一种控制棒导向筒导向卡孔超声、视频检查装置的制作方法

本专利属于无损检测领域，具体涉及一种控制棒导向筒导向卡孔超声、视频检查装置。

背景技术：

1、核电站反应堆压力容器堆内构件是反应堆堆本体结构中的重要设备之一，其安装在反应堆压力容器内，与反应堆压力容器、控制棒驱动机构、燃料组件及相关组件等设备组合在一起实现反应堆功能。堆内构件为燃料组件和控制棒组件提供支承、定位和导向，并引导冷却剂流过堆芯、合理分配流量，其从结构上可分为上部堆内构件、下部堆内构件、压紧弹性环及导流围板组件等。

2、上部堆内构件由上部支承板组件、支承柱组件、导向筒组件、堆芯上板及堆内测量格架等组成，实现控制棒组件堆内上、下运动的导向和对中，并为堆芯中子通量、堆芯出口温度的各种测量仪表提供通道。

3、导向筒组件为控制棒组件在堆内上、下运动起导向和对中作用，主要由上部导向筒组件和下部导向筒组件组成。上部导向筒组件底部与下部导向筒组件顶部固定在上部支承板组件上，通过法兰连接一体，下部导向筒组件通过底部两个定位销限制在堆芯上板上，实现定位和支承。导向筒组件内部分布有9个导向板，用于控制棒束组件落棒时的定位、导向。控制棒导向筒组件顶端中心开有φ58.65圆孔用于抓取机构升降运动，底部连续段为规则开孔与滑槽结合结构。

4、导向板用于控制棒定位、导向，并提供支承，避免控制棒在水流振动造成过大变形，其根据控制棒结构开有24个φ10.725mm圆孔及中心φ61mm圆孔。

5、受反应堆运行期间控制棒频繁上下运动、高速水流导致的微震等多重因素影响，运行一定周期数的控制棒导向筒导向卡孔普遍存在磨损，该磨损可能导致控制棒出现卡棒风险，从而影响核电站的安全运行，因此有必要研制针对控制棒导向筒导向卡孔磨损的超声、视频检验装置，形成导向卡孔磨损量检测技术能力。

技术实现思路

1、1.目的：

2、本专利的目的在于设计一种控制棒导向筒导向卡孔超声、视频检验装置，以实现对核电站上部堆内构件内控制棒导向筒每层导向板上24导向卡孔磨损量的检测。

3、2.技术方案：

4、一种控制棒导向筒导向卡孔超声、视频检验装置，包括探头导杆组件和检验定位及驱动组件，探头导杆组件从检验定位及驱动组件上中心开孔穿过，齿轮啮合连接。

5、检验定位及驱动组件由检验定位及夹紧组件、旋转及升降固定座组件、电机密封组件、升降驱动组件四个部分组成，检验定位及驱动组件位于装置底部，上表面固定连接旋转及升降固定座组件；电机密封组件和升降驱动组件通过螺栓连接固定在旋转及升降固定座组件上。

6、检验定位及夹紧组件包括上部定位筒、定位锁紧筒、定位锁紧斜块、定位锁紧导向条、周向驱动大齿圈、回转环、夹紧双作用气缸；上部定位筒筒体内径较被检导向筒上部外圆直径尺寸大5～20mm，被检导向筒上端防转杆凸起和两个圆周限位孔配合；定位锁紧筒安装在上部定位筒外侧，并通过安装上部定位筒外侧的两个定位锁紧导向条与其内侧的两个滑槽配合。

7、上部定位筒为下部开口的筒体结构，上部有中心开孔的盘状结构，圆盘顶部开有两个圆周限位孔；上部定位筒按圆周方向均布四个定位锁紧斜块、两个定位锁紧导向条，四个定位锁紧斜块在定位锁紧筒的作用下同步张开、收拢。

8、定位锁紧筒为下部为锥段的筒体结构；定位锁紧筒相对于上部定位筒的上、下滑动运动由夹紧双作用气缸驱动。

9、定位锁紧斜块为长条结构，其一面为平面，另一面带有一定斜度的斜面，上部开有销孔，通过销钉安装、固定在上部定位筒的外侧；定位锁紧斜块平面侧与定位锁紧筒内表面锥段筒体接触。

10、周向驱动大齿圈为中心开孔、外圈有齿的齿圈结构，通过其中心的台阶孔安装在回转环上，并通过螺栓与回转环一起被安装、固定在上部定位筒上部。

11、回转环包括外圈、内圈和滑动轴承圈；回转环外圈为环状结构，通过其上的螺栓孔与周向驱动大齿圈一起固定在上部定位筒上。

12、回转环内圈是由两块拼接而成的呈“凹”状的换装结构，其与旋转及升降固定座组件通过螺栓连接，实现相对于回转环外圈的相对转动。

13、滑动轴承圈由自润滑塑料制成。

14、旋转及升降固定座组件通过螺栓与回转环内圈连接，旋转及升降固定座组件包括旋转固定座、旋转输出轴、旋转小齿轮、旋转及升降座连接筒、升降固定座、升降导向条、升降直线轴承。

15、旋转固定座用于将旋转及升降固定座组件与回转环连接，并作为旋转输出轴、旋转及升降连接筒、升降直线轴承的安装基座；旋转输出轴通过滚动轴承安装在旋转固定座上，其下端安装旋转小齿轮。

16、旋转及升降座连接筒分别连接旋转固定座、升降固定座，并通过上、下安装的两个升降直线轴承实现探头导杆组件的升降滑动摩擦，并使探头导杆组件与被检导向筒同轴；升降固定座上安装有升降导向条。

17、电机密封组件外防水密封，电机密封组件包括电机座、驱动电机、电机罩；电机座分别安装在旋转固定座、升降固定座上；驱动电机通过螺栓安装在电机座上；电机罩为一端有底的薄壁空心筒状结构，与电机座通过螺栓连接，并采用o型圈径向压缩的方式实现防水密封。

18、升降驱动组件用于探头导杆组件的升降运动驱动，其通过螺栓、销钉安装在升降固定座上；升降驱动组件主要由升降驱动安装座、升降驱动齿轮、升降驱动齿轮轴、一对锥齿轮、电机密封组件齿轮轴、锥齿轮罩组成。

19、探头导杆组件主要由中心导杆、升降驱动齿条、升降导向滑槽以及检验探头组件组成，中心导杆为中心杆体，其外表面与升降直线轴承形成滑动轴承配合；中心导杆上外表面开有升降导向滑槽，该滑槽与旋转及升降固定座组件上的升降导向条两侧面贴合；中心导杆上端安装有吊耳螺栓。

20、升降驱动齿条通过螺栓安装在中心导杆的一侧，并与升降驱动组件上的升降驱动齿轮啮合，带动探头导杆组件的升降运动。

21、在实施超声检验时，检验探头组件需位于导向卡孔内，对导向卡孔的内表面进行磨损测量；在实施视频检验时，检验探头组件位于导向卡孔的上方，对导向卡孔的内表面轮廓进行测量，获取其内表面磨损量。

22、3.效果

23、本专利通过采用气缸驱动的锁紧机构实现控制棒导向筒导向卡孔超声、视频检验装置相对于被检导向筒的同轴限位，并通过探头导杆组件的轴向运动实现超声、视频检验探头在导向筒各层导向板的上、下移动，通过探头导杆组件的周向运动实现对24个导向卡孔的检验全覆盖；

24、采用夹紧双作用气缸驱动定位锁紧筒的上、下运动，引发定位锁紧筒内表面对四个定位锁紧斜块外表面的同步、同力压紧作用，实现检验装置、探头导杆组件相对于被检导向筒轴线的定位，保证探头导杆组件可通过各层导向板间中心孔，以及各检验探头相对于导向卡孔的中心重合，提高检验精度；

25、通过旋转小齿轮与固定在检验定位及夹紧组件上的周向转动大齿圈的齿轮捏合，实现探头导杆组件及检验探头相对于被检导向筒的周向转动；

26、通过升降驱动组件上的升降驱动齿轮与探头导杆组件上的升降驱动齿条的齿轮齿条啮合，实现探头导杆组件及检验探头相对于被检导向筒的轴向升降。