两侧的导杆，以及穿设在双向调节螺杆和导杆端部的抱爪臂，所述抱爪设在所述抱爪臂的两端。

优选的，所述抱爪为弧形，在弧形的两端设有抱紧滚轮。

优选的，所述支撑平台的表面设有密封所述主螺栓中心孔用的密封圈。

优选的，所述安装架的顶部设有一光电开关，所述齿条的上端设有一触发所述光电开关的触发件，所述光电开关与所述第二电机驱动相连。

优选的，在所述第一齿轮的一侧设有第二齿轮，所述齿条夹紧在所述第一齿轮和第二齿轮间。

优选的，所述第一夹具上设有两个相对设置的所述中心孔内壁检测探头。

优选的，所述第二夹具包括连接部、转臂和探头楔块，所述转臂与所述连接部轴动相连，所述转臂的端部设有一销轴，所述探头楔块转动穿设在所述销轴上，所述端面检测探头设在所述探头楔块内，所述连接部上设有与所述齿条相连的螺纹孔。