核电站汽轮机低压转子叶片自动扫查探测头制造技术

本实用新型专利技术提供了一种百万千瓦级核电站汽轮机低压转子叶片自动扫查探测头，用于检测低压转子叶片根部扇形区，其包括与扫查器及远程控制器连接的超声相控阵探头和楔块，所述楔块与超声相控阵探头连接于所述楔块的底部，具有可与低压转子叶片根部扇形区贴合的弧形面。本实用新型专利技术底部设计的弧形面能完全贴合于MARKII型末级叶片叶根的扇形区上，与待检测位置贴合紧密，数据判读精确，实现了不开缸情形下在低压转子原位对末级叶片的检测，开缸、吊缸、轴对中及焊接等辅助工序可以取消，大大减少了检查工期，明显减少了转子拆装次数及设备停运时间，节省了费用，同时还降低了在叶片拆装过程中对叶片的损坏风险，提高了核电站运行的经济性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

核电站汽轮机低压转子叶片自动扫查探测头
本技术涉及百万千瓦级核电站关键
，具体涉及核电站汽轮机低压转子叶片扇形区检测用自动扫查探测头。
技术介绍
核电站是利用核裂变或核聚变反应所释放的能量产生电能的发电厂。为了保护核电站工作人员和核电站周围居民的健康，核电站的设计、建造和运行均采用纵深防御的原贝U，从设备、措施上提供多重保护，以确保核电站对反应堆的输出功率进行有效的控制，且能够在出现各种自然灾害，如地震、海嘯、洪水等，或人为产生的火灾、爆炸等，也能确保对反应堆燃料组件进行充分的冷却，进而保证放射性物质不发生向环境的排放。核电站汽轮机低压转子是核电站常用的转动设备，用于工质能量转换及扭矩传递，处在高温工质中高速旋转，承受着叶片、叶轮、主轴本身质量离心力所引起的巨大应力，以及由于温度分布不均匀引起的热应力，要求低压转子具有很高的强度和均匀的质量，以保证其安全、可靠地工作。但是，核电站汽轮机低压转子长期高速旋转的过程中有可能出现叶片叶根裂纹，影响汽轮机低压转子的安全运行，另外，检修吊装的对中性差，以及运行工况等诸多因素影响容易使汽轮机低压转子产生异常振动，也可能导致汽轮机低压转子叶片叶根损伤，比如出现根部裂纹等，而且，这些根部裂纹会在运行过程中不断扩展，甚至导致叶片断裂，尤其是断裂叶片的碎片游离于高速旋转的低压转子叶片中，会进一步使整个转子叶片受损，破坏性更加严重。现有国内外对汽轮机叶片叶根检测最为广泛和有效的检测方法是超声检测法，通过对叶片叶根进行现场超声检测，采集叶片叶根的缺陷信号判断转子叶片叶根的完好状况，以保证核电站汽轮机安全、可靠运行。目前，核电站的全速机低压转子末级叶片大多采用英国通用电器公司设计的MARKII型叶片纵树型叶根，经过一定年限的运行后，叶片根部容易形成应力疲劳裂纹，且裂纹多发生在末级叶片的第一齿槽，由于MARK II型叶片的设计存在扇形区，并且扇形区同样出现过裂纹，同时考虑到低压缸转子第5级静频性能不太理想，为防止出现高度疲劳裂纹而造成重大事故，故而实施了拆 末叶级叶片防御性检查，MARK II型末级叶片的第一齿槽和扇形区是末级叶片检查的 主要区域。一般地，每次拆装叶片检查需要检修工期8 9天，成为核电站常规换料大修中的关键路径。实践中发现，相控阵超声波原位检查技术可在不揭缸只开人孔的情况下，有效地发现叶根最大应力的第I齿槽的裂纹缺陷。但成套引进ZETEC检查设备和检查工艺不能实现MARKII型叶片叶根的扇形区域自动检查，只能通过手动端面的超声检查，信号只有超声波波束传播时间与信号波幅的显示，无法进行宏观的比较；另夕卜，由于末级叶片的结构复杂，判断和识别是否为结构信号和缺陷信号的难度非常大，这样需要耗费大量的人力和物力，成本较高，也无法完成真正意义的不拆缸的转子原位检查的目标。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种用于核电站低压转子叶片根部扇形区域自动扫查探测头，可实现汽轮机不开缸原位检查。本技术提供的技术方案是:一种核电站汽轮机低压转子叶片自动扫查探测头，用于检测汽轮机低压转子叶片根部扇形区，其包括与扫查器及远程控制器连接的超声相控阵探头和楔块，所述楔块与所述超声相控阵探头连接；于所述楔块的底部，具有可与所述低压转子叶片根部扇形区贴合的弧形面。本技术具体的结构设计中，所述楔块具有可容所述超声相控阵探头头部置入的通腔，所述超声相控阵探头头部位于所述楔块的底部且其头部表面低于所述弧形面的表面。本技术具体的结构设计中，所述弧形面与所述低压转子叶片根部扇形区表面具有相同的曲率半径。进一步地，所述弧形面的长度大于以其曲率半径所做的圆的周长的1/4。本技术具体的结构设计中，所述楔块具有可与所述低压转子叶片表面贴合的支承面。进一步地，所述支承面邻接所述弧形面，且与所述弧形面交接点圆滑过渡。本技术具体的结构设计还包括设于所述楔块上的供水通道，所述供水通道延伸于所述弧形面。进一步地，于所述弧形面上，还开设有至少一与所述供水通道出口连通的供水槽。具体地，所述供水槽沿所述弧形面表面设置。本技术还于所述供水通道入口端设有可外接水泵的管接头，所述管接头设置于所述楔块上平面。本技术提供的可用于低压缸叶片检测的超声相控阵探头，其底部设计的弧形面能完全贴合于MARKII型末级叶片叶根的扇形区上，与待检测位置贴合紧密，数据判读精确，通过驱动控制装置对扫查器和相控阵探头的控制可以实现自动检测，检测过程简洁，检查信号能够准确反应转子末级叶片第一齿槽的运行状态，为转子的可靠性论证提供了较充分的检查数据。本技术实现了不开缸的情形下在低压转子原位对末级叶片的检测，故而开缸、吊缸、轴对中以及焊接等辅助工序可以取消，这将大大减少了检查的工期，明显减少了转子拆装次数及设备停运时间，节省了费用，同时还降低了在叶片拆装过程中对叶片的损坏风险，提高了核电站运行的经济性。本技术将相控阵探头与楔块组合，其结构简单紧凑，灵活性好，操作简单，可广泛应用于各种超声波探头的弧面检测。附图说明图1为本技术结构立体图；图2为本技术结构主视图；图3为本技术结构左视图；图4为本技术结构右视图；图5为本技术结构俯视图；图6为本技术结构仰视图。其中:I —连接头2 —探头21-晶片3 —楔块31 —斜面32 —弧形面33 一支承面34 —上平面 4 一管接头5 —供水槽6—供水通道具体实施方式为了使本技术的目的、原理及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。根据受力分析及目前失效的案例，核电站汽轮机低压转子叶片在运行期间导致的裂纹绝大多数是从第一齿槽受力面的表面向内开裂和扩展，延及扇形区域。根据此特点，本技术提供了一种核电站低压转子叶片自动扫查探测头，用于检测汽轮机低压转子叶片根部扇形区。参见图1-图6，本技术包括与扫查器连接的超声相控阵探头2和楔块3，所述超声相控阵探头2上端具有一安装头I，通过该安装头I可使超声相控阵探头2与扫查器(未图示)固定连接，并通过电缆与扫查器控制系统和远程控制器连接，扫查器和远程控制器则与驱动控制器电连接，便于检测时沿低压转子叶片根部整个扇形区的移动监测及数据的传输。参见图6，所述超声相控阵探头2头部表面具有多个检测用晶片21，可选用压电复合晶片，各晶片12的激励(振幅和延时)均由计算机控制，受激励后广生超声聚焦波束，声束参数如角度、焦距和焦点尺寸等均可通过软件调整。所述超声相控阵探头2下端与所述楔块3连接，使超声相控阵探头2与楔块3组合于一体，这样，通过驱动装置，使扫查器小车在带动扫查器工作的同时，可带动超声相控阵探头2与楔块3同时工作，使超声相控阵探头2沿低压转子末级叶片根部整个扇形区域进行检测。本技术于所述楔块3的底部，加工有一弧形面32，该弧形面32形状与低压转子叶片根部扇形区一致，可与扇形区表面贴合。这样，在扫查器小车沿整个叶片根部检测时，可使楔块3的底部的弧形面32始终贴合于扇形区表面，然后通过远程控制装置控制超声相控阵探头2中每个晶片21的激发时间，从而控制产生波束的角本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种核电站汽轮机低压转子叶片自动扫查探测头，用于检测汽轮机低压转子叶片根部扇形区，其特征在于：包括与扫查器及远程控制器连接的超声相控阵探头和楔块，所述楔块与所述超声相控阵探头连接；于所述楔块的底部，具有与所述低压转子叶片根部扇形区贴合的弧形面。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：范岩成，吴宇坤，王琪，王玉来，李志军，
申请(专利权)人：中国广东核电集团有限公司，大亚湾核电运营管理有限责任公司，北京欧宁航宇检测技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：