一种核反应堆机械密封安装间隙在线测量装置及方法与流程

1.本发明属于核电厂现场维修技术领域，具体涉及一种核反应堆机械密封安装间隙在线测量装置及方法。


背景技术：

2.核反应堆压力容器热电偶机械密封的作用是将热电偶集束管和压力容器顶盖密封起来，属于一回路压力边界最薄弱的环节之一，机组运行期间承载着一回路硼酸水高温、高压、水流冲击的作用，压力边界一旦泄漏将直接导致停机停堆、退状态等不可逆的严重后果。根据国内外核电站的历史运行信息，该密封结构曾多次发生过密封失效而导致主系统泄露的情况，泄漏的主要原因是支撑板和阳法兰之间的距离偏差过大，造成机械密封套管倾斜，密封线受力不均匀。为了保证热电偶机械密封的安装质量，作业人员需要多次测量并调整支撑板和阳法兰之间的均匀程度。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种核反应堆机械密封安装间隙在线测量装置及方法，解决压力容器支撑板和阳法兰之间距离实时监测的问题。
4.本发明的技术方案如下：一种核反应堆机械密封安装间隙在线测量装置，该装置包括定位主体、直线位移传感器以及测量探头，其中，所述定位可安装在核反应堆机械密封阳法兰上平面和起重螺栓板下平面之间的阳法兰上；在所述定位主体上沿周向设有若干个直线位移传感器，所述直线位移传感器上端为自由端芯杆，并在所述芯杆顶端设有测量探头，所述测量探头可顶在起重螺栓板下平面上。
5.所述定位主体包括第一定位主体和第二定位主体，所述第一定位主体和第二定位主体为半圆环结构，其一侧通过垂直的转轴相连接，并可水平方向相对转动，另一侧通过快速锁定装置快速连接固定。
6.所述第一定位主体和所述第二定位主体上端面组成圆环平板结构，并在所述圆环平板结构上开有与周向分布的起重螺栓位置相匹配的孔槽。
7.所述定位主体上沿周向均有开有若干个螺纹孔，若干个直线位移传感器固定在所述定位主体的螺纹孔中，并使所述直线位移传感器的芯杆伸出所述定位主体的上端面。
8.所述测量探头通过间隙配合安装在芯杆的顶端，且测量探头可绕着芯杆进行转动。
9.所述直线位移传感器通过电缆与操作面板相连接，所述操作面板可实时显示若干个直线位移传感器的测量数据。
10.所述直线位移传感器为芯杆自恢复结构，所述芯杆在不受外力情况下为自由伸出状态。
11.一种核反应堆机械密封安装间隙在线测量方法，该方法包括：
12.对核反应堆机械密封安装间隙在线测量装置进行零位标定；
13.将在线测量装置安装在反应堆压力容器热电偶机械密封的阳法兰上；
14.利用直线位移传感器实时对起重螺栓板下平面与阳法兰上平面之间的多个测量点进行数据测量。
15.对所述在线测量装置的零位标定具体包括：
16.将具有标准距离间隔的两圆盘状标定块安装在在线测量装置上；
17.利用在线测量装置中的直线位移传感器，对标定块中的两圆盘下端面与在线测量装置安装端面的距离进行测量，通过调整直线位移传感器的零位和测量斜率，使测量值等于标准值，完成在线测量装置的零位标定。
18.将在线测量装置安装在阳法兰的步骤包括：
19.通过旋拧起重螺栓，使其中螺栓板向上提升，使起重螺栓板下平面与阳法兰上平面产生间隙，且间隙的距离至少大于在线测量装置各种状态的最小高度值；
20.将测量探头旋转至远离圆心侧，打开快速锁定装置，使第一定位主体和第二定位主体在水平方向展开足够角度，展开的距离大于阳法兰的直径；将在线测量装置套在反应堆压力容器热电偶机械密封阳法兰上，将第一定位主体和第二定位主体水平方向合拢，通过快速锁定装置锁定，使第一定位主体和第二定位主体形成相对稳定的结构；将测量探头下压至合适的高度，旋转测量探头至圆心方向，使测量探头上平面接触其中螺栓板下平面。
21.本发明的显著效果在于：本发明所述的一种核反应堆机械密封安装间隙在线测量装置及方法，能够在现场狭小空间下在线实时测量机械密封支撑板和阳法兰之间的距离，结构简单、检测精度高，能够实现支撑板和阳法兰之间距离的实时监测。
附图说明
22.图1为本发明所述的一种核反应堆机械密封安装间隙在线测量装置结构示意图；
23.图2为本发明所述的一种核反应堆机械密封安装间隙在线测量装置安装状态示意图；
24.图3为本发明所述的一种核反应堆机械密封安装间隙在线测量装置进行零位标定的结构示意图；
25.图4为图3中进行零位标定测量的示意图；
26.图中：1、起重螺栓；2、起重螺栓板；3、转轴；4、第一定位主体；5、直线位移传感器；6、阳法兰；7、测量探头；8、芯杆；9、第二定位主体；10、快速锁定装置；11、电缆；12、操作面板；13、标定块。
具体实施方式
27.下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
28.如图1、图2所示，一种核反应堆机械密封安装间隙在线测量装置，包括第一定位主体4、第二定位主体9、直线位移传感器5以及测量探头7，其中，第一定位主体4和第二定位主体9为两个对称的半圆环壳体结构，其上端均为半圆环板结构，两者内圆半径与反应堆机密密封阳法兰6的半径相匹配；第一定位主体4和第二定位主体9侧壁一侧通过垂直的转轴3相连接，使第一定位主体4和第二定位主体9两者可沿着转轴3在水平方向转动；第一定位主体4和第二定位主体9两者侧壁另一侧通过快速锁定装置10相连接，使第一定位主体4和第二
定位主体9快速连接形成相对稳定的圆环壳体结构；在第一定位主体4和第二定位主体9上端圆环面上开有与起重螺栓1沿周向方向相对应的孔槽，使第一定位主体4和第二定位主体9安装在阳法兰6上时，避免与起重螺栓1发生干涉，同时便于安装对中；在第一定位主体4和第二定位主体9沿周向均匀开有若干个螺纹孔，并在每个螺纹孔上均安装有直线位移传感器5，并使每个直线位移传感器5上的芯杆8穿过螺纹孔并高于第一定位主体4和第二定位主体9的上端面；在每个芯杆8顶端通过间隙配合安装有测量探头7，且可实现沿芯杆8圆周方向转动；直线位移传感器5为芯杆自恢复结构，芯杆8在不受外力情况下为自由伸出状态；直线位移传感器通过电缆11与操作面板12相连接，通过移动电源或插电式为直线位移传感器5和操作面板12供电；第一定位主体4和第二定位主体9安装在起重螺栓板下平面与阳法兰6上平面之间的阳法兰上，利用多个直线位移传感器5顶端的测量探头7顶在起重螺栓板2下平面上，通过操作面板12可以对多个直线位移传感器的测量数据进行测量和存储，并实时获得相关测量数据；
29.如图3、图4所述，本发明所述的一种核反应堆机械密封安装间隙在线测量装置在使用时需要进行装置零位标定；将带有两个圆环盘的标定块13安装在第一定位主体4和第二定位主体9的上端，标定块13下端圆盘底面距在线测量装置放置端面的高度h1和标定块13上端圆盘底面距在线测量装置放置端面的高度h2为标准值；通过直线位移传感器5分布测量标定块13下端圆盘底面和上端圆盘底面距在线测量装置放置端面的高度分别为h1
′
和h2
′
，通过调整直线位移传感器5的零位和测量斜率，使h1＝h1
′
,h2＝h2
′
，此时测量值等于标准值，完成装置的零位标定；
30.一种核反应堆机械密封安装间隙在线测量方法，该方法具体包括：
31.s1、对核反应堆机械密封安装间隙在线测量装置进行零位标定；
32.利用标定块与在线测量装置进行零位标定；
33.将具有标准距离间隔的两圆盘状标定块安装在在线测量装置上；
34.利用在线测量装置中的直线位移传感器，对标定块中的两圆盘下端面与在线测量装置安装端面的距离进行测量，通过调整直线位移传感器的零位和测量斜率，使测量值等于标准值，完成在线测量装置的零位标定；
35.s2、将在线测量装置安装在反应堆压力容器热电偶机械密封的阳法兰上；
36.s2.1、将起重螺栓板下平面与阳法兰上平面之间产生可供在线测量装置安装的间隙距离；
37.通过旋拧起重螺栓，使其中螺栓板向上提升，使起重螺栓板下平面与阳法兰上平面产生间隙，且间隙的距离至少大于在线测量装置各种状态的最小高度值；
38.s2.2、将在线测量装置安装在阳法兰上；
39.将测量探头旋转至远离圆心侧，打开快速锁定装置，使第一定位主体和第二定位主体在水平方向展开足够角度，展开的距离大于阳法兰的直径；将在线测量装置套在反应堆压力容器热电偶机械密封阳法兰上，将第一定位主体和第二定位主体水平方向合拢，通过快速锁定装置锁定，使第一定位主体和第二定位主体形成相对稳定的结构；将测量探头下压至合适的高度，旋转测量探头至圆心方向，使测量探头上平面接触其中螺栓板下平面；
40.s3、利用在线测量装置对起重螺栓板与阳法兰上平面的距离进行实时测量；
41.利用直线位移传感器实时对起重螺栓板下平面与阳法兰上平面之间的多个测量
点进行数据测量，并利用操作面板进行实时显示和打印。