焊接堵管装置的制作方法

1.本实用新型涉及核电技术领域，具体而言，涉及一种焊接堵管装置。


背景技术：

2.蒸汽发生器是高温气冷堆(htr-pm)核电站中的关键设备之一，蒸汽发生器的传热管长期在高温、高压及高辐射作用下，会产生机械的或化学的损伤，容易导致传热管破损而发生放射性冷却剂外泄事故，造成严重的社会、环境问题和巨大的经济损失，因此要对传热管进行封堵作业，目前常用的封堵方法主要是机械堵管方法和焊接堵管方法，其中，焊接堵管利用焊接方法将堵头材料与传热管端部材料局部熔合，焊接所用堵头结构简单，密封性能可靠，力学性能优异。
3.高温气冷堆核电站蒸汽发生器的主蒸汽出口端一般设置有狭长的人孔，为实现远距离的焊接系统传送、保证焊接精度，一般会在人孔两侧加装地脚螺栓等方式固定支撑杆以传送焊接单元，但在实际作业时，预先设置固定支撑杆存在以下两方面问题：1)预先固定支撑杆增加施工难度，增加施工人员在辐射环境中的曝光时间，影响施工人员的身体健康；2)现场环境中往往不具备或者不允许通过地脚螺栓等方式固定支撑杆。因此，通过狭长的人孔将焊接装置运达至堵管焊接位置极其困难。
4.综上，如何克服现有的焊接堵管方式的上述缺陷是本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种焊接堵管装置，以缓解现有技术中的焊接堵管方式存在的施工难度高的技术问题。
6.本实用新型提供的焊接堵管装置，包括滑台、第一支座、移动组件、驱动机构、焊接装置和堵头安装装置。
7.所述第一支座置于蒸汽发生器的主蒸汽出口端的人孔底部，所述滑台搭接在所述第一支座的支撑面上，所述滑台上设有导轨，所述移动组件与所述导轨滑动配合，所述焊接装置和所述堵头安装装置均能够安装于所述移动组件。
8.所述驱动机构与所述移动组件传动连接，用于驱动所述移动组件沿所述导轨滑动。
9.优选地，作为一种可实施方式，所述移动组件包括固定盘，所述固定盘与所述导轨滑动配合，所述固定盘上安装有多个伸缩卡爪，所述伸缩卡爪的伸缩方向与所述导轨的导向垂直，多个所述伸缩卡爪用于与蒸汽发生器的主蒸汽出口端内壁面在周向上间隔设置的多个部位卡紧配合。
10.优选地，作为一种可实施方式，所述伸缩卡爪的伸缩末端安装有弹性浮动头，所述弹性浮动头用于与主蒸汽出口端的内壁面抵接。
11.优选地，作为一种可实施方式，所述滑台的外端固定连接有第二支座，所述第二支
座用于设置在地基上。
12.优选地，作为一种可实施方式，所述第一支座上安装有支撑气缸，所述支撑气缸的伸缩杆沿竖向设置，所述支撑气缸的伸缩杆的顶部转动连接有水平设置的滚轮，所述滚轮的轴向与所述导轨垂直，所述支撑气缸能够驱动所述滚轮上升至高于所述第一支座的支撑面的高度或下降至低于所述第一支座的支撑面的高度；
13.和/或，所述滑台的内端底部安装有行走轮，所述行走轮能够沿蒸汽发生器的主蒸汽出口端内壁面滚动。
14.优选地，作为一种可实施方式，所述驱动机构包括第一电机、丝杠和螺母，所述第一电机安装于所述滑台，所述丝杠与所述滑台转动配合，所述螺母与所述丝杠配合，所述螺母固定于所述移动组件。
15.优选地，作为一种可实施方式，所述移动组件上设置有快换接头，所述焊接装置和所述堵头安装装置均能够与所述快换接头可拆卸连接。
16.优选地，作为一种可实施方式，所述堵头安装装置包括安装座和第二电机，所述安装座能够安装于所述移动组件，所述第二电机安装于所述安装座，所述第二电机的输出轴的横截面与堵头上的安装孔的多边形横截面一致；
17.和/或，所述焊接装置包括焊接座、第三电机和激光头，所述焊接座能够安装于所述移动组件，所述第三电机安装于所述焊接座，所述第三电机的输出轴与所述激光头连接，用于驱动所述激光头绕堵头转动；
18.和/或，所述移动组件上还安装有图像采集装置。
19.优选地，作为一种可实施方式，所述移动组件还包括数控转台和三轴总成，所述数控转台安装于所述固定盘，所述三轴总成安装于所述数控转台，所述数控转台的轴线与所述导轨平行，所述焊接装置和所述堵头安装装置均能够安装于所述三轴总成的末端。
20.优选地，作为一种可实施方式，所述焊接堵管装置还包括操作台，所述操作台用于放置所述焊接装置、所述堵头安装装置和堵头收纳盒。
21.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
22.本实用新型提供的焊接堵管装置，利用蒸汽发生器的主蒸汽出口端的人孔作为支撑，在人孔底部放置第一支座，利用第一支座作为滑台的承托结构，从而，第一支座的设置便代替了原本在人孔两侧利用地脚螺栓实现固定的支撑杆，大大降低了施工难度，缩短了施工人员在辐射环境中的曝光时间，有利于施工人员的身体健康；此外，因第一支座放入人孔，完全不涉及地脚螺栓的固定，故而对现场环境要求较低，适应性强。
23.在此基础上，滑台能够在第一支座的承托下，顺利实现对移动组件可靠定位和导向，从而，驱动机构可驱动移动组件沿滑台上的导轨顺利移动至堵管焊接位置附近，也就是说，本实用新型提供的焊接堵管装置，能够顺利将安装在移动组件上的堵头安装装置和焊接装置，通过狭长的人孔运达至堵管焊接位置；移动组件到达堵管焊接位置后，安装于移动组件上的堵头安装装置能够将堵头安装到传热管的破损部位，而安装于移动组件上的焊接装置对堵头周圈进行焊接，实现堵管作业。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例
或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
25.图1为本实用新型实施例提供的焊接堵管装置与蒸汽发生器的装配结构示意图；
26.图2为本实用新型实施例提供的焊接堵管装置中的移动组件、焊接装置与摄像头的装配结构示意图；
27.图3为本实用新型实施例提供的焊接堵管装置中的固定盘与伸缩卡爪的装配结构示意图；
28.图4为本实用新型实施例提供的焊接堵管装置中的第一支座的立体结构示意图；
29.图5为本实用新型实施例提供的焊接堵管装置的局部结构示意图；
30.图6为本实用新型实施例提供的焊接堵管装置中的安装有堵头的堵头安装装置的剖视图；
31.图7为本实用新型实施例提供的焊接堵管装置中的焊接装置的剖视结构示意图；
32.图8为本实用新型实施例提供的焊接堵管装置中放置有堵头收纳盒、焊接装置和堵头安装装置的操作台的立体结构示意图。
33.附图标记说明：
34.100-滑台；110-导轨；120-第二支座；130-行走轮；
35.200-第一支座；210-支撑气缸；220-滚轮；
36.300-移动组件；310-固定盘；311-滑块；320-伸缩卡爪；321-弹性浮动头；330-数控转台；340-三轴总成；341-快换接头；
37.410-第一电机；420-螺母；
38.500-焊接装置；510-焊接座；520-第三电机；
39.600-堵头安装装置；610-安装座；620-第二电机；
40.700-摄像头；
41.800-人孔；
42.900-操作台；
43.1000-堵头收纳盒；1010-堵头；
44.1100-龙门吊架。
具体实施方式
45.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
46.下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。
47.参见图1、图2、图5和图8，本实施例提供了一种焊接堵管装置，其包括滑台100、第一支座200、移动组件300、驱动机构、焊接装置500和堵头安装装置600；第一支座200置于蒸汽发生器的主蒸汽出口端的人孔800底部，滑台100搭接在第一支座200的支撑面上，滑台100上设有导轨110，移动组件300与导轨110滑动配合，焊接装置500和堵头安装装置600均
能够安装于移动组件300；驱动机构与移动组件300传动连接，用于驱动移动组件300沿导轨110滑动。
48.本实施例提供的焊接堵管装置，利用蒸汽发生器的主蒸汽出口端的人孔800作为支撑，在人孔800的底部放置第一支座200，利用第一支座200作为滑台100的承托结构，从而，第一支座200的设置便代替了原本在人孔800的两侧利用地脚螺栓实现固定的支撑杆，大大降低了施工难度，缩短了施工人员在辐射环境中的曝光时间，有利于施工人员的身体健康；此外，因第一支座200放入人孔800，完全不涉及地脚螺栓的固定，故而对现场环境要求较低，适应性强。
49.在此基础上，滑台100能够在第一支座200的承托下，顺利实现对移动组件300可靠定位和导向，从而，驱动机构可驱动移动组件300沿滑台100上的导轨110顺利移动至堵管焊接位置附近，也就是说，本实施例提供的焊接堵管装置，能够顺利将安装在移动组件300上的堵头安装装置600和焊接装置500，通过狭长的人孔800运达至堵管焊接位置；移动组件300到达堵管焊接位置后，安装于移动组件300上的堵头安装装置600能够将堵头1010安装到传热管的破损部位，而安装于移动组件300上的焊接装置500对堵头1010周圈进行焊接，实现堵管作业。
50.参见图2和图3，在上述移动组件300的具体结构中可设置固定盘310，将固定盘310与导轨110滑动配合，在固定盘310上安装多个伸缩卡爪320，并使伸缩卡爪320的伸缩方向与导轨110的导向垂直，如此，多个伸缩卡爪320便可沿蒸汽发生器的主蒸汽出口端的径向伸缩，从而，可利用多个伸缩卡爪320与蒸汽发生器的主蒸汽出口端内壁面在周向上间隔设置的多个部位卡紧配合，以实现对固定盘310的定位，从而，可提高安装在固定盘310上的焊接装置500和堵头安装装置600的稳定性，可提高堵头1010的安装精度以及焊接作业精度。
51.优选地，在伸缩卡爪320的伸缩末端可安装弹性浮动头321，利用弹性浮动头321与主蒸汽出口端的内壁面抵接，由于弹性浮动头321上设置有力传感器，外部控制器可在力信号的基础上，控制伸缩卡爪320的伸出长度，保证辅助定位的作用力大小恒定，防止对由滑台100和驱动机构等组成的输运单元造成过大影响；同时，可防止损伤主蒸汽出口端。
52.伸缩卡爪320可以是气缸。
53.具体地，参见图3和图5，在固定盘310上设置滑块311，将滑块311与导轨110滑动配合。
54.参见图1，可增设第二支座120，将第二支座120连接在滑台100的外端(即位于人孔800的外侧的一端)，当滑台100安装到位后，可将第二支座120落在地基上，利用第二支座120作为滑台100外端的支撑结构，如此，可进一步提高滑台100的平稳性。
55.此外，参见图1和图4，在置于人孔800内的第一支座200上可安装支撑气缸210，将支撑气缸210的伸缩杆沿竖向设置，在支撑气缸210的伸缩杆的顶部转动连接水平设置的滚轮220，并将滚轮220的轴向与导轨110垂直设置，如此，滚轮220的顶部的滚动方向便可与导轨110的导向一致。在使滑台100穿过人孔800之前，可预先启动支撑气缸210，利用支撑气缸210驱动滚轮220上升至高于第一支座200的支撑面的高度，即滚轮220的顶部高出第一支座200的支撑面，之后，将滑台100推入人孔800，滑台100便可与滚轮220接触，继续推动滑台100，使其通过人孔800，在此过程中，滚轮800的存在可大大降低推动滑台100所耗费的人力，同时可减小磨损；当滑台100到位后，可启动支撑气缸210，利用支撑气缸210驱动滚轮
220下降至低于第一支座200的支撑面的高度，即滚轮220整体位于第一支座200的支撑面的下方，此时，滚轮220便不再与滑台100接触，滑台100会落到第一支撑座200的支撑面上，从而，滑台100便不易再发生偏位，可保证滑台100在输送移动组件300、安装堵头1010以及焊接时的平稳性。
56.参见图1和图5，在滑台100的内端(即位于人孔800内侧的一端)底部可安装行走轮130，从而，当滑台100的内端被推入到蒸汽发生器的主蒸汽出口端后，行走轮130可沿主蒸汽出口端的内壁面滚动，行走轮130不但可实现对滑台100的支撑，而且还能减小滑台100与主蒸汽出口端的内壁面之间的摩擦力，节省推入滑台100耗费的人力，减小磨损。
57.在上述驱动机构的具体结构中可设置第一电机410、丝杠和螺母420，将第一电机410安装到滑台100上，将丝杠与滑台100转动配合，将螺母420与丝杠配合，并将螺母420固定到移动组件300上，如此，启动第一电机410，便可驱动移动组件300沿导轨110移动。
58.优选地，将丝杠的两端均通过轴承与滑台100转动配合，如此，可利用轴承对丝杠的两端进行支撑，并能够减小丝杠转动时与滑台100之间产生的摩擦力，提高第一电机410的效率，减小磨损。
59.第一电机410与丝杠可通过联轴器相连。
60.优选地，参见图1和图2，可在移动组件300上设置快换接头341，将焊接装置500和堵头安装装置600均采用可拆卸连接的方式与快换接头341连接，也就是说，焊接装置500和堵头安装装置600均通过快换接头341与移动组件300相连，快换接头341的设置，能够提高焊接装置500和堵头安装装置600的拆装效率，从而，可提高堵管效率。
61.参见图6和图8，在堵头安装装置600的具体结构中可设置安装座610和第二电机620(低速电机)，将安装座610安装到移动组件300上，将第二电机620安装到安装座610上，并将第二电机620的输出轴的横截面设置为与堵头1010上的安装孔的多边形(如：六边形)横截面一致，如此，将堵头1010上的安装孔对准第二电机620的输出轴，使堵头1010套在第二电机620的输出轴上，便可实现堵头1010与第二电机620的连接，非常方便，而且，启动第二电机620，第二电机620的输出轴便可带动堵头1010旋转，使堵头1010顺利安装到堵管位置。
62.参见图7和图8，在焊接装置500的具体结构中可设置焊接座510、第三电机520和激光头，将焊接座510安装到移动组件300上，将第三电机520安装到焊接座510上，将第三电机520的输出轴与激光头连接，以利用第三电机520驱动激光头绕堵头1010转动，如此，便可实现激光头对堵头1010周圈的焊接，结构简单，不易发生干涉问题。
63.参见图1和图2，在移动组件300上还可安装图像采集装置(如：摄像头700)，以利用图像采集装置采集图像并结合图像处理方法，判断堵头1010的位置，实现堵头安装及焊接现场的图像采集，使得堵头1010能够被顺利安装到正确位置并能精准焊接。
64.参见图1、图2和图5，在移动组件300的具体结构中可设置数控转台330和三轴总成340，将数控转台330安装到固定盘310上，将三轴总成340安装到数控转台330上，并使数控转台330的轴向设置为与导轨110平行，焊接装置500和堵头安装装置600均能够安装到三轴总成340的末端，三轴总成340可带动焊接装置500和堵头安装装置600沿x/y/z三个方向移动，数控转台330能够带动三轴总成340旋转，实现近壁面处的堵管焊接。
65.参见图1和图8，可增设操作台900，以利用操作台900放置焊接装置500、堵头安装
装置600和堵头收纳盒1000，便于更换和安装。
66.上述数控转台330、三轴总成340及焊接装置500等的耐辐照能力不低于10gy/h。
67.在实际作业时，预先将第一支座200放入人孔800，利用支撑气缸210驱动滚轮220上升至第一支座200的支撑面以上，然后，利用龙门吊架1100吊起滑台100的外端，将滑台100由人孔800穿过，并使滑台100的内端伸至堵管焊接位置附近，撤下龙门吊架1100，之后，利用支撑气缸210驱动滚轮220下降至第一支座200的支撑面以下；启动伸缩卡爪320，使伸缩卡爪320末端的弹性浮动头321与蒸汽发生器的主蒸汽出口端的内壁面抵接，卡紧固定盘310，完成滑台100的安装。
68.在滑台100安装完成后，将堵头安装装置600安装到三轴总成340末端的快换接头341上，并将堵头1010安装到堵头安装装置600上，启动第一电机410，以驱动丝杠转动，利用螺母420带动三轴总成340沿导轨110滑动至蒸汽发生器的主蒸汽出口端，再通过摄像头700找准堵管焊接位置，利用三轴总成340将堵头安装装置600带动到堵管焊接位置，利用堵头安装装置600将堵头1010安装到传热管的堵管焊接位置；之后，启动第一电机410驱动丝杆转动，利用螺母420带动整个移动组件300沿导轨110退回至人孔800外侧，拆下堵头安装装置600，将焊接装置500安装到三轴总成340末端的快换接头341，启动第一电机410驱动丝杠再次转动，利用螺母420带动三轴总成340沿导轨110滑动至蒸汽发生器的主蒸汽出口端，再通过摄像头700找准刚刚旋入堵管焊接位置的堵头1010，利用焊接装置500沿堵头1010的周圈进行激光焊接；最后，将三轴总成340退回至人孔800外侧，完成一个堵头1010的安装于焊接作业，依照上述步骤可依次对各个堵管焊接位置进行堵头1010的安装于焊接，直至完成所有堵管焊接位置的堵管焊接作业。
69.完成堵管焊接作业后，启动伸缩卡爪320，使伸缩卡爪320末端的弹性浮动头321脱离蒸汽发生器的主蒸汽出口端的内壁面，利用支撑气缸210驱动滚轮220上升至第一支座200的支撑面以上，然后，将滑台100由人孔800拉出，之后，利用支撑气缸210驱动滚轮220下降至第一支座200的支撑面以下，即可完成滑台100的拆卸，最后，将第一支座200从人孔800取出即可。
70.综上所述，本实用新型实施例公开了一种焊接堵管装置，其克服了传统的焊接堵管方式的诸多技术缺陷。本实用新型实施例提供的焊接堵管装置，大大降低了施工难度，缩短了施工人员在辐射环境中的曝光时间，有利于施工人员的身体健康；此外，对现场环境要求较低，适应性强。
71.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
72.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
73.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限
制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。