一种高温气冷堆蒸汽发生器管板检修的定位引导装置及操作方法与流程

本发明涉及蒸汽发生器管板检修技术领域，具体涉及一种高温气冷堆蒸汽发生器管板检修的定位引导装置及操作方法。

背景技术：

普通压水堆蒸汽发生器管板检修通常有两种方式：1.操作人员携带设备进入管箱进行检修操作；2.运载平台直接将检修装置送至指定传热管管孔远程控制检修。但是高温气冷堆蒸汽发生器与普通压水堆蒸汽发生器结构有较大区别，高温气冷堆蒸汽发生器主蒸汽管箱处于水平横置状态，蒸汽发生器出口管板为竖直状态；主蒸汽管箱法兰管嘴距离蒸汽发生器出口管板距离约为1.6m，主蒸汽管箱法兰管嘴孔内径约为0.6m，管箱直径为0.8m；主蒸汽管箱管嘴开口尺寸较小，管嘴距离管板较远，不便于操作人员携带设备进入管箱进行检修操作；同时运载平台结构尺寸也受此限制，负载能力有限，而检修装置通常重量较重并且检修装置作业空间位置与运载平台可能会存在相互干涉的情况。

故有必要研发一个定位引导装置，其重量和尺寸较小，便于使用运载平台送入，然后检修设备可通过定位引导装置对准目标位置，再对管板进行检修。

定位引导装置的总体技术方案是利用机器视觉检查位置偏差，经运载平台调整对准后，通过2级气缸使得胀爪胀紧在管板上，然后使用牵引绳将引导长杆送入，通过快接气锁将定位引导装置本体和引导长杆固定。检修设备可通过定位引导装置引导长杆送至管板目标传热管。

由于高温气冷堆蒸汽发生器主蒸汽管板处于竖直状态，并且传热管内径仅十几毫米，小于常规压水堆蒸汽发生器传热管，故对定位引导装置有如下几个要求：1)整体结构设计能够提供足够的胀紧力，能够承担整个定位引导装置以及检修设备(约20kg)的重量且不损伤传热管并且在意外失去外部动力的情况下能保持自锁，防止设备从管板上跌落；2)管板任意传热管管孔都可达，同时在任意管板传热管管孔均能判断自身位置与目标传热管管孔之间的偏差；3)能够检测脚趾是否抓牢了管孔，避免在未抓牢的情况下输送检修设备导致跌落；4)引导杆不会干涉定位引导装置输出的过程。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种高温气冷堆蒸汽发生器管板检修的定位引导装置及操作方法，能够在不损伤传热管的前提下，实现对高温气冷堆蒸汽发生器出口管板传热管管孔的胀紧，位置偏差检测、胀紧检测和自锁功能，通过气锁实现引导长杆和本体连接，确保检修设备在输送过程中不发生跌落；具有结构合理、操作简便、定位准确及安全高效的优点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高温气冷堆蒸汽发生器管板检修的定位引导装置，包括定位装置及引导装置；

所述定位装置包括基座1，所述基座1竖直方向上设有固定板22，基座1底部两端分别设有导向销4及气锁母头3；固定板22顶端一侧连接有外缸体6，另一侧连接有工业相机2，固定板22中段近外缸体6的一侧设置有第二微动开关18；外缸体6顶端配置有顶板8，顶板8近固定板22的一端配置有第一微动开关17；外缸体6内套设有内筒体12，内筒体12可相对于外缸体6上下运动，内筒体12下端固定有端盖10，端盖10下端分别配置有第一气管接头14及第二气管接头15，外缸体6侧壁配置有第三气管接头16，端盖10与外缸体6之间连接有拉伸弹簧7，内筒体12内部设有活塞杆11，活塞杆11可在内筒体12内部上下运动，活塞杆11下端为活塞结构，活塞杆11下端与端盖10之间配置有压缩弹簧9，活塞杆11上端为带有锥面的杆段，活塞杆11上端外部套装胀爪13，胀爪13下端与内筒体12固定连接，活塞杆11顶端设有收缩端盖19；

所述引导装置包括牵引绳5，牵引绳5的一端固定在导向销4上，另一端固定在引导杆20上，引导杆20前端设有开孔23，引导杆20前端外侧壁固定有气锁公头21。

所述第一气管接头14通过内筒体12筒壁内设置的气道与内筒体12及活塞杆11之间的腔隙相连通。

所述第二气管接头15与活塞杆11活塞下端面相连通。

所述第三气管接头16与内筒体12及外缸体6之间的腔隙相连通。

所述胀爪13上端为带有内锥面的弹簧夹头结构，胀爪13下端为圆筒结构。

所述引导杆20的开孔23可与导向销4对接，气锁公头21可对接气锁母头3。

所述气锁公头21、第一气管接头14、第二气管接头15、第三气管接头16分别通过外接气管与蒸汽发生器管箱外的控制箱连接，各管路在控制箱内部均设有电磁阀来控制气路通断，可远程操控定位引导装置。

一种高温气冷堆蒸汽发生器管板检修的定位引导装置的操作方法，具体包括以下步骤：

1)将上述装置通过气锁母头3搭载在运载平台的气锁公头上，由运载平台在蒸汽发生器管箱内将上述装置送至目标传热管附近；

2)由工业相机2通过机器视觉判断上述装置与目标传热管的位置偏差，将偏差信号反馈给运载平台进行精确定位，使得上述装置与目标传热管对接，通过第一微动开关17是否有触发信号检测顶板8是否与蒸汽发生器出口管板贴紧，当第一微动开关17发出稳定持续的触发信号，则表示检测顶板8与蒸汽发生器出口管板贴紧、运载平台将装置送入到位，装置送入到位后将运载平台撤出；

3)在第一微动开关17检测到顶板8与蒸汽发生器出口管板贴紧后，将第三气管接头16由供气调为失气，内筒体12在拉伸弹簧7的回复力作用下向上伸出，触碰驱动第二微动开关18动作，由第二微动开关18反馈触发信号，则内筒体12位于上极限位置；

4)将第一气管接头14由供气调为失气、第二气管接头15失气调为供气，气压作用于活塞杆11下端面，同时在压缩弹簧9的弹簧力的作用下，活塞杆11向上运动，活塞杆11锥面推开胀爪13锥面，使得胀爪13胀紧在传热管中；然后将第三气管接头16调为供气，若胀爪13未胀紧，则第二微动开关18触发信号将消失，这表明胀爪13在传热管中发生滑动，需重复步骤3)及步骤4)，使得第二微动开关18触发信号稳定持续，表明胀紧工作正常；

5)将引导杆20通过牵引绳5对接导向销4，将气锁公头21对接气锁母头3，通过气动控制锁紧气锁公头21和气锁母头3；

6)将检修设备悬挂于引导杆20，通过手持长杆或电动升降杆将检修设备送至管板目标位置，进行检修；工作结束后，将检修设备通过同样方式反向撤出；

7)将第一气管接头14调为供气、第二气管接头15调为失气，内筒体12内的气压克服压缩弹簧9的弹簧力，使得活塞杆11向下运动，胀爪13恢复到收缩状态，实现对传热管的放松，内筒体12收回，然后通过手持引导杆20将该装置整体撤出。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过工业相机2，采用机器视觉判断定位引导装置与目标传热管管孔之间的偏差，将偏差数据反馈给运载平台进行位置调整，可实现定位引导装置能胀紧至高温气冷堆蒸汽发生器出口管板任意管孔中。

2、本发明装置通过牵引绳5和气锁实现引导杆20的到位和固定，操作人员可在管箱外将检修设备通过引导杆20送入。

3、本发明采用外缸体6、内筒体12与活塞杆11形成两个伸缩气缸相互嵌套的结构形式，尺寸小巧、重量较轻，两级气缸均设置有复位弹簧，在出现故障时，依靠机械保护使抓头仍能对传热管孔实现抓紧。

4、本发明通过设定第一微动开关17及第二微动开关18来检测是否贴紧管板、检测胀爪13是否伸出，以判断抓头是否抓紧到位，避免误动作。

综上所述，本发明具有结构合理、操作简便、定位准确及安全高效的优点。

附图说明

图1为本发明剖面结构示意图。

图中：1、基座；2、工业相机；3、气锁母头；4、导向销；5、牵引绳；6、外缸体；7、拉伸弹簧；8、顶板；9、压缩弹簧；10、端盖；11、活塞杆；12、内筒体；13、胀爪；14、第一气管接头；15、第二气管接头；16、第三气管接头；17、第一微动开关；18、第二微动开关；19、收缩端盖；20、引导杆；21、气锁公头；22、固定板；23、开孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细叙述。

参见图1，一种高温气冷堆蒸汽发生器管板检修的定位引导装置，包括定位装置及引导装置，所述定位装置包括基座1，所述基座1竖直方向上设有固定板22，基座1底部两端分别设有导向销4及气锁母头3；固定板22顶端一侧连接有外缸体6，固定板22顶端另一侧连接有工业相机2，固定板22中段近外缸体6的一侧设置有第二微动开关18，外缸体6顶端配置有顶板8，顶板8一侧配置有第一微动开关17，第一微动开关17用以检测顶板8是否与蒸汽发生器出口管板贴紧，来判断运载平台是否送入到位；外缸体6内套设有内筒体12，内筒体12可相对于外缸体6上下运动，内筒体12下端固定有端盖10，端盖10下端配置有第一气管接头14及第二气管接头15，外缸体6侧壁配置有第三气管接头16，端盖10与外缸体6之间连接有拉伸弹簧7，在拉伸弹簧7作用下，端盖10向上运动直到触碰第二微动开关18；内筒体12内部设有活塞杆11，活塞杆11可在内筒体12内部上下运动，活塞杆11下端为活塞结构，活塞杆11下端与端盖10之间配置有压缩弹簧9，活塞杆11上端为带有锥面的杆段，活塞杆11上端外部套装胀爪13，胀爪13下端与内筒体12固定连接，活塞杆11顶端设有收缩端盖19。

所述引导装置包括牵引绳5，牵引绳5的一端固定在导向销4上，另一端固定在引导杆20上，引导杆20前端设有开孔23，引导杆20外侧壁前端固定有气锁公头21。

所述第一气管接头14通过内筒体12筒壁内设置的气道与内筒体12及活塞杆11之间的腔隙相连通，可将压缩空气引入到活塞杆11的活塞的上端面。

所述第二气管接头15与活塞杆11活塞下端面相连通，可将压缩空气引入到活塞杆11的活塞下端面。

所述第三气管接头16与内筒体12及外缸体6之间的腔隙相连通，可将压缩空气引入到内筒体12上端面。

所述胀爪13上端为带有内锥面的弹簧夹头结构，当活塞杆11处于收回状态时，收缩端盖19对胀爪13上端的弹簧夹头进行径向限制，胀爪13下端为圆筒结构。

所述引导杆20的开孔23可与导向销4对接，气锁公头21可对接气锁母头3。

所述气锁公头21、第一气管接头14、第二气管接头15、第三气管接头16分别通过外接气管与蒸汽发生器管箱外的控制箱连接，各管路在控制箱内部均设有电磁阀来控制气路通断，可远程操控定位引导装置。

一种高温气冷堆蒸汽发生器管板检修的定位引导装置的操作方法，具体包括以下步骤：

1)将上述装置通过气锁母头3搭载在运载平台的气锁公头上，由运载平台在蒸汽发生器管箱内将上述装置送至目标传热管附近；

2)由工业相机2通过机器视觉判断上述装置与目标传热管的位置偏差，将偏差信号反馈给运载平台进行精确定位，使得上述装置与目标传热管对接，通过第一微动开关17是否有触发信号检测顶板8是否与蒸汽发生器出口管板贴紧，当第一微动开关17发出稳定持续的触发信号，则表示检测顶板8与蒸汽发生器出口管板贴紧、运载平台将装置送入到位，装置送入到位后将运载平台撤出；

3)在第一微动开关17检测到顶板8与蒸汽发生器出口管板贴紧后，将第三气管接头16由供气调为失气，内筒体12在拉伸弹簧7的回复力作用下向上伸出，触碰驱动第二微动开关18动作，由第二微动开关18反馈发出触发信号，则内筒体12位于上极限位置；

4)将第一气管接头14由供气调为失气、第二气管接头15失气调为供气，气压作用于活塞杆11下端面，同时在压缩弹簧9的弹簧力的作用下，活塞杆11向上运动，活塞杆11锥面推开胀爪13锥面，使得胀爪13胀紧在传热管中；然后将第三气管接头16调为供气，若胀爪13未胀紧，则第二微动开关18触发信号将消失，这表明胀爪13在传热管中发生滑动，需重复步骤3)及步骤4)，使得第二微动开关18触发信号稳定持续，表明胀紧工作正常；

5)将引导杆20通过牵引绳5对接导向销4，将气锁公头21对接气锁母头3，通过气动控制锁紧气锁公头21和气锁母头3；

6)将检修设备悬挂于引导杆20，通过手持长杆或电动升降杆将检修设备送至管板目标位置，进行检修，工作结束后将检修设备通过同样方式反向撤出；

7)将第一气管接头14调为供气、第二气管接头15调为失气，内筒体12内的气压克服压缩弹簧9的弹簧力，使得活塞杆11向下运动，胀爪13恢复到收缩状态，实现对传热管的放松，内筒体12收回，然后通过手持引导杆20将该装置整体撤出。

本发明的工作原理为：

本装置通过工业相机2，采用机器视觉判断定位引导装置与目标传热管管孔之间的偏差，将偏差数据反馈给运载平台进行位置调整；通过二级伸缩气缸可实现胀爪13对管板传热管的胀紧和放松，通过牵引绳5实现引导杆20和导向销4的对接，然后运用气锁公母头实现锁紧和脱开；

第三气管接头16供气时，气压作用于内筒体12的上端面，克服拉伸弹簧7的弹力，驱动内筒体12向下运动；第三气管接头16失气时，内筒体12在拉伸弹簧7的回复力作用下向上伸出，触碰驱动第二微动开关18动作，据此判断内筒体12是否位于上极限位置；第一气管接头14失气、第二气管接头15供气时，气压作用于活塞杆11下端面，同时在压缩弹簧9的弹簧力的作用下，活塞杆11向上运动，活塞杆11锥面推开胀爪13锥面，使得胀爪13胀紧在传热管中；第一气管接头14供气、第二气管接头15失气时，活塞杆11上端面的气压力可克服压缩弹簧9的弹簧力，使得活塞杆11向下运动，胀爪13恢复到收缩状态，实现对传热管的放松。第一气管接头14、第二气管接头15、第三气管接头16均为失气时，在拉伸弹簧7和压缩弹簧9作用下内筒体12和活塞杆11均向上运动，使得胀爪13胀紧在传热管中，在出现突发故障时，例如失气、失电等状况下，防止该气动抓头松脱失效导致设备跌落至地面。

以上实施例仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关此技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的保护范围应由权利要求限定。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除