本发明专利技术属于冲击试验自动化装置领域，具体涉及一种核电站压力容器钢随堆监督样品辐照后冲击试验自动化装置。一种核电站压力容器钢随堆监督样品辐照后冲击试验自动化装置，包括示波冲击机、送样轨道、送样机构，设置在送样轨道下的对中装置、设置在送样轨道上的浴炉及高低温控仪、自动控制仪、放射性防护系统，所述的对中装置为电磁驱动，缺口块规的自动对中装置；浴炉为高低温合一的固体浴炉；送样轨道为正面直线送样轨道；另外该自动化装置还设有保证样品紧贴试验支座的机构和自动卸摆装置；辐射防护系统为不用机械手和窥窗的低铅墙防护。使用本发明专利技术装置，温控精度在±１℃，对中精度误差小于０．１４ｍｍ；样品从出炉到冲断的时间为２．７秒。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于样品辐照后冲击试验自动化装置领域，具体涉及一种核电站压力容器 钢随堆监督样品辐照后冲击试验自动化装置。
技术介绍
核压力容器是压水堆核电站的重要部件，由于容器钢辐照后脆化比较明显，因此 测定它的辐照脆性是涉及核电安全的重要课题。辐照脆性主要由冲击试验测定，试验的主 设备为示波冲击机。试验步骤如下，首先将标准样品放置到反应堆中进行辐照；然后将辐照 后的样品放到浴炉中进行加热或冷却，加热或冷却的温度可以事先标定；最后将加热或冷 却好的样品送到示波冲击机上进行冲击，并由示波冲击机记录各种试验数据，冲击时摆锤 在样品上的冲击点要与样品上的缺口相对应，在术语中称为“对中”。本试验的难点在于当 动态快速冲击下，必须精确满足标准规定的下列要求①温控精度在士2°C以内②摆锤冲 击点与样品缺口的对中精度在士0.2毫米内③样品从被加热或冷却用的浴炉中取出到被 冲断之间的时间间隔不能超过5秒钟④在样品被冲断前要与支座紧贴。为了解决上述难点，日本、美国和德国也分别各有一套不完全相同的自动化装置。 美国的自动化装置如图1所示，该装置采用分开的两个浴炉分别实现对样品的加热和冷 却，即高温浴炉1用来对样品加热，低温浴炉2用来对样品冷却，在高温浴炉1和低温浴炉2 内分别设有热电偶用来监视样品的温度。当温度达到要求后将夹持样品的机械臂托起到浴 炉顶部，然后机械臂由其驱动机构带动旋转，将样品的端面与预先设置好的样品钻座3紧 贴，同时利用设置在钻座两侧的气缸芯杆对样品两端进行对中。当这些都完成后且机械臂 旋转回原来的位置，才自动松脱摆锤进行冲击试验。美国自动装置的缺点是a、在一套装置 中需要分别设置高温浴炉1和低温浴炉2，既增加了设计的复杂度使用效率又不高；b、旋转 机械臂传送样品，运动时间长，运动轨迹复杂，不利于下一步的样品对中；C、采用端面对中 的方法，端面对中属于间接对中，对中难度高，容易产生较大误差；d、该设备使用气动、电动 两套驱动系统，众多气动、电子电气设备，造价较高。日本自动化装置如图2所示，装置也采 用分开的两个浴炉分别实现对样品的加热和冷却，即高温浴炉用来对样品加热，低温浴炉 用来对样品冷却。当样品加热或冷却完成后由机械臂将样品推入一个与该机械臂运动方向 垂直的传动槽内；然后由该槽内的另一个机械臂将样品推入另一个与本机械臂运动方向垂 直即与第一个机械臂运动方向平行的传动槽内；最后由第三个机械臂将样品推动到预先设 置好的样品座，之后由旋臂进行端面对中；当对中完成后撤回机械臂进行冲击试验。该套自 动化设备的缺点与美国设备的缺点类似，也存在高低温分开的液体浴炉造价高、端面对中 难度高容易产生误差、使用气动和电子电气设备多结构复杂等缺点，同时由于日本的设备 采用由多个机械臂相互级联的“接力棒”式传送样品，与样品的接触面更大，热传导更多，运 动轨迹复杂、步骤也更多。如图3所示，德国的设备采用高低温合一的液体浴炉，当样品的 温度达到要求后机械手深入浴炉中抓住样品，然后在电机的带动下，机械臂在与地面垂直 的平面内旋转，最后将样品“放”在试验机架上，然后用设在钻座两侧的气缸芯杆进行端面对中，当送样臂对中芯杆都退回时最后进行冲击试验。该套设备采用旋转送样，端面对中， 液体浴炉的方法进行试验，其缺点也与前面所述的设备类似，即送样轨迹复杂、步骤多、送 样慢、气电两套驱动、辅助设备多。
技术实现思路
本专利技术针对现有的样品辐照后冲击试验自动化装置结构复杂、造价昂贵、间接对 中和运动轨迹复杂的缺点提供一种新的冲击试验自动化装置。一种核电站压力容器钢随堆监督样品辐照后冲击试验自动化装置，包括示波冲击 机、送样轨道、送样机构，设置在送样轨道下的对中装置、设置在送样轨道上的浴炉及高低 温控仪、自动控制仪、放射性防护系统，所述的对中装置为电磁驱动，缺口块规的自动对中 装置；浴炉为高低温合一的固体浴炉；送样轨道为正面直线送样轨道；另外该自动化装置 还设有保证样品紧贴试验支座的机构和自动卸摆装置；辐射防护系统为不用机械手和窥窗 的低铅墙防护。一种如前所述的冲击试验自动化装置，对中装置由设在定位支柱上的对中块规、 设在定位支柱下方的长行程电磁铁及与长行程电磁铁相连接的继电器组成。—种如前所述的冲击试验自动化装置，浴炉为高低温紫铜浴炉，由上炉体和下炉 体组成；上、下炉体的基本结构相同，下炉体由长方体形的下紫铜体、蛇形液氮管、紧贴紫铜 体外包的高压石棉板、设置在高压石棉板外面的绝热材料为高纯硅酸铝纤维和设置在绝热 材料外面的外壳钢板组成；在下紫铜体的一个侧面设有七条横截面为半圆形的纵向凹槽， 从上向下等距顺序排列；在纵向凹槽的中心轴线位置上，在下紫铜体上并排等距开有横向 孔，每条纵向凹槽内开有18个横向孔，在7条纵向凹槽中第1、3、5、7四个纵向凹槽中开的 横向孔用于缠绕电炉丝，第2、4、6三个纵向凹槽卡住蛇形液氮管；蛇形液氮管的每个平直 段的管壁上在与横向孔相对处开有液氮出气小孔18个，可使氮气喷入开在紫铜炉体上的 横向孔内；液氮气喷入的横向孔的另一端设有螺帽，用于阻止液氮气体外喷；螺帽的中央 开有孔，用于调节氮气的压力；下炉体的液氮管与一个液氮瓶相连接，上炉体的液氮管与另 一个液氮瓶相连接。使用本专利技术的样品辐照后冲击试验自动化装置，将现有技术中分开的高低温液体 浴炉合并为一个固体浴炉，节约了成本，简化了送样轨迹，减少了送样步骤及其执行机构，； 通过直线轨道送样，缩减了送样的时间，减少了样品的热损失；使用缺口对中电动装置对样 品进行对中，提高了对中精度，节省了气动对中装置的两个气缸及其气动控制系统和设备； 在样品推板前端设置了弹性顶梢，保证了样品与支座的紧贴程度。另外本专利技术的自动化装 置，温控精度在士 1°C，对中精度误差小于0. 14mm ；样品从出炉到冲断的时间为2. 7秒，这些 参数均优于国外同类产品。附图说明图1是美国的自动化装置结构示意图，图2是日本的自动化装置结构示意图，图3是德国的自动化装置结构示意图，图4是本专利技术的自动化装置结构示意图，图5是浴炉的侧面剖面结构示意图，图6是浴炉的俯视图图7是浴炉的正面视图图8是浴炉下炉体的下紫铜体的侧面(纵向)剖面图图9是浴炉下炉体的下紫铜体的正面(横向)剖面图图10是对中装置的立体图图11是对中装置的正面结构图图12是对中装置的侧面结构图图13是样品推板推动样品与支座贴紧时的实物图具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术作进一步的阐述。为了能够更好的对本专利技术进行叙述，下面先对本专利技术设备的操作及工作过程进行 说明。首先启动电子开关将示波冲击机4的摆锤提升到指定位置，并将样品送入浴炉5内； 其次根据试验的需要通过浴炉5对样品加热或者冷却；再次根据设置在浴炉内的探测器对 样品上下表面的温度进行探测，当样品表面温度达到要求并保持20分钟温控精度在士2°C 以内时可以开始冲击试验；通过操作台启动电子开关，样品推板推动样品沿导轨向前直到 与对中装置6贴紧，当样品与对中装置6贴紧后，对中装置向下降到导轨以下，同时样品推 板31 (见图13)向后收缩回到浴炉5内；最后示波冲击机4的摆锤下落将样品冲断，同时示 波冲击机4会自动记录所有的试验数据。图4为本专利技术的装置的结构示意图。图中，4为示波冲击机，5为浴炉，6为本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种核电站压力容器钢辐照后冲击试验自动化装置，包括示波冲击机（４）、送样轨道（７）、送样机构（８），设置在送样轨道（７）下的对中装置（６）、设置在送样轨道（７）上的浴炉（５）及高低温控仪、自动控制仪、放射性防护系统，其特征在于：对中装置（６）为电磁驱动，缺口块规的自动对中装置；浴炉（５）为高低温合一的固体浴炉；送样轨道（７）为正面直线送样轨道；另外该自动化装置还设有保证样品紧贴试验支座的机构（３０）和自动卸摆装置（３４）；辐射防护系统为不用机械手和窥窗的低铅墙防护。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨文斗，梁成虎，张亨波，贾学军，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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