一种反应堆辐照监督样品抽取装置及定位方法

技术领域

本发明涉及核电站检修领域，具体涉及一种反应堆辐照监督样品抽取装置及定位方法。

背景技术

田湾核电站1-4号机组核反应堆为B-428型，反应堆压力容器辐照监督样品安装有12个辐照监督样品，通过长度为100mm的焊缝固定在压力容器内壁上，辐照监督样品距离压力容器法兰面6795mm，外形尺寸为625x186x31.5mm，头部具有φ20的吊耳孔，通过对辐照监督样品开展实验可以获得反应堆压力容器金属母材和焊缝机械性能的变化，根据机组检修计划，需要定期将辐照监督样从压力容器中取出，该工作过程需要使用专用工具，作业过程中主要涉及到焊缝切割头的水下定位等步骤。

目前使用的辐照监督样品抽取装置定位方法存在以下困难：

1、组装步骤繁琐，需要安装专用的工作平台，移动机械和工作杆，组装过程需要使用厂房关键设备环吊且耗时较长；

2、自动化程度低，只能实现横向和高度方向上的电动调整，对于轴向位置只能通过手动机械装置进行调整，

3、定位精度低，依靠位置开关只能进行粗定位，不具备精确定位功能，不具备验证手段；

4、工作位置受限，工作位置受工作平台的约束，只能对相邻的辐照监督样品进行定位；

考虑反应堆压力容器是极其敏感的设备，且作业环境恶劣，有必要研究发明一种高效且精确的辐照监督样品装置定位方法。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种用于VVER机组核反应堆辐照样品抽取装置定位方法，实现抽取装置与辐照监督样品的精确定位，避免损伤设备，降低作业风险，提升作业效率。

本发明的技术方案如下：一种反应堆辐照监督样品抽取装置，包括本体，本体包括夹爪、电极进给电机、气缸、V型导向板、安装背板；滑块轴承；连接销轴、隔离罩；其中电极进给电机和气缸固定在安装背板上，安装背板安装在安装底座上，CRUS机械臂有三角支撑结构，安装底座与CRUS机械臂的三角支撑结构连接，V型导向板通过滑块轴承与安装背板连接，夹爪通过销轴与V型导向板连接固定；

臂面滚轮与夹爪连接，传感器与安装底座连接，隔离罩通过螺栓固定在V型导向板的上端面上，云台摄像头通过抱箍与隔离罩完成固定。

还包括销柱，辐照监督样品通过销柱完成与本体相对位置的固定。

电极进给电机和气缸通过螺栓固定在安装背板上。

安装底座与CRUS机械臂的三角支撑结构通过螺栓进行连接

臂面滚轮通过螺栓与夹爪连接。

传感器通过固定支架与安装底座6连接

一种反应堆辐照监督样品抽取方法，包括以下步骤：

S1：通过安装底座将本体安装在CRUS机械臂上；

S2：将带有本体的CRUS机机械臂安装在CRUS机机架上；

S3：本体跟随CRUS机械臂运动，当臂面滚轮与压力容器接触时，其上面的位置开关触碰压力容器内壁时，本体在压力容器径向位置到达工作位置；

S4：将本体下降至辐照监督样品顶部上方，此时V型导向板与辐照监督样品相接触，本体在V型导向板导向作用下继续下落，夹爪受辐照监督样品边缘撑开抱紧，此时本体在压力容器在轴向位置上到达工作位置；

S5：使本体继续下落，当位置开关触碰到监督样品顶部时，操作气缸，使本体上的销柱通过辐照监督样品的吊耳孔；此时本体在高度方向到达工作位置；

S6：位置校正

控制气缸动作，使气缸带动隔离罩向前运动，直至隔离罩前段顶靠在辐照监督样品托架表面，隔离罩与辐照监督样品表面完全贴合；

S7：操作电极进给电机，实现对辐照监督样品的精确定位，定位过程中通过云台摄像机对定位进行验证。

所述步骤S4中，将本体下降至辐照监督样品顶部上方200mm处，

所述步骤S6中，传感器反馈贴合情况，检查确认贴合状况良好

本发明的显著效果在于：

(1)定位效率高：本定位方法用CRUS机作为运载工具减少了原有工作平台及移动机械的安装和拆除，避免了工作平台的繁琐安装，定位安装设备更少，定位过程更为简便；

(2)定位自动化程度、运动控制定位精度：CRUS机在X\Y\Z三个控制精度通过伺服电机进行控制，运动控制精度在1mm以内，样品切割阶段利用伺服电机控制切割电级的进给后退，替代了原有通过手轮来移动切割电极，人员操作压力小；

(3)定位范围广：基于CRUS机作为运载工具的定位方法，通过V型导向板和校正机构、气动销柱分别实现了对辐照监督样品盒的粗定位、精确定位、石墨电极与切割焊缝的对正，相对于原有只能定位单个辐照监督样品的定位方法，切割头在压力容器内任意一个辐照监督样品盒的位置，实现了辐照样品抽取装置在压力容器内可达工作位置的拓展；

(4)验证手段丰富：机械位置开关与CRUS机系统包含的数字位置数据相互验证，云台摄像头和激光发射器验证切割电极与待切割焊缝的对位情况，对比原有限位开关作为单一观察手段，定位验证手段更丰富；

(5)观察角度广：利用定位机构下方的摄像系统可实现切割头定位、样品盒焊缝切割过程的全程监控，对比原有摄像系统的单一观察角度，云台摄像观察范围广，占用空间小；

(6)定位可靠性高：控制系统具备逻辑保护功能，利用CRUS机实现抽取装置的初步定位，而后通过V型导向板和校正机构、气动销柱实现对辐照监督样品盒的精确定位。定位过程中，径向位移传感器、吊耳检测传感器、穿销检测传感器将检测信号及数据传输至控制系统，用于判断设备的具体位置，定位可靠性更高。

附图说明

图1：为本发明所提供的抽取装置安装示意图；

图2：为本发明所提供的V型导向结构示意图；

图3：为本发明所提供的样品装置定位示意图；

图4：为本发明所提供的样品装置与压力容器示意图；

图中：1壁面滚轮；2夹爪；3电极进给电机；4气缸；5V型导向板；6安装底座；7辐照监督样品；8销柱；9CRUS机械臂；10传感器；11安装背板；12滑块轴承；13连接销轴、14隔离罩、15云台摄像头、16位置开关、17压力容器。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明作进一步详细说明：2345\11121314

一种反应堆辐照监督样品抽取装置，包括本体，本体包括夹爪2、电极进给电机3、气缸4、V型导向板5、安装背板11；滑块轴承12；连接销轴13、隔离罩14；其中电极进给电机3和气缸4通过螺栓固定在安装背板11上，安装底座6与CRUS机械臂9通过螺栓进行连接，V型导向板5通过滑块轴承12与安装背板11连接，夹爪2通过销轴13与V型导向板5连接固定，辐照监督样品7通过销柱8完成与切割装置相对位置的固定。

臂面滚轮1通过螺栓与夹爪2连接，传感器10通过固定支架与安装底座6连接，隔离罩14通过螺栓固定在V型导向板5的上端面上，云台摄像头15通过抱箍与隔离罩14完成固定。

一种反应堆辐照监督样品抽取定位方法，包括以下步骤

S1：建立工作场地，通过安装底座6将本体安装在CRUS机械臂9上；

S2：将带有本体的CRUS机机械臂9安装在CRUS机机架上；

S3：操作CRUS机控制系统，本体跟随CRUS机械臂9运动，当臂面滚轮1与压力容器17接触时，其上面的位置开关触碰压力容器内壁时，本体在压力容器17径向位置到达工作位置；

S4：操作CRUS机控制系统，将本体下降至辐照监督样品7顶部上方200mm处，此时本体底部两侧的V型导向板5与辐照监督样品7托架相接触，本体在V型导向板5导向作用下继续下落，下落到夹爪2受样品托架边缘撑开抱紧，此时本体在压力容器17在轴向位置上到达工作位置；

S5：操作CRUS机控制系统使本体继续下落，当位置开关16触碰到监督样品7顶部时，操作穿销气缸4，使切割头上的销柱8通过辐照监督样品7的吊耳孔；此时本体在高度方向到达工作位置；

S6：位置校正控制气缸4动作，使气缸带动隔离罩14向前运动，直至隔离罩14前段顶靠在样品托架表面，隔离罩与样品7表面完全贴合，隔离罩前方的两个传感器10能够反馈贴合情况，检查确认贴合状况良好；

S7：操作电极进给电机3，切割电极沿导轨行进至焊缝位置，实现对焊缝位置的精确定位，定位过程中通过装置上的云台摄像机15对切割定位进行验证。

上面结合附图和实施例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可采用现有技术。