[发明专利]一种自适应对中核燃料组件多功能检测装置

说明书

本发明公开了一种自适应对中核燃料组件多功能检测装置，包括氧化膜厚度检测机构、自适应柔性对中检测机构和柔性联动进给机构；所述氧化膜厚度检测机构包括电涡流探头支撑座、电涡流探头和防辐射隔热端盖；所述自适应柔性对中检测机构包括长对中杆、前端支撑套、球副座、定平台、固定座、位移传感器后固定轴、位移传感器后轴、位移传感器、位移传感器前轴、动平台和短对中杆；所述柔性联动进给机构包括气囊、气压传感器、弹簧和压力传感器。该装置结构紧凑、安装方便、作业安全可靠、能够自适应对中各种位姿与变形下的核燃料棒，能够柔性进给、柔性接触和柔性测量，可实现核燃料组件氧化膜厚度、核燃料组件整体变形等多种参数的高精度检测。

技术领域

本发明涉及核工业检测领域，具体为一种自适应对中核燃料组件多功能检测装置。

背景技术

核电站是指通过适当的装置将核能转变成电能的设施。核电站以核反应堆来代替火电站的锅炉，以核燃料在核反应堆中发生特殊形式的“燃烧”产生热量，使核能转变成热能来加热水产生蒸汽。核反应堆的原料是由二氧化铀陶瓷芯块和锆合金材料包壳组成的核燃料棒，实际应用时需要将若干核燃料棒组合在一起构成核燃料组件使用。核燃料组件具有反应速度快、利于装载等特点，是核反应堆的核心部件。核反应堆运转期间，核燃料组件浸入位于核反应堆核心的冷却剂/慢化剂中，锆合金材料包壳内的锆会与冷却剂/慢化剂发生氧化反应，形成的锆氧化物会在核燃料棒上积聚并形成一层氧化膜，导致锆合金材料包壳厚度变薄。核燃料组件在温度等外界环境变化及装载过程中可能会发生变形，会对装配产生影响，严重时可能会出现核燃料棒断裂等有巨大安全隐患的情况。因此，对核燃料组件的核燃料棒锆氧化膜厚度及变形量进行检测可以为核燃料组件的状态评估及核安全提供有力的数据保障。

为此，国内外针对核燃料组件氧化膜与变形检测装置开展了广泛深入研究，研制出了多种检测装置，如申请号为201110243780.9的文献公开了一种探测器及包括该探测器的核燃料棒氧化膜厚度测量装置，利用传送滚轴在上下移动的同时通过电涡流探头可实现对包壳氧化膜厚度的检测，但由于该检测装置传送区域与传送支撑区域相互平行，不能对核燃料组件局部变形自适应，同时其检测探头直接与下板固定，难以实现与核燃料组件的顺畅对中。申请号为201310549487.4的文献公开了一种涡流探头柔性定位夹持机构，解决了远程实现涡流探头对核燃料棒柔性定位和夹紧机构的问题，但是该装置没有同时具备变形检测等多种检测功能。申请号为201710395778.0的文献公开了一种核燃料棒检测设备，能够对核燃料棒进行实时检测得知其缺陷的准确位置，但是该检测装置需要将核燃料棒单独抽出进行缺陷检测，操作复杂，且设备结构较为复杂，不易安装。

综上所述，现有核燃料组件检测装置虽初步实现了对核燃料组件氧化膜厚度等关键参数的检测，但普遍存在检测装置不能自适应核燃料棒各种变形和位姿以保证探头与核燃料棒的顺畅对中，难以同时对核燃料组件进行多参数检测，存在结构复杂、测量精度低、安全保障差等突出问题。因此，亟需研发一种结构紧凑、安装方便、作业安全可靠、能够自适应对中各种位姿与变形下的核燃料棒，具备柔性接触、柔性进给和柔性测量性能，可实现多种检测功能的高精度检测装置。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种自适应对中核燃料组件多功能检测装置。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种自适应对中核燃料组件多功能检测装置，其特征在于该装置包括氧化膜厚度检测机构、自适应柔性对中检测机构和柔性联动进给机构；

所述氧化膜厚度检测机构包括电涡流探头支撑座、电涡流探头和防辐射隔热端盖；所述自适应柔性对中检测机构包括长对中杆、前端支撑套、球副座、定平台、固定座、位移传感器后固定轴、位移传感器后轴、位移传感器、位移传感器前轴、动平台和短对中杆；所述柔性联动进给机构包括气囊、气压传感器、弹簧和压力传感器；