CN1134022C - 分节式插杆组件 - Google Patents

Abstract

一种用于插入蒸汽发生器腔室的插杆组件包括一用于引导插杆的铰接支承件，该支承件可以在不使用时很方便地储藏在腔室外的一个较小的空间内。根据一实施例的支承件具有有多个铰接的节组成的左、右侧支承引导件，当位于腔室内时，所述多个节围绕着插杆。各铰链沿着组件的长度方向轴向地偏移，并且向着相反的方向枢转，因而引导件在腔室内是刚性的，可以使插杆在其中移动。在一变化型实施例中，采用了一具有多个铰接节的单个引导件。可在马上要被送入腔室之前将各铰接的节锁定到位。各个节可以相互收折而储藏在一个较小的空间内。

Description

分节式插杆组件

技术领域

本发明总的涉及蒸汽发生器的清洁领域，特别是涉及一种能进出蒸汽发生器腔室的管束间管子区域或其它有限空间并从中去除淤渣的新颖而实用的装置和方法。

背景技术

在核电站中，采用诸如再循环蒸汽发生器或直流蒸汽发生器之类的蒸汽发生器进行热交换，以便产生蒸汽来驱动汽轮机。由核反应堆内芯加热的初级液流流过蒸汽发生器内的管束。供给至管束周围空间内的次级液流(通常是水)可接受来自管束的热量，并转变成用于驱动汽轮机的蒸汽。在冷却和冷凝之后，次级液流被重新引回管束周围的空间，从而形成一个连续的蒸汽发生循环。因为有恒定的高温和恶劣的工况，所以在各管子在下部以及支承管子的管片上会积聚淤渣。淤渣主要包括诸如四氧化三铁之类的铁的氧化物，它们会使管子的热传递效率降低，并导致腐蚀。因此，必须对管子进行周期性地清洁，以去除淤渣。目前可以获得各种不同类型的装置和方法来完成这一任务。

插入能携带水管、摄像机和其它物品的可移动的插杆(lance)经常是较有利的。然而，为了抵达蒸汽发生器腔室的远端壁或进入各热交换管之间的内部腔室，需要有相对较为细长和柔性的插杆。用于插杆和其它物品的支承件需要在蒸汽发生器内对各工作端头加以精确地引导，以便进行管间清洗、检查和/或维修。核电厂内靠近蒸汽发生器外侧的空间通常会出于其它一些考虑而受到限制。由于在非使用时很难或根本不可能加以储藏，所以非常长的非柔性插杆和支承件的应用范围很有限。

从授予Bowman等人的美国专利4,980,120；授予Kamler的美国专利5,411,043、5,509,609和5,570,969；以及授予Vandenberg的美国专利5,555,851、5,570,660和5,572,957中可以获得有关淤渣清洗用插杆的信息。

发明内容

本发明的一个目的在于，提供一种用于插入一核能蒸汽发生器内的插杆，该插杆可支承在蒸汽发生器内，并且可以很方便地储存在蒸汽发生器外侧的有限空间内。

本发明的另一个目的在于，提供一种用于插杆或其它细长结构的支承件，在蒸汽发生器外侧是柔性的，但是在蒸汽发生器内部是刚性的。

因此，本发明提供了一种具有分节支承件的插杆，所述支承件可通过一直线电动机可移动地插入一核能蒸汽发生器的壁。插杆的一端具有一活节头部，该头部先被插入蒸汽发生器腔室。支承件具有左、右侧引导节。每一侧的引导节可枢转地结合。左、右侧接头向着与另一侧接头相反的方向枢转，各节之间的接头在水平方向相互偏移。有一侧的各节可以靠在另一侧的内部，从而围绕插杆。

插杆和各引导节借助一单个直线电动机从蒸汽发生器壁上的一开口进入蒸汽发生器。每个支承侧的各节可以在送给之前卷起收折。每一侧的一个端部节紧固在插杆的靠近活节头的那一端。活节头延伸过支承件，并且可相对于支承插杆的其余部分移动，以便在一个特定的工作面上引导插杆的工作端进行检查、清洗、维修或测试。

在支承件的一个变化型实施例中，具有一用于插杆的凹槽支承件的一系列刚性引导节是通过若干个铰链相互接合，所述铰链可允许支承件在蒸汽发生器腔室之外折叠地收藏。当马上就要将支承件穿过蒸汽发生器的腔室壁之前，可以将铰链锁定。类似地，可以采用单个的直线引导电机或两个电动机将插杆和支承件穿过腔室壁插入。一活节头从位于蒸汽发生器内的刚性支承件的端部伸出。

使本发明区别以往的各个新颖的特征将在下文中指出，并且构成本申请揭示内容的一部分。为了更好地理解本发明、其操作优点以及利用本发明所能实现的特定目的，下面请参考附图和一较佳实施例来详细地描述本发明。

附图说明

图1是一具有本发明插杆和支承件的腔室的立体图；

图2是根据本发明的一支承件的俯视平面图；

图3是沿图2中的线3-3剖取的支承件和插杆的剖视图；

图4是本发明的另一变化型插杆和支承件的立体剖示图；

图5是图4中的铰链接头A的放大立体图；

图6是与图5所示铰链接头一起使用的一个固定螺钉的侧视图；

图7是另一变化型实施例的支承件和插杆的剖视图；

具体实施方式

现请参见各附图，其中相同的标号表示相同的或功能类似的构件。图1示出了一个核能蒸汽发生器腔室55(为清楚起见，没有示出通常位于该腔室内的热交换管)，该腔室具有一保持着一个插杆结构10的腔室壁50。腔室55包括但不限于在核能蒸汽发生器技术领域众所周知的U形热交换管束，在其靠近中央处具有一“无管通道”，并具有一围绕蒸汽发生器外周的环形空间。在蒸汽发生器内有多个热交换管(未示)，在这些热交换管之间带有预定的间隙或通道。蒸汽发生器可以是坎杜(CANDU)型或其它类型的。插杆结构10具有一穿过安装在支架92上的驱动电机90(最好是一个直线驱动电机)而插入的柔性插杆20，支架92最好是与左、右支承引导件30，40一起紧固于一可转动的安装支架95。

插杆20最好是如同授予Kamler的美国专利5,570,969(可全文引用于此以作参考)所揭示的那样构造而成。一个活节引导头25可允许插杆20指向选定区域并在腔室55内移动，例如管束间的管子区域(未示)或其它不可及区域。插杆20可以被用来提供水之类的清洁用流体以清洗这些区域，或用于携带一摄像机镜头和相关电线和/或光纤以对腔室55进行检查，或用于携带其它维修或检测用仪器以及搜寻和修补(retrieval)检索用或测试腔室55内的构件整体性用的工具。本申请中采用的术语“插杆”旨在涵盖所有这些应用的单独或组合的应用，例如可以在用水清洗的同时利用一摄像机镜头来进行检查。

左、右支承引导件30，40都是多个相互铰接的节35，45组成。如图2所示，每个支承引导件30，40的铰链130，140是构造成能相对于另一个支承引导件40，30的铰链反向地枢转。各铰链130，140的枢转方向由圆形箭头P表示。每个支承引导件30，40的第一节34，44通过一对销子60或其它合适的连接件连接于活节引导头25(或者可以连接于一具有固定角度的引导头)。左支承引导件30的第一节34最好是比较短，从而使连接左侧节34，35的铰链130与右侧节44，45的铰链140沿轴向相互偏移它们的一半长度。

图3更清楚地示出了左侧和右侧支承引导件30，40在围绕插杆20的节35，45之间的重叠关系。当支承引导件30，40处于如图1，2和4所示的使用位置时，这种重叠关系可以为插杆20提供改进的支承和保护。然而，当处于使用位置时，插杆20还是可以在支承引导件30，40以及节35，45的范围内滑动。

请重新参见图1，图中所示的位于壁50外侧的左、右支承引导件30，40的各节正处于一种盘卷位置或简单避开的位置。与不可收折的引导件相比，铰链130，140可允许将支承引导件30，40储藏在小得多的空间内。通过驱动直线驱动电机90，可以将插杆20和引导件30，40从储备位置穿过壁50插入腔室55。驱动电机90可以基本上同时抽动支承引导件30，40和插杆20通过壁50，并使支承结构10的构件从储备位置对准至使用位置。

由于铰链130，140方向相反地枢转并沿着插杆20的长度方向轴向地相互偏移，一旦支承引导件30，40围绕插杆20对准，左和右支承引导件30，40就可以形成一个刚性支承，并引导腔室55内的插杆20，同时允许插杆20在腔室55内滑动。有两个结构特征相互协作，使得支承引导件30，40在使用过程中于腔室内保持刚性，这两个特征是：(1)支承引导件30，40借助销子60连接于引导头25，以及(2)支承引导件30，40的对面两端保持在驱动电机90和可转动安装件95内。插杆20可以围绕插入轴线转动，所述插入轴线包括但不限于带有可转动安装件95的手孔、口子或检查口，因而插杆20的工作端可以在腔室55内正确地定位。如授予Vandenburg并可全文引用在此以作参考的美国专利5,555,851中所揭示的那样，可采用一电动机(未示)来带动系统旋转至任何所需位置。

在使用位置上的支承引导件的节35，45可以相互压配，或者可以在引导件的各节中利用通常用于抽屉或橱柜的磁性连接件，它们可作为附加的支承件，用于使引导件的各节在蒸汽发生器内保持在一起。

使支承引导件的各节35，45在蒸汽发生器内保持在一起的还有一种变化形式是采用球塞。此类装置在本技术领域是众所周知的，它们是弹簧加压的球体，这些球体可以被紧固或置于支承引导件35的顶和/或底臂37，39(图3)的内部。支承引导件45内合适位置上的一个相配凹槽或凹口与该球体配合，并将引导件35，45保持在一起。当然，也可以将球塞放到引导节45内，而在引导节35内部设置一凹口或凹槽。每个支承引导节35，45都可以包括这个特征，或者可以将这一特征以一定的间隔有选择地应用于支承引导节中的某一些。

图4示出了另一个折叠式插杆结构10，其中插杆20由一单个的支承引导件70支承，该引导件具有至少两个铰接的引导节75，并且最好是有三个或更多个引导节75。支承引导件70可以由一个或多个引导驱动电机85，90来送给，所述电动机连接于腔室壁50内的可转动安装件95。第二引导驱动电机85是用于将插杆20拉过壁50并与支承件对准，引导件70可以如美国专利5,555,851所示的那样。

在储备位置上，引导节75可以在铰链170处收折，因而支承引导节70在不使用时只占据较小的空间。

图5示出了位于两个引导节75之间的铰链接头A的放大视图。当把支承引导件70插入蒸汽发生器腔室55时，相邻的引导节移入一对准位置。如图6所示的一个固定螺钉72被保持在引导节75的固定螺钉安装块171，172中。固定螺钉275是在其顶端向下旋入，开口173小于固定螺钉安装块171，172上的孔。因此，固定螺钉275是顶端移动的，并且不会从支承引导节70脱出。当把固定螺钉275固定时，相互对准的引导节75就可形成一单个的刚性支承引导件70。

在支承引导件70的一侧形成有一用于保持插杆20的凹槽175。另外，由图7清楚可见，在支承引导件70的内部可以设置一个用于容纳电线、电缆或其他物件的空间33。在该实施例中，支承引导件70是由三个部分72，73，74构成。覆盖件72最好是由尼龙、聚合物、塑料或类似Tyvar或Delrin的材料制成。该部分包括凹槽175，其内还包括一个小一些的凹槽177。凹槽177形成了一个让一可供选择的摄像探头连接于插杆20的间隙空间。端盖73最好是由铝制成。引导件74也最好是由铝制成。端盖73和引导件74通过诸如螺栓之类合适的紧固件可拆卸地相互紧固，以提供刚性。覆盖件72也借助可拆卸地紧固件紧固于端盖和引导件74，它可以保护热交换管免遭擦伤，并可接纳插杆20。空间33可提供一个用于容纳电线、摄像电缆、光纤、控制电缆等的位置。

虽然图中示出了一个连接于插杆引导支承件34，44或插杆引导件70的活节引导头25，但应该理解，也可以采用任何引导头。美国专利5,555,581示出了一个合适的例子。授予Bowman等人的美国专利4,980,120详细示出了一个活节引导头的结构，该专利的全部内容援引在此以作参考。如果采用一控制电缆来驱动活节引导头25，那它就可以是自动的，并与驱动电机90一起由微处理器来控制。

文中所述的插杆引导支承件、节、插杆引导件、安装支架和其它构件可以由具有较高抗冲击强度的尼龙、聚合物、塑料或热塑性材料制成。类似地，也可以采用例如铝、不锈钢、黄铜、轻合金和/或金属、或它们的组合。

驱动电机90与插杆引导支承件的节35，45和插杆20配合，将插杆引导件和插杆20一起定位在蒸汽发生器内的一个所需位置上。在管子之间的一个所需设定位置上，可驱动活节引导头25以引导插杆20向下进入一管间通道，并驱动一离合器(未示)使插杆引导件脱开移动，因而只有插杆20可以在管子之间移动至一所需位置，通过搜寻和修补进行清洁、检查和/或维修。

插杆和插杆引导件的定位可以通过如美国专利5,555,851所述的各开口和一销接的皮带驱动组件来实现，或者可以通过采用摩擦驱动辊的皮带驱动组件来实现。可以采用任何合适的驱动装置在蒸汽发生器内定位并操纵插杆和插杆引导件。应该理解，插杆和插杆引导件可以通过手动也可以自动地控制和操纵。

虽然上文通过详细描述本发明的特定实施例来说明本发明的应用原理，但应该理解，本发明也可以在不偏离这些原理的情况下以其它的方式实现。

Claims (17)

1.一种用于插入蒸汽发生器的腔室内的插杆组件，所述组件包括：

一细长的插杆，它具有一能装配在所述蒸汽发生器腔室内的内端部分，以及一位于所述蒸汽发生器腔室外侧的外端部分；以及

一插杆支承件，该插杆支承件包括至少两个通过铰链连接的插杆引导节，并具有一在所述蒸汽发生器内对所述插杆的内端部分进行刚性地支承和引导的内侧部分，以及一与所述插杆的外端部分分离的可收折的外侧部分。

2.如权利要求1所述的插杆组件，其特征在于，它还包括一用于使插杆和插杆支承件移动的驱动装置。

3.如权利要求2所述的插杆组件，其特征在于，所述插杆支承件包括一支承引导件，它具有通过一铰链连接的至少两个节。

4.如权利要求3所述的插杆组件，其特征在于，它还包括一用于将至少两个节刚性锁定在铰链处的一个对准位置上的紧固件。

5.如权利要求4所述的插杆组件，其特征在于，所述紧固件包括一固定螺钉，它通过一对准的孔将一引导节内的固定螺钉安装块固定于另一个引导节。

6.如权利要求2所述的插杆组件，其特征在于，所述驱动装置包括一摩擦驱动装置。

7.如权利要求1所述的插杆组件，其特征在于，所述插杆支承件包括由多个枢转连接的引导节形成的左、右插杆支承引导件。

8.如权利要求7所述的插杆组件，其特征在于，一侧的引导节的枢转连接方向与另一侧的引导节的枢转连接方向相反。

9.如权利要求7所述的插杆组件，其特征在于，当处于使用位置时，所述左和右支承引导节相互之间是一种重叠的关系。

10.如权利要求9所述的插杆组件，其特征在于，所述左支承引导件的枢转连接点与右支承引导件的枢转连接点轴向地偏移。

11.如权利要求7所述的插杆组件，其特征在于，它还包括多个球塞装置，用于使所述各支承引导件在蒸汽发生器内保持在一起。

12.如权利要求7所述的插杆组件，其特征在于，它还包括多个用于所述支承引导件的磁铁，用于使所述各支承引导件在蒸汽发生器内保持在一起。

13.如权利要求1所述的插杆组件，其特征在于，所述插杆包括用于清洗蒸汽发生器腔室内部的装置。

14.如权利要求1所述的插杆组件，其特征在于，所述插杆包括摄像装置，用于提供腔室内部的视频图象。

15.如权利要求1所述的插杆组件，其特征在于，所述插杆包括用于修补蒸汽发生器内的一物体的工具。

16.如权利要求1所述的插杆组件，其特征在于，所述插杆支承件包括一设置在其内部用于容纳电线的凹槽。

17.如权利要求16所述的插杆组件，其特征在于，所述插杆支承件包括一覆盖件、一端盖以及一布置成能形成所述凹槽的引导件。

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