在管子里特别是在核电站的蒸汽发生器的管子里遥控焊接衬管的设备制造技术

将一根衬管，（Ｍ）装在一根管子（Ｔ）的里边，以修补所述管子的损坏段，该管子（Ｔ）是被固定在高压水核电站里的蒸汽发生器中的带孔板（Ｐ）上的。焊接光束由ＹＡＧ型激光器提供并由一根光导纤维（Ｆ）输送到光学组件（３０、３７）上，该光学组件将光束聚焦在衬管上，用以焊接衬管。所述的光学组件可围绕着纤维旋转以形成一道圆形的焊缝。为了调节由氦－氖激光器提供的调节光束所进行的聚焦，该纤维在轴向可自由地滑动。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术所涉及的是在管子里边遥控焊接衬管的方法和设备，它特别适用在一个高压水的核反应堆中的蒸汽发生器的管子里检修裂缝。这样的发电站里的蒸汽发生器，一般包括一个换热器的管束，它是由大量被弯曲成U型的小直径的管子构成的，这些管子的每一头被安装在一块非常厚的打孔板上。位于打孔板下方的蒸汽发生器部分在第一区域里构成了一个水箱，在第一区域里来自于反应堆容器中的“一次”水在压力下被分配到换热器管束中的管子里，水沿着管子流过以后在第二区域里被回收，然后经由反应堆一次回路的一根管道返回到包含反应堆芯的容器里，该反应堆芯由用于加热高压水的燃料组件构成。蒸汽发生器的供水与位于打孔板上方的蒸汽发生器的换热器管束中的管子的外表面相接触，并把水转化成蒸汽，该蒸汽被输送到与核反应堆相连接的汽轮机上。因而管束中的管子壁形成了由一次液体构成的高压水与由二次液体构成的供水之间的阻挡层。一次液体与在反应堆容器中的燃料组件和其它结构件接触，包括较大或较小程度的放射性物质。由于二次水受到污染时会带来重大危害，因此在一次液体与二次液体之间应当避免任何直接的接触。为使这点成为可能，就有必要在蒸汽发生器管束中的管子的整个管壁上避免裂缝发生，并且一旦发生了这样的裂缝，就必须有效并且尽可能快地检修有裂缝管壁的管子。在反应堆的额定寿命期间，这种检修工作通常是需要的。因为由于热应力或机械原因或由于管束中的管子受到腐蚀，都可能在它的一次侧或二次侧管束的管子壁上引起裂缝。为了达到保养的目的，在反应堆停机期间应进行检修。补修蒸汽发生器管束里的管子的公知方法在于在所述的有裂缝的管子里加衬。一根具有外径稍小于被检修管内径的、具有足够的长度覆盖住包含裂缝区域的衬管在管子端口经由打孔板的入口面插进管子中。当衬管插进位于打孔板的中部位置时，其是与打孔板的入口面平齐的，当插进的衬管靠近打孔板的边缘时，其是穿过了打孔板的一半的距离。然后衬管被定位在管子里以便在衬管与管子之间得到两条不漏水的结合线，在包含有裂缝区的任何一侧都有一条结合线。为在含有裂缝区的任何一侧上定位衬管，有许多公知的方法，特别是可以采用将衬管在靠近它端部的两个区域里沿直径方向扩张的方法，其中一个所述区域位于打孔板的厚度范围内，而另一个所述区域则位于打孔板出口面之外，这种扩径是在管子被清洗以后在两个所述区域里进行的。扩径可以通过液压方法或通过机械方法如使用管子扩径器或使用爆炸的扩径方法，或通过焊接或钎焊方法来完成。所有这些操作都需要从蒸汽发生器的水箱里边，例如从蒸汽发生器的一个区域里边来完成，而该区域在反应堆运行时已经与含有放射性物质的一次液体接触，这就意味着用人员操作会受到大剂量的辐射。因而用自动遥控装置来完成起码的一些需要在管子上的加衬操作的建议被提了出来。例如，从水箱的外边在有裂缝的蒸汽发生器管子里安装衬管的一个公知方法和设备已经公开在法国专利申请号FR2598209中。衬管被从水箱外边经由一根被称为“boa”的、安装在两用液压扩径器(doublehydraulicexpander)上的软管插进管子里，该两用液压扩径器用于控制在管子里的操作，通过给两用扩径器的弹性薄膜充气使位于管子端部的两个区域被有效地扩大，使衬管在管内的位置上保持住。然后将薄膜减压，使扩径器从衬管里抽出，之后使用同一软管插入装配工具，即将上部和下部扩径器分别地插进衬管的上部区域和下部区域，以通过管扩张把衬管固定在合适的位置上。该方法的缺点是它不能保证固定好的衬管绝对不漏。为了弥补这个缺点，将衬管的每一端焊在管子上，从而将衬管固定，这是公知的。美国专利US-A-4694136叙述了一个使用这种焊接的装置，该装置包括一个安装在管内的光学焊头和一个安装在蒸汽发生器水箱外边的电源激光器(Powerlaser)，激光光束从安装在蒸汽发生器水箱外边的激光器通过露天的光学装置而被输送到焊头上。该装置需要大量的设备才能完成并且需要安装在蒸汽发生器附近，包括全部的必要的液体供给(电的供给，冷却水供给)。电源激光器必须安装在非常靠近水箱检修口的地方，该部位所遭受到的辐射水平，几乎与在水箱里边所遭受到的程度一样高。所以已经设法使激光器远离检修口，但这个距离太大就存在复杂的瞄准问题，而这个问题很快就成为不可克服的。此外，凭借着具有一个滚珠和一个簧的支座支承在那儿，所使用的焊头具有焦距保持不变并等于发射距离这一缺点，这样的系统导致了摩擦、振动和摇摆，降低了焊接质量。在以上所述的本专利技术的特别应用中，即在核反应堆蒸汽发生器里检修一根管子中，为了弥补上述所阐明的不足，本专利技术提供了一种依靠设置在离蒸汽发生器非常远距离的能源(如在具有蒸汽发生器的反应堆建筑物的外边)而把衬管焊在蒸汽发生器管子里的方法，本专利技术也提供了实现该方法的设备。按照该方法，下列的操作在所设置的控制台(如设置在该建筑外边)的摇控下自动地进行用传流方法把一根衬管装到待检修管里边之后，将光学焊头插进该待修的管子里，所述的焊头用一根软管连接到靠近控制台的YAG型激光器上，所述的软管包含有一个能传送光能的光导纤维，一个隋性气体供给通道和传输控制信号的电缆;焊头被置于工作位置上;光束的焦距被调节;和在管裂区的任意一侧上，在两个区域的每一个区域里，衬管都被焊满一整圈。为了便于理解起见，本专利技术现参照示意的附图来叙述，其中;附图说明图1A和1B为实现本专利技术特别是在上述实例中所用的两种衬管的纵剖面图。图2为同一应用中实现该方法的设备总体图。图3为焊接设备部分及其电极部分(termiralPortion)的纵剖面图。图4为所述光学焊接设备的所述电极部分的纵剖面放大尺寸图。图5A和5B为该设备的二种光学组件的纵剖面图。图6为如何调节该设备聚焦点的理论图。图7为本专利技术的一种改进了的焊接设备的局部图，该设备的焦点可以自动地进行调节。不论本专利技术是被应用到上述的特殊情况还是其它的情况，下面的叙述仅仅参照以上所列的附图进行，并且不受附图的限制，该叙述从描述一般的结构开始，随后再通过更为具体的能体现本专利技术方法和设备最突出特征的情况进行描述。该方法和设备设法在一个具有轴(A)的接收管(例如由待检修的管T构成)与一个具有管壁(S)并被预先置入所述管里的一根衬管(M)之间形成一种结合。所述的方法包括把焊头(4、5、6)插进所述接收管的步骤，所述焊头包括一个光学组件，该光学组件包括光反射装置(由镜片37构成)，其用于沿接收管的轴(A)接收焊接光束并朝所述的待焊衬管管壁反射所述光束，和聚焦装置30(由透镜L1、L2和L3及一个光学元件33构成)，其用于将所述光束聚焦在所述待焊衬管管壁上的一个落点(H)(impact Point)上，以便用这种方式在所述落点上把所述衬管焊接到所述的接收管上。所述的方法还包括用焊接激光器(104)产生用于完成所述焊接的焊接光束的步骤。所述的激光器位于光束产生区(在激光控制台102和小车控制台108里)，距所述的接收管隔开一定的距离;以及光束传输步骤，其用以将所述的焊接光束经由一个入口传到所述光学组件再传到所述的接收管上。与专利文件US-A-4694136(Kasner)所述的方法相比较，本专利技术方法的特征为，所述的光束传输步骤包括安置光导纤维以便构成一个传输纤维(F)的步骤，该纤维是能弯曲的以在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个在管子里边，特别是在核电站的蒸汽发生器的管子里遥控焊接一根衬管的方法，以便使一根具有轴（Ａ）的接收管和一根具有管壁（Ｓ）并预先被置入管子里的衬管之间形成一道焊缝，该方法包括：把焊头（４、５、６）插进所述接收管的步骤，所述焊头包括一个 光学组件，该光学组件包括：光反射装置（３７），适于沿接收管的所述轴（Ａ）接收一个焊接光束并朝所述的待焊衬管管壁反射所述的光束。聚焦装置（３０），适于将所述光束聚焦在所述的待焊衬管管壁上的一个落点（Ｈ）上，采用这样的方式是为了在所述点 上把所述的衬管焊到所述的接收管上。所述的方法进一步还包括一个用焊接激光器（１０４）来产生适于完成所述焊接的焊接光束的步骤，所述的激光器位于距所述的接收管有一段距离的光束产生区（１０２）里；放置传输光导纤维（Ｆ）的步骤，以接收所述焊接 光束并将它传送到所送的光学组件上；和旋转落点的步骤，该步骤是通过围绕着所述接收管的轴（Ａ）旋转所述光学组件（３０、３７）的至少一个光反射装置（３７）来进行的，这是为了使所述落点（Ｈ）在所述的待焊衬管上至少运行一圈，以便形成一道焊缝。所述 方法的特征在于所述的光反射装置（３７）的旋转是由一个电机（２）驱动的，该电机处于所述的接收管（Ｔ）的外边、面对着到接收管（Ｔ）的入口，并通过一根管状延伸组件（１９、２０、２３）机械地连接到所述光反射装置上，所述的延伸组件围绕着所述的传输光导纤维（Ｆ）被安排在所述的管内，采用这种方式是为了避免所述的纤维旋转。...

【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：雅克斯格里法通，
申请(专利权)人：法玛通公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]