一种在役核燃料组件格架氧化膜检测装置

技术领域

本发明涉及核电领域，更具体地说，涉及一种在役核燃料组件格架氧化膜检测装置。

背景技术

燃料组件是核电站的核心部件，燃料组件的状态直接决定了反应堆的运行状态，特别是新型燃料组件。因此需要定期对燃料组件进行状态检测来判断组件性能，其中格架氧化膜的厚度就是其中一项需要关注的参数。

目前技术中，应用于检测燃料组件状态的检测装置，其检测参数主要包括：组件的变形程度以及燃料棒的氧化膜厚度；而目前技术中还没有应用于检测格架氧化膜厚度的检测装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种在役核燃料组件格架氧化膜检测装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种在役核燃料组件格架氧化膜检测装置，包括：

底座组件，包括底座以及设置于所述底座上的导轨；

滑动组件，可移动地设置于所述导轨上；

驱动组件，与所述滑动组件相连，以驱动所述滑动组件在所述导轨上滑动；以及

检测组件，可绕一个第一转动轴线转动地设置于所述滑动组件上。

在一些实施例中，所述检测组件还包括可绕所述第一转动轴线转动地安装于所述滑动组件上的夹持组件、可绕至少一个第二转动轴线转动地安装于所述夹持组件中的固定件以及设置于所述固定件中的涡流传感器。

在一些实施例中，所述固定件与所述夹持组件球形连接。

在一些实施例中，所述涡流传感器包括可伸缩的探头。

在一些实施例中，所述检测组件还包括基准罩，所述基准罩设置于所述探头的外围，所述探头的探测端突出于所述基准罩的外端。

在一些实施例中，所述基准罩呈半喇叭状，并设置于所述探头的下侧外围。

在一些实施例中，所述基准罩与所述探头共轴设置，且其轴线与所述第一转动轴线相垂直。

在一些实施例中，所述第一转动轴线与所述导轨的长度方向相垂直。

在一些实施例中，所述滑动组件包括主体部，所述主体部包括调整架，所述调整架包括支架以及安装于所述支架上的一对弹性件，所述一对弹性件分别与所述检测组件相抵，并分别间隔地设置于所述第一转动轴线的两相对侧。

在一些实施例中，所述滑动组件还包括第一感应件，所述驱动组件包括第二感应件、第三感应件以及第四感应件，第一感应件与第二感应件相配合，第三感应件与第四感应件相配合。

本发明的有益效果在于：本发明通过在该检测装置内部设置有运动行程以及转动轴线，解决了在高辐照环境下对核燃料组件的格架氧化膜厚度进行测量的问题：一方面，在不进行检测时，涡流传感器远离核燃料组件，延长了涡流传感器的使用寿命；另一方面，在进行检测时，涡流传感器的探测头与燃料组件的格架自适应，提高了测量的重复精度。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明一个实施例的在役核燃料组件格架氧化膜检测装置的结构示意图；

图2为图1所示在役核燃料组件格架氧化膜检测装置的剖面图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。以下描述中，需要理解的是，“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”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、以特定的方位构造和操作，仅是为了便于描述本技术方案，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，该元件能够“直接地”或“间接地”位于另一元件之上，或者也可能存在一个或更多个居间元件。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅是为了便于描述本技术方案，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

图1示出了本发明一些实施例中的在役核燃料组件格架氧化膜检测装置，该检测装置用于检测燃料组件的格架氧化膜的厚度，其包括底座组件1、滑动组件2、驱动组件3以及检测组件4。滑动组件2可移动地设置于底座组件1上，其还设有相对的两端，驱动组件3连接于其中一端，检测组件4可转动地设置于另一端，其中检测组件4可围绕第一转动轴线转动，该第一转动轴线垂直于底座组件1所在的水平面。底座组件1用于为驱动组件3提供结构支撑以及与滑动组件2相配合，滑动组件2用于为检测组件4提供结构支撑以及连接各组件，驱动组件3用于为滑动组件2在底座组件1上移动时提供动力，检测组件4用于测量数据。

底座组件1在一些实施例中呈纵长型，其包括底座11以及导轨12。底座11用于为导轨12提供结构支撑。导轨12设置于底座11上，导轨12的长度方向与第一转动轴线相垂直，其用于为滑动组件2提供滑动轨道。导轨12在一些实施例中包括第一端121以及与第一端121相对的第二端122，滑动组件2在导轨12上的第一位置与第二位置之间来回滑动，且第一位置靠近第一端121，第二位置靠近第二端122。

再如图1所示，滑动组件2在一些实施例中呈纵长型，其纵长方向平行于导轨12的分布方向，滑动组件2可包括滑动件21、主体部22以及第一感应件23。滑动件21可移动地设置于导轨12上，用于与导轨12相配合。主体部22连接于所述滑动件21的上侧面，用于为检测组件4提供结构支撑。第一感应件23设置于滑动件21朝向第一端121的一侧，用于感应滑动组件2的运动状态。

主体部22在一些实施例中设有相对的两端，其中一端靠近第一端121，并连接于滑动件21；另一端靠近第二端122，设有上下贯通的轴承座221。主体部22在一些实施例中还包括调整架222，调整架222还包括一对弹性件2221以及用于安装该一对弹性件2221的支架2222，支架2222设置于轴承座221远离底座组件1的一端；一对弹性件2221安装于支架2222上，并分别间隔地设置于检测组件4的第一转动轴线的两侧，用于增大检测组件4与被测量面的贴合力度以及复位检测组件4。

又如图1所示，驱动组件3在一些实施例中可包括固定座31以及气缸32。固定座31设置于第一端121，用于为气缸32提供结构支撑。气缸32穿设于固定座31内，并连接于滑动件21朝向第一端121的一侧，用于驱动滑动组件2在底座组件1上滑动。

驱动组件3在一些实施例中可包括第二感应件33、第三感应件34以及第四感应件(未图示)，第二感应件33设置于固定座31朝向第二端122的一侧，用于与第一感应件23相配合。第三感应件34设置于气缸32的外侧且靠近固定座31，第四感应件设置于气缸32的内侧且远离固定座31，第三感应件34与第四感应件相配合，用于感测滑动组件2的运动状态。

如图2所示，检测组件4在一些实施例中可包括转轴41、支撑件42、夹持组件43、基准罩44、固定件45以及涡流传感器46。转轴41、支撑件42以及夹持组件43沿第一转动轴线方向依次相连。转轴41可转动地穿设于主体部22的轴承座221内，用于为实现检测组件4的转动功能提供结构支持。支撑件42朝向第一端121的一侧与弹性件2221相抵，用于与弹性件2221相配合。夹持组件43用于为固定件45提供容置空间，在一些实施例中可包括第一夹持件431以及与第一夹持件431相配合的第二夹持件432。基准罩44设置于支撑件42与夹持组件43朝向第二端122的一侧，用于贴合被测量面。固定件45可转动地设置于夹持组件43内，用于紧密地套接涡流传感器46。

涡流传感器46用于发射与接收检测信号，在一些实施例中可包括可弹性伸缩的探头461，探头461设置于涡流传感器46朝向第二端122的一端。

再如图2所示，基准罩44在一些实施例中呈半喇叭状，并设置于探头461的下侧外围；基准罩44的外端与探头461的探测端朝向第二端122，探头461的探测端突出于基准罩44的外端；基准罩44的轴线方向垂直于第一转动轴线。另外，基准罩44的外端端面与底座组件1所在的水平面相垂直。

在一些实施例中，第一夹持件431与第二夹持件432的内部分别形成有半球形的容置空间，在组装第一夹持件431与第二夹持件432后，组成的夹持组件43的内部形成有一个与固定件45相配合的球形空间；固定件45呈球形，并与夹持组件43球形连接，可转动地安装于夹持组件43内；涡流传感器46呈长条形，固定件45沿涡流传感器46的轴线方向紧密地套接涡流传感器46。

可以理解地，在检测组件4未接触被测量面时，基准罩44与涡流传感器46共轴；在检测组件4接触被测量面时，涡流传感器46的轴线以固定件45的球心为基准点进行旋转，其最大旋转角度为3度，在该旋转过程中，依据涡流传感器46的轴线方向形成有至少一个第二转动轴线。固定件45可绕该至少一个第二转动轴线转动地安装于夹持组件43内。

又如图2所示，转轴41在一些实施例中可包括主体段411以及与主体段411相连的台阶段412。主体段411穿设于轴承座221内，台阶段412搭设于轴承座221远离底座组件1的一端，且台阶段412的直径大于主体段直径411。

检测组件4在一些实施例中还包括轴承47，轴承47套接于转轴41，用于减小转轴41与轴承座之间的摩擦。轴承47可包括内圈以及外圈，轴承47内圈的内径与主体段411的直径相适配，轴承411外圈的外径与轴承座221的孔径相适配。

轴承座221与相连的转轴41、支撑件42以及夹持组件43共轴线，可以理解地，转轴41、支撑件42以及夹持组件43绕第一转动轴线转动，其旋转方向以及旋转角度相一致。另外，基准罩44连接于夹持组件43一侧，其旋转方向以及旋转角度也与转轴41、支撑件42依据夹持组件43保持一致。

本发明在一些实施例中的在役核燃料组件格架氧化膜检测装置，其检测方法可包括以下步骤：

S1：在驱动组件3处于关闭状态时，滑动组件2位于第一位置，第二感应件33与第一感应件23相配合，并将气缸32未启动的信号传输至主机端(未图示)；

S2：在驱动组件3处于开启状态时，气缸32驱动滑动组件2从第一位置向第二位置的方向移动，第二感应件33将气缸32已启动的信号传输至主机端；

S3：在滑动组件2接近第二位置时，气缸32停止施力，由电机(未图示)继续驱动滑动组件2移动至第二位置；

S4：在滑动组件2移动至第二位置时，检测组件4与被测量面相接触，第三感应件34与第四感应件相配合，并将关闭电机的信号传输至主机端，电机关闭，涡流传感器46开始测量数据；

S5：涡流传感器46完成测量后，电机驱动滑动组件2从第二位置至第一位置的方向移动，在滑动组件2移动至第一位置时，第二感应件33与第一感应件23相对应，并将滑动组件2与气缸32已复位的信号传输至主机端。

进一步地，步骤S4包括以下步骤：

S41：在滑动组件2移动至第二位置时，探头461接触被测量面并发生弹性收缩，随后基准罩44与被测量面相接触，弹性件2221推动支撑件42绕第一转动轴线转动，支撑件42带动基准罩44转动，使得基准罩44朝向被测量面的一端与被测量面相贴合；

S42：固定件45紧密地套接涡流传感器46，并绕至少一个第二转动轴线转动，使得探头461朝向被测量面的一端与被测量面相贴合；

S43：气缸发生回退的现象，第三感应件34接收到回退信号后，将关闭电机的信号传输至主机端，电机关闭；

S44：涡流传感器46发射与接收检测信号，并将检测数据传输至主机端。

可以理解地，以上实施例仅表达了本发明的部分实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。