Манипулятор для глушения теплообменных труб в коллекторе парогенератора

Область техники
Полезная модель относится к области ядерной техники, в частности к оборудованию для проведения ремонтных работ на парогенераторах типа ПГВ.
Уровень техники
Известен манипулятор для проведения ремонтных работ в коллекторе парогенератора ядреного реактора типа ВВЭР, раскрытый в патенте РФ на изобретение №2662655 (МПК F22B 37/20) - прототип. Известный манипулятор содержит опорное средство с направляющими элементами, на которых установлена каретка с выдвижной платформой. Опорное средство оснащено приводом перемещения каретки по направляющим элементам, приводом поворота опорного средства вокруг оси коллектора, пневматического привода выдвижной платформы с местом посадки сварочного модуля и фрезерного модуля с возможностью быстрой замены.
Недостатком известного решения является использование пневматических приводов, предназначенных для перемещения подвижных частей манипулятора. Пневматический привод имеет сложный механизм регулировки давления и расхода воздуха, управление которым при помощи средств вычислительной техники является затруднительным. Как следствие, операции по перемещению подвижных частей манипулятора в пространстве должны контролироваться оператором вручную, что влечет за собой снижение производительности выполняемых ремонтных работ.
Раскрытие сущности полезной модели
Техническая задача, лежащая в основе настоящей полезной модели, заключается в улучшении взаимодействия модулей манипулятора с управляющей их работой компьютерной аппаратурой.
Технический результат, достигаемый при осуществлении настоящей полезной модели, заключается в улучшении чувствительности регулирования усилий, прикладываемых к подвижным частям манипулятора.
В качестве полезной модели заявлен манипулятор для глушения теплообменных труб в коллекторе парогенератора. Манипулятор содержит опорное средство с направляющими элементами, на которых установлена каретка с выдвижной платформой, при этом опорное средство оснащено механизмами горизонтального и вертикального перемещения выдвижной платформы, выдвижная платформа оборудована местом посадки сварочного модуля и фрезерного модуля с возможностью их быстрой замены. В отличие от прототипа, в заявленном манипуляторе приводы механизмов горизонтального и вертикального перемещения выдвижной платформы являются электромеханическими.
В частности опорное средство снабжено верхним и нижним силовыми центраторами для его фиксации внутри коллектора.
В частности фрезерный модуль снабжен по меньшей мере одной видеокамерой.
В частности сварочный модуль снабжен по меньшей мере одной видеокамерой.
В частности привод перемещения каретки по направляющим элементам и привод перемещения опорного средства являются электромеханическими.
В частности фрезерный модуль снабжен сборником стружки.
В частности сварочный модуль снабжен магазином заглушек и автоматическим узлом доставки заглушки на ось сварочной головки.
В частности манипулятор дополнительно снабжен модулем вихре-токового контроля.
Улучшение производительности глушения теплообменных труб обусловлено применением электроприводной техники в конструкции узлов манипулятора. Использование электромеханического привода в отличие от пневматического позволяет регулировать прикладываемые к подвижным узлам манипулятора усилия с лучшей чувствительностью и, соответственно, более точно задавать их положение в пространстве под управлением средств вычислительной техники без участия оператора. Это позволяет автоматизировать наведение фрезерного, сварочного модуля на дефектную ТОТ, и как следствие, автоматизировать подачу сварочного модуля к ТОТ, координаты которой сохраняются в памяти управляющей аппаратуры после проведения операции фрезеровки отверстий.
Пневматические приводы не позволяют регулировать прикладываемые к узлам манипулятора усилия с такой же точностью, чувствительностью, поскольку рабочей средой в пневматических приводах служит сжатый воздух, при регулировании давления и расхода которого осуществляется перемещение подвижных узлов манипулятора. Механизм регулировки давления и расхода воздуха является сравнительно сложным, и поэтому контроль за перемещением узлов манипулятора вынужден вести оператор посредством аппаратуры телевизионного наблюдения и осуществлять точное позиционирование этих узлов в пространстве вручную.
Улучшенное взаимодействие манипулятора с управляющей вычислительной техникой позволяет обеспечить следующие преимущества при проведении ремонтных работ в коллекторе парогенератора:
дистанционное наведение фрезеровочного, сварочного модулей на дефектную трубку в автоматическом режиме;
возможность захвата всех отверстий теплообменных труб коллектора (от верхнего до нижнего ряда); с одного постанова манипулятора;
возможность наведения сварочного модуля по координатам, записанным в память управляющей аппаратурной при проведении фрезеровки отверстий;
привязка к «реперной» трубке выполняется один раз;
возможность переноса координат, данных, по выявленным дефектным и ранее заглушенным теплообменным трубкам, из персонального компьютера манипулятора для вихретокового контроля теплообменных труб и перемычек коллекторов парогенераторов на персональный компьютер манипулятора для глушения дефектных теплообменных труб парогенераторов.
Описание варианта осуществления полезной модели
Манипулятор используют следующим образом. Над проемом коллектора парогенератора устанавливают треногу, на которой вывешивают собранный манипулятор. На выдвижную платформу манипулятора устанавливают фрезерный модуль и перемещают лебедкой треноги внутрь коллектора парогенератора на нужный уровень. После перемещения манипулятор фиксируют при помощи верхнего и нижнего центраторов, которые удерживают и центрируют манипулятор на оси коллектора парогенератора.
Размещение манипулятора внутри коллектора парогенератора может быть выполнено на основе карты подлежащих глушению дефектных теплообменных труб (ТОТ), полученной в электронном виде при обследовании ТОТ коллектора методом вихре-токового контроля. При позиционировании манипулятора выполняют координатную привязку относительно реперной ТОТ, от которой будет производиться отсчет. После координатной привязки манипулятор автоматически наводит на ТОТ фрезерный модуль путем перемещения выдвижной платформы электромеханическими приводами механизмов горизонтального и вертикального перемещения.
В случае необходимости проводится осушка с помощью малой воздушной струи манипулятора. Для этого фрезерный модуль наводят на соответствующую ТОТ, подлежащую глушению. Для осушки поверхности включают подачу воздуха высокого давления через сопло узла очистки. Наличие-отсутствие водяной пленки или капель воды на поверхности коллектора контролируется с помощью видеокамеры фрезерного модуля.
После очистки проводят механическую обработку входного отверстия ТОТ, при этом стружку из полученных отверстий собирают в сборник при помощи насоса разреженного воздуха. Координаты отверстий заносят в память управляющей аппаратуры. Затем манипулятор поднимают при помощи лебёдки. Фрезерный модуль на выдвижной платформе заменяют на сварочный. Манипулятор вновь спускают в коллектор парогенератора с помощью лебедки и фиксируют на необходимом уровне верхним и нижним центраторами. Точное позиционирование платформы со сварочным модулем осуществляют автоматически по координатам, полученным при фрезеровании отверстий.
Далее проводят заварку обработанных отверстий заглушками, которые забираются из магазина сварочного модуля при помощи узла автоматической доставки заглушки на ось сварочной головки. Заварку заглушки проводят аргонодуговой сваркой без присадочного материала. Для герметичности сварной шов выполняют за два прохода. Начало и длительность продувки аргоном задается с управляющей аппаратуры оператором манипулятора.
Качество сварного шва анализируют по видеокамерам сварочного модуля. Все операции осуществляют при помощи программного обеспечения, установленного на управляющей аппаратуре.
По окончании работ данные по заглушке труб могут быть занесены в архив, либо переданы в какую-либо другую систему, обслуживающую парогенератор.
Применение электромеханических приводов в конструкции узлов манипулятора позволило автоматизировать операции по наводке фрезерного, сварочного модуля, что положительно влияет на производительность работ по глушению теплообменных труб в коллекторе парогенератора.