Гибкий шток в сборе вращающегося зонда

Авторы патента:

ГРАСИН Ренато (HR)

G21C17/017 - проверка или обслуживание трубопроводов или труб в ядерных установках

F16L55/28 - конструктивные элементы

Владельцы патента RU 2368022:

ИНЕТЕК-ИНСТИТЬЮТ ФО НУКЛЕА ТЕХНОЛОДЖИ Д.О.О. (HR)

Изобретение: гибкий шток в сборе вращающегося зонда используется в качестве носителя вихретокового вращающегося зонда для дефектоскопии труб и рассчитано главным образом на применение во вращающемся зонде для дефектоскопии труб (с внутренним диаметром 13 мм) парогенераторов атомных электростанций типа WWER. Данное устройство обладает высоким показателем гибкости с возможностью проталкивания-вытягивания и одновременного вращения. Гибкий шток в сборе вращающегося вихретокового зонда с высоким показателем гибкости, содержащий гибкий шток из прочной на разрыв проволоки и намотанные на него электропроводящие коаксиальные кабели, поверх которых размещен гибкий рукав, при этом гибкий шток установлен с возможностью вращения в гибком рукаве и названные коаксиальные кабели закреплены на штоке через равные расстояния термоусаживающими трубками. 6 з.п. ф-лы, 8 ил.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к гибкому штоку в сборе вращающегося зонда, используемому в качестве носителя вихретокового вращающегося зонда для дефектоскопии изогнутых труб. Настоящее изобретение рассчитано главным образом на применение во вращающемся зонде для дефектоскопии труб парогенератора (с внутренним диаметром 13 мм) атомных электростанций типа WWER.

Поскольку вихретоковый зонд (вращающийся датчик и шток) необходимо втолкнуть и затем протянуть через изогнутую влажную трубу при помощи систем фрикционов с двумя парами ведущих колес, это является сложной задачей.

Уровень техники

Обычно шток вихретоковых вращающихся зондов, используемых в трубах с внутренним диаметром 13 мм, представляет собой гибкий нейлоновый шланг диаметром 3,2 мм (гибкий шток с четырьмя слоями). Независимо от того, имеет ли вращающийся зонд катушку крестовой намотки или спиральную катушку, вокруг штока навиты два коаксиальных кабеля, соединяющих датчик зонда с соединителем зонда. При помощи соединителя зонд соединен с узлом с электродвигателем, обеспечивающим вращение гибкого штока и датчика зонда вокруг собственной оси. Вокруг гибкого штока намотаны тонкие коаксиальные кабели, защищенные нейлоновыми бугорками, которые прикреплены к штоку на расстоянии примерно 6 мм друг от друга. Вращающийся зонд вращается со скоростью 300 оборотов в минуту при скорости протягивания 5 мм/с.

Данная система успешно применяется на прямых трубах или трубах с незначительным изгибом, что не касается труб парогенераторов атомных электростанций типа WWER. В данном конкретном случае у большей части труб изгиб расположен непосредственно после входной части. Данный изгиб не позволяет узлу с электродвигателем войти в трубу. С учетом того, что в соответствии с требованиями дефектоскопия осуществляется на расстоянии до 9 метров внутри трубы, длина гибкого штока в сборе должна быть не менее 9 метров.

Большая часть современных приспособлений, рассчитанных на вихретоковую дефектоскопию труб парогенераторов АЭС типа WWER, имеют толкающее-вытягивающее устройство, установленное внутри коллектора парогенератора вблизи входной части труб (у вихретоковых зондов катушечного типа). В связи с этим не может использоваться вращающийся зонд упомянутого типа, поскольку шток должен вращаться и одновременно перемещаться в осевом направлении системой фрикционов толкающего-вытягивающего устройства зонда, воздействующего на шток.

Известен гибкий шток в сборе вихретокового вращающегося зонда с высоким показателем гибкости с возможностью проталкивания-вытягивания и одновременного вращения (Публикационная заявка US 2004/075432 от 22.04.2004). Устройство используется для дефектоскопии изогнутых труб, в частности парогенераторов АЭС.

Гибкий шток в сборе содержит сплошную гибкую оплетку (рукав), внутренний способный изгибаться сердечник (шток), выполненный из скрученной проволоки, прочной на разрыв, и жесткий в продольном направлении, и навитый на сердечник электропроводящий коаксиальный кабель, связанный с измерительным устройством, и удерживающий сердечник внутри оплетки и предотвращающий его выпучивание.

Коаксиальный кабель закреплен на сердечнике лентой и окружен сплошной оболочкой со смазкой для уменьшения трения между внутренней структурой штока и оплеткой, причем вся образованная структура плотно входит в оплетку. Оплетка закрыта с каждого конца заглушками для герметизации внутренней структуры и предотвращения перемещения внутренней структуры относительно оплетки.

Такая конструкция штока в сборе (сердечник (шток), коаксиальный кабель, смазывающая оболочка и оплетка) при вращении будет испытывать большое сопротивление со стороны стенок влажных труб парогенератора, что значительно затруднит прохождение зонда через изгибы труб.

Краткое изложение сущности изобретения

Исходя из упомянутых недостатков основной технической задачей является обеспечение вращательного движения штока во время проталкивания-вытягивания вращающегося зонда, используемого на атомных электростанциях типа WWE.

Задача решается тем, что в гибком штоке в сборе вращающегося вихретокового зонда с высоким показателем гибкости, содержащем гибкий шток из прочной на разрыв проволоки и намотанные на него электропроводящие коаксиальные кабели, поверх которых размещен гибкий рукав, согласно изобретению гибкий шток установлен с возможностью вращения в гибком рукаве и названные коаксиальные кабели закреплены на штоке через равные расстояния термоусаживающими трубками.

С учетом упомянутых выше ограничений дефектоскопии был разработан новый гибкий шток в сборе, способный плавно проходить через изгибы труб, вращаясь и одновременно перемещаясь в осевом направлении.

Такое конструктивное выполнение устройства обеспечит при проталкивании-вытягивании гибкого рукава ведущими колесами толкателя зонда вращение гибкого штока с закрепленными на нем кабелями внутри рукава. Поскольку рукав не будет совершать вращательного движения, сопротивление влажных стенок трубы при его движении будет минимальным. Сохранение внутри рукава прекрасной гибкости штока и кабелей при вращении обеспечат зонду, соединенному с вращающимся штоком, возможность прохождения через любые изгибы трубы, при полном сохранении данных, передаваемых по коаксиальному кабелю.

Желательно, чтобы гибкий рукав был выполнен из нейлона, на гибкий шток были намотаны два коаксиальных кабеля диаметром 0,5 мм, а гибкий шток имел бы диаметр 3,2 мм, а расстояние закрепления кабелей на штоке составляло 50 мм. При таком варианте выполнения штока в сборе достигается наилучшая гибкость коаксиальных кабелей и штока при вращении и одновременном поступательном движении, внутри рукава.

Для обеспечения вращения в рукаве в гибкий шток на обоих его концах припаяны штифты, на каждый из которых установлен подшипник, ввернутый в гибкий рукав, и напрессована гайка. Такой узел обеспечит беспрепятственное вращение штока внутри рукава при одновременном поступательном движении при проталкивании-вытягивании рукава при движении зонда по трубам.

По сравнению с известными конструкциями, в которых для крепления и защиты кабелей применялись нейлоновые бугорки, которые делали невозможным одновременное проталкивания-вытягивания и вращение штока, в настоящей конструкции их функции поделены между термоусаживающимися трубками и нейлоновой трубкой.

Краткое описание чертежей

Изобретение поясняется далее более подробно на конкретном случае его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых согласно изобретению изображено:

на фиг.1 - общий вид гибкого штока в сборе вращающегося зонда,

на фиг.2 - фрагмент поперечного сечения гибкого штока в сборе вращающегося зонда,

на фиг.3 - общий вид и проекция штифта,

на фиг.4 - общий вид и проекция подшипника,

на фиг.5 - общий вид и проекция гайки,

на фиг.6 - подузел подшипника,

на фиг.7 - поперечное сечение гибкого штока вращающегося зонда по линии соединителя штока и двигателя.

Лучший вариант осуществления изобретения.

На фиг.1 показан вращающийся зонд, включающий датчик в сборе, прикрепленный к гибкому штоку в сборе. Гибкий шток диаметром 3,2 мм рассчитан на малую деформацию при скручивании и обозначен позицией 1 на фиг.2. Гибкий шток изготовлен из 4 или 5 слоев прочной на разрыв проволоки. Гибкий шток в сборе заканчивается соединителем для прикрепления зонда к узлу с двигателем.

На фиг.2 показан фрагмент поперечного сечения гибкого штока 1 в сборе вращающегося зонда. Основным элементом устройства является гибкий шток диаметром 3,2 мм и длиной до 11 м, достаточной для проверки труб парогенератора типа WWE.

На шток намотаны два коаксиальных кабеля диаметром 0,5 мм. Обычно используют коаксиальные кабели типа AWG40, многожильные 40- или 50-омные.

На обоих концах штока 1 установлены штифты 2 из нержавеющей стали. На фиг.3 показан общий вид штифта 2. Штифты 2 крепят к штоку 1 путем пайки.

После этого на шток 1 наматывают кабели (уже соединенные с датчиком зонда). Затем поверх штока 1 и кабелей на расстоянии 50 мм друг от друга помещают термоусаживающиеся трубки 3 (диаметром 6 мм, длиной 4 мм, покрытые изнутри клеем, с коэффициентом усадки 3:1) на фиг.2. При помощи струйного сушильного аппарата трубки 3 нагревают и вместе с кабелем соединяют со штоком 1. За счет крепления коаксиальных кабелей через каждые 50 мм обеспечивают гибкость кабелей во время вращательного движения.

На следующей стадии осуществляют подготовку нейлонового рукава (материал - нейлон 66, размером 5/16 Т - ⌀7,93/⌀5,9 мм), который обозначен позицией 4 на фиг.2. Нейлоновый рукав 4 разрезают на отрезки требуемой длины, каждый конец которых снабжают резьбой 1/4-28 длиной 6 мм. Подготовленный рукав 4 помещают поверх штока 1 на передний штифт 2. В процессе применения каждую нагретую термоусаживающуюся трубку 3 смазывают (консистентной смазкой, загущенной литиевыми мылами). Подшипник 5 (материал - бронза) на фиг.2 вворачивают внутрь рукава, используя Loctite 262 в качестве клеящего состава для фиксации резьбовых соединений. Смазку также помещают на штифт 2 (в контакте с подшипником). Наконец, на штифт 2 устанавливают гайку 6, изображенную на фиг.5, фиксирующую весь подшипник в сборе. Гайку (из нержавеющей стали) запрессовывают в штифт 2, чтобы предотвратить ее перемещение (на 180° относительно токопроводящей дорожки). Аналогичную процедуру повторяют на соединительной стороне штока 1. Подузел подшипника обеспечивает удержания нейлонового рукава За счет этого ведущие колеса толкателя зонда могут толкать-тянуть нейлоновый рукав 4, при этом гибкий шток одновременно вращается внутри рукава. На фиг.6 также показан подузел подшипника. На штоке устанавливают штифт 2 на фиг.6. Поскольку подшипник 5 короче, чем штифт 2, он способен слегка перемещаться вдоль штифта. Гайка 6 ограничивает перемещение подшипника и запрессована в штифт 2. На фиг.7 показано соединение штока с двигателем. К подузлу подшипника 5 прикреплен нейлоновый рукав 4, установленный на гибком штоке 1. Шток 1 прикреплен соединителем 9 к узлу с двигателем 10.

Промышленная применимость

Как упомянуто выше, гибкий шток в сборе вращающегося зонда рассчитан на применение в вихретоковом вращающемся зонде для дефектоскопии труб (с внутренним диаметром 13 мм) атомных парогенераторов, установленных на электростанциях типа WWER. Тем не менее, устройство также применимо для других аналогичных целей.

1. Гибкий шток в сборе вращающегося вихретокового зонда с высоким показателем гибкости, содержащий гибкий шток из прочной на разрыв проволоки и намотанные на него электропроводящие коаксиальные кабели, поверх которых размещен гибкий рукав, отличающийся тем, что гибкий шток установлен с возможностью вращения в гибком рукаве и названные коаксиальные кабели закреплены на штоке через равные расстояния термоусаживающими трубками.

2. Гибкий шток в сборе вращающегося зонда по п.1, отличающийся тем, что к названному гибкому штоку припаян штифт на заданном расстоянии в зависимости от желаемой длины зонда.

3. Гибкий шток по пп.1 и 2, отличающийся тем, что расстояние между термоусаживающими трубками составляет 50 мм.

4. Гибкий шток в сборе вращающегося зонда по п.1, отличающийся тем, что на гибкий шток намотаны два коаксиальных кабеля диаметром 0,5 мм.

5. Гибкий шток по п.1, отличающийся тем, что названный гибкий рукав выполнен из нейлона.

6. Гибкий шток в сборе вращающегося зонда по пп.1, 2 и 5, отличающийся тем, что он имеет подшипник, ввернутый внутрь нейлонового рукава и установленный на штифте, и гайку, навинченную на штифт.

7. Гибкий шток по пп.2 и 6, отличающийся тем, что на обоих концах штока припаяны по одному штифту, на каждом из которых установлен названный подшипник.

Изобретение относится к области эксплуатации канальных ядерных реакторов, в частности реакторов типа АДЭ, и может быть использовано для непрерывного контроля искривления технологических каналов.

Устройство для проведения проверки и обслуживания технологических каналов ядерных реакторов // 2293381

Изобретение относится к области контрольной и измерительной техники и предназначено для проведения технологических операций. .

Способ контроля состояния опорных конструкций горячих трубопроводов // 2272326

Изобретение относится к ядерной технике. .

Устройство для контроля геометрических параметров технологических каналов ядерного реактора // 2265252

Изобретение относится к ядерной технике, а более конкретно к устройствам для контроля геометрических параметров технологических каналов ядерных реакторов типа РБМК.

Устройство для измерения параметров технологических каналов ядерных реакторов // 2213381

Изобретение относится к области измерительной техники и служит для измерения параметров технологических каналов ядерных реакторов типа РБМК. .

Устройство для определения расхода течи // 2212640

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в народном хозяйстве для определения расхода течей теплоносителя акустического происхождения, в частности для контроля и диагностики герметичности трубопроводов (.с теплоизоляцией и без теплоизоляции) и оборудования с реакторами РБМК, ВВР на АЭС.

Способ контроля целостности трубопроводов циркуляционного контура ядерного реактора // 2208848

Изобретение относится к области атомной техники и может быть использовано для контроля целостности и состояния трубопроводов циркуляционного контура уран-графитовых и водо-водяных реакторов на стадии образования в них трещин на внутренних и внешних поверхностях трубопроводов, а также и на стадии развития трещин.

Способ определения силы давления контактного графитового кольца на циркониевую трубу в технологическом канале реактора и устройство для его осуществления // 2197759

Накладной вихретоковый преобразователь // 2183830

Изобретение относится к контрольным приборам, использующимся в ядерной технике. .

Способ радиационной диагностики оборудования ядерных установок // 2158447

Изобретение относится к измерительной технике и служит для диагностики состояния объектов, содержащих источники проникающих электромагнитных излучений, в т.ч. .

Гибкий шток в сборе // 2367839

Устройство для очистки внутренней поверхности труб // 2063575

Платформа для внутритрубного дефектоскопа на магнитных колёсах // 2605234

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для внутритрубной диагностики при строительстве и капитальном ремонте объектов, имеющих трубопроводную обвязку. Платформа для внутритрубного дефектоскопа на магнитных колесах содержит мотор-редукторы. Дополнительно содержит продольную ось, соединяющую каждое шасси платформы между собой продольными шарнирами с ограничителями вращения. Продольная ось имеет поперечный шарнир. Крайние шарнирные втулки продольной оси соединены с валами мотор-редукторов, установленных на крайних шасси платформы в продольном направлении. Достигается повышение маневренности в сложной трубопроводной обвязке. 1 ил.

Устройство для мониторинга риска и способ мониторинга риска для использования с объектом атомной энергетики // 2538298

Изобретение относится к мониторингу объектов атомной энергетики. Технический результат - определение оценки риска объекта атомной энергетики. Устройство для мониторинга риска содержит запоминающее устройство для хранения, по меньшей мере, одного набора минимальных сечений отказов МСО и значений вероятностей каждого события в каждом МСО и устройство ввода информации, выполненное с возможностью ввода в него информации об изменениях состояния объекта; блок формирования, по меньшей мере, одной матрицы МСО; запоминающее устройство для хранения указанной, по меньшей мере, одной матрицы МСО; блок формирования, по меньшей мере, одной параметрической матрицы; запоминающее устройство для хранения указанной, по меньшей мере, одной параметрической матрицы; блок изменения элементов указанной, по меньшей мере, одной параметрической матрицы; и блок оценки риска. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ индикации изгиба канала реактора и устройство для его реализации // 2540420

Изобретение относится к контролю каналов реактора, а именно к средствам индикации изгиба технологического канала реактора большой мощности РБМК в процессе его эксплуатации. Устройство для индикации содержит многосекционный щуп, размещаемый в канале реактора. Щуп выполнен в виде сопряженных друг с другом полых цилиндрических секций, внутри которых на электрических изоляторах установлен электрод, проходящий через все секции. Электрод механически ослаблен в выбранных для контроля изгиба местах между электрическими изоляторами. Многосекционный щуп вводят в канал реактора на время эксплуатации. В процессе эксплуатации фиксируют факт искривления канала реактора по замыканию электрода, расположенного внутри секций щупа, с внутренней поверхностью одной или нескольких секций. Технический результат - повышение информативности индикации изгиба канала. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ и устройство для непрерывного контроля изгиба трубы технологического канала // 2545521

Способ и устройство предназначены для разовой проверки и постоянного контроля изгиба труб 1 технологических каналов в ядерных установках. Устройство содержит гибкую измерительную штангу 2. Штанга 2 состоит из секций 3, последовательно соединенных муфтами 4. Торец секции 3 выполнен из токопроводящего материала. Индикатор 5 состоит из части секции 3, расположенной внутри сопрягаемой секции на длину L. Датчик 6 имеет переменное внутреннее сопротивление. Перед началом контроля выставляют датчик 6 на нулевую отметку. Размещают штангу 2 в трубе 1. Под воздействием искривления трубы 1 изменяется в стыке секций 3 межсекционный изгиб на угол α в азимутальном направлении θ. Индикатор 5 движется по поверхности датчика 6. Регистрируют сопротивление индикатора 5 и датчика 6 в точке контакта. Определяют начальное и конечное положение индикатора 5. Определяют величину смещения Δ индикатора 5. Вычисляют угол изгиба по формуле α=Δ/L. Определяют азимутальное направление θ и уровень изгиба. Запускают реактор. Контролируют динамику смещения индикатора 5. Одновременно определяют α, θ и глубину уровня искривления. Повышается информативность способа измерения при непрерывном контроле. Повышается универсальность устройства. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ контроля герметичности теплообменной поверхности парогенератора реакторной установки с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем // 2547447

Заявленное изобретение относится к способу контроля герметичности теплообменной поверхности парогенератора реакторной установки с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем. Способ основан на регистрации изменения показателя газосодержания в первом контуре вследствие потери герметичности теплообменной поверхности парогенератора и барботирования теплоносителя пароводяной смесью. При стационарной работе реакторной установки используемый для компенсации расширения теплоносителя защитный газ - аргон - очищают от паров и аэрозолей и прокачивают через измерительную емкость, проводят последовательные измерения температуры, давления газа, а также спектрометрические измерения активности его компонента 41Ar в измерительной емкости, вычисляют приведенную к нормальным условиям объемную активность 41Ar и определяют ее стационарную величину. Далее негерметичность теплообменной поверхности парогенератора диагностируют по превышению приведенной активности 41Ar ее стационарного значения. Техническим результатом является повышение чувствительности средств выявления негерметичности теплообменной поверхности парогенератора реакторной установки с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем. 1 ил.

Способ и устройство для непрерывного контроля изгиба трубы технологического канала // 2554116

Изобретение относится к средствам разовой проверки и постоянного контроля изгиба труб технологического канала в ядерных установках, находящихся в эксплуатации при ограниченном доступе. Устройство содержит гибкую измерительную штангу (2). Штанга состоит из секций (3), последовательно соединенных муфтами (4). Торец секции (3) заужен и свободно расположен внутри сопрягаемой секции, где связан со связующим телом. Тело пропущено внутри штанги и связано с датчиком (7) перемещения. Датчик перемещается связующим телом (5). Выставляют датчик на нулевую отметку перед началом контроля. Размещают штангу в разгруженной трубе (1). При изменении межсекционного изгиба штанги в стыке на угол α переводят изгиб в линейное смещение Δ конца секции. Смещение Δ переводят в пропорциональное смещение датчика. После запуска реактора контролируют дальнейшее искривление трубы. Техническим результатом является увеличение чувствительности устройства к искривлению технологического канала и повышение информативности способа измерения при непрерывном контроле. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Устройство накопления, отображения и отвода воздуха для использования в ядерной промышленности // 2570304

Устройство для накопления, изоляции, отображения и отвода накопленного газа в трубе системы с текучей средой включает в себя основное трубное соединительное устройство, прикрепленное к трубе системы, в которой просверлено отверстие. Вертикальная труба, прикрепленная к трубному соединительному устройству, вмещает в себя магнитный поплавок. Индикатор уровня магнитного поплавка снаружи трубы отображает уровень магнитного поплавка. Клапан, прикрепленный к вертикальной трубе над магнитным поплавком, обеспечивает управляемый отвод газа из вертикальной трубы и, таким образом, из системы трубопроводов. Газ из трубы системы, накапливающийся в вертикальной трубе, удаляется из первичного пути потока текучей среды трубы системы. В вертикальной трубе, по мере снижения поверхности раздела жидкости/газа, поплавок опускается до заданного уровня, при котором пользователь отводит газ из системы трубопроводов, заставляя магнитный поплавок подниматься, отображая, что газ в системе трубопроводов снова находится на допустимых уровнях. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 11 ил.