具有多个样本切削器的周向取样工具制造技术

一种用于从管子的内壁获取样本的周向取样工具，该周向取样工具具有：圆筒体；轴，其设置在圆筒体中；第一切削器；第二切削器，其与第一切削器呈角度设置；第三切削器；以及第四切削器，其与第三切削器呈角度设置。第一切削器、第二切削器、第三切削器以及第四切削器可操作地与轴连接，用于随着轴旋转。为了从管子上获取样本，每个切削器可以响应轴的旋转在缩入位置与伸出位置之间径向地移动。还公开了一种从管子的内壁获取样本的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有多个样本切削器的周向取样工具和使用该取样工具的方法。
技术介绍
一种对诸如CANDU(坎杜)型反应堆等核反应堆中的压力管的使用寿命进行估算的方法需要周期性地移除管子。从移除的管子上切取样品并分析氘含量。然后，将氘浓度用作剩余压力管的使用寿命的量度。此方法由于需要长期停工以移除并替换压力管，所以这种方法成本非常高。尝试提供“原地”进行取样(不用移除压力管)的技术存在许多困难。坚硬的氧化物表面以及从该表面层下面获取样本材料的要求使得难于获取有用的样本。为了保持管子的完整结构并避免有害的残余应力，必须控制取样深度并且遗留的取样区域必须在几何结构上沿所有的轴线平滑地变化。此外，用于移除表面材料或样本的技术必须不涉及过度加热，因为这会影响后续分析的结果。另一个困难是回收分析样本以及防止颗粒遗留在压力管中。1990年5月15日授权的美国专利No. 4，925，621的全部内容以引用的方式并入本文，该专利针对上述困难公开了一种用于压力管取样的取样工具。所公开的取样工具允许 “原地”检测而不需要移除压力管。该取样工具包括两个切削器以及用于捕获被移除的材料的装置。通过在压力管中轴向地移动两个切削器，一个切削器移除表面氧化物层，而另一个切削器移除用于分析的样本。切削器和切削操作设计成避免损坏压力管的整体性，以使压力管处于正常使用。尽管上述取样工具克服了上述困难，但已经证明使用该取样工具在压力管中的某些部分上获取样本是不切实际的。例如，如图1所示，在CANDU型燃料通道中，压力管10使用轧制接头12与端部安装件(未示出)连接。由于氢/氘浓度的高轴向梯度和轧制接头区域中的周向波纹14，使得上述取样工具难于在轧制接头区域获取有用的样本。此外，上述取样工具每次只能取回单个样本，这意味着在能够获取另一个样本之前，需要从压力管移中移出该工具以取回样本(和氧化物层的部分)。这使得从管子上获取多个样本很费时。在2000年11月的第五届国际CANDU堆维护会议Qnternational CANDU Maintenance Conference)上，由作者 K. Wittich 和 J. King 发表的题目为 “Advanced Pressure Tube Sampling !"ools”的会议论文也公开了取样工具。在2005年11月的第七届国际CANDU堆维护会议上，由作者B. Guler、J. King和R. Wray发表的题目为“ Innovation in Pressure Tube Rolled Joint Sampling(Circumferential Sampling Tool Technology)，， 的会议论文也公开了取样工具。这两篇论文都由Canadian Nuclear Society (加拿大核学会)出版。因此，需要如下取样工具和样本收集方法其能够克服上述困难中的至少一些困难和现有技术中所存在的不便之处中的至少一些不便之处。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种取样工具，该取样工具具有沿着管子的一部分内壁周向地移动的至少两组切削器，每组切削器含有两个切削器。对于每一组切削器，一个切削器移除管子内壁的一部分，而另一个切削器在管子中的通过移除管子内壁的一部分而露出的位置上从管子的内壁上移除样本。本专利技术的另一个目的是提供一种用于选择性地接合每组切削器的机构。本专利技术的另一个目的是提供一种使用上述周向取样工具从管子上获取样本的方法。在一个方面中，本专利技术提供一种用于从管子的内壁获取样本的周向取样工具。所述周向取样工具具有圆筒体，其具有中心轴线；轴，其沿着所述中心轴线设置在所述圆筒体中；电动机，其可操作地与所述轴连接，用于旋转所述轴；第一孔，其设置在所述圆筒体上；第一切削器组件，其与所述轴选择性地进行接合；第二孔，其设置在所述圆筒体上；第二切削器组件，其与所述轴选择性地接合；以及轴致动器，其可操作地与所述轴连接，用于使所述轴选择性地与所述第一切削器组件及所述第二切削器组件接合。所述第一切削器组件包括第一切削器，其选择性地、可操作地与所述轴连接，用于随着所述轴旋转；第一致动器，其可操作地与所述第一切削器连接；第二切削器，其选择性地、可操作地与所述轴连接，用于随着所述轴旋转，并且所述第二切削器与所述第一切削器呈角度设置；以及第二致动器，其可操作地与所述第二切削器连接。所述第一切削器可在缩入位置与伸出位置之间径向地移动，其中，在所述缩入位置，所述第一切削器设置在所述圆筒体内，在所述伸出位置，所述第一切削器穿过所述第一孔至少部分地伸出。在所述轴与所述第一切削器组件接合时，随着所述轴旋转所述第一致动器使所述第一切削器在所述缩入位置与所述伸出位置之间移动。所述第二切削器可在缩入位置与伸出位置之间径向地移动，其中，在所述缩入位置，所述第二切削器设置在所述圆筒体内，在所述伸出位置，所述第二切削器穿过所述第一孔至少部分地伸出。在所述轴与所述第二切削器组件接合时，随着所述轴旋转所述第二致动器使所述第二切削器在所述缩入位置与所述伸出位置之间移动。当所述第一切削器处于所述伸出位置时，所述第二切削器处于所述缩入位置，而当所述第二切削器处于所述伸出位置时，所述第一切削器处于所述缩入位置。所述第二切削器组件包括第三切削器，其选择性地、可操作地与所述轴连接，用于随着所述轴旋转；第三致动器，其可操作地与所述第三切削器连接；第四切削器，其选择性地、可操作地与所述轴连接，用于随着所述轴旋转，并且所述第四切削器与所述第三切削器呈角度设置；以及第四致动器，其可操作地与所述第四切削器连接。所述第三切削器可在缩入位置与伸出位置之间径向地移动，其中，在所述缩入位置，所述第三切削器设置在所述圆筒体内，在所述伸出位置，所述第三切削器穿过所述第二孔至少部分地伸出。在所述轴与所述第二切削器组件接合时，随着所述轴旋转所述第三致动器使所述第三切削器在所述缩入位置与所述伸出位置之间移动。所述第四切削器可在缩入位置与伸出位置之间径向地移动，其中，在所述缩入位置，所述第四切削器设置在所述圆筒体内，在所述伸出位置，所述第四切削器穿过所述第二孔至少部分地伸出。在所述轴与所述第二切削器组件接合时，随着所述轴旋转所述第四致动器使所述第四切削器在所述缩入位置与所述伸出位置之间移动。当所述第三切削器处于所述伸出位置时，所述第四切削器处于所述缩入位置。当所述第四切削器处于所述伸出位置时，所述第三切削器处于所述缩入位置。当所述轴致动器使所述轴与所述第一切削器组件接合时，通过使用所述电动机旋转所述轴，使所述第一切削器移动至所述伸出位置，从而切削所述管子的一部分内壁， 然后，使所述第二切削器移动至所述伸出位置，从而在所述管子中的通过切削所述管子的所述一部分内壁所露出的位置处从所述管子的内壁上切削第一样本。当所述轴致动器与所述第二切削器组件接合时，通过使用所述电动机来旋转所述轴，使所述第三切削器移动至所述伸出位置，从而切削所述管子的另一部分内壁，然后，使所述第四切削器移动至所述伸出位置，从而在所述管子中的通过切削所述管子的所述另一部分内壁所露出的位置处从所述管子的内壁上切削第二样本。在另外的方面中，所述轴致动器使所述轴沿着所述中心轴线移动。在进一步的方面中，所述轴致动器使所述电动机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：格雷格·赫萨克，理查德·雷，詹姆斯·米弛·金，
申请(专利权)人：加拿大原子能有限公司，
类型：发明
国别省市：