[發明專利]核電站蒸汽發生器一次側檢修機器人

有效

• 申請號: 200910072832.3
• 申請日: 2009-11-27
• 公開（公告）號: CN101667465A
• 公開（公告）日: 2010-03-10
• 發明（設計）人: 王立權;李林;劉爾靜;穆星科;陳東良;劉賀;王嘉鈺;王剛;吳磊
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G21C17/017
• 分類號: G21C17/017;F17D5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

(一)技術領域

本發明涉及的是一種機器人。具體地說是一種可以為蒸汽發生器傳熱管的渦 流檢查、超聲檢查、堵管、水室表面狀況檢查等作業裝置提供搭載平臺的檢修機 器人。

(二)背景技術

蒸汽發生器是核動力裝置中一、二回路之間的連接樞紐，也是核動力裝置運 行中發生故障最多的設備之一。蒸汽發生器的故障大多是由于復雜的機械振動和 腐蝕誘因致使傳熱管降質，導致傳熱管破裂或管與管板接頭處泄漏。一旦傳熱管 破裂、泄漏故障發生，核電站將被迫停堆處理，造成數以億計的經濟損失和重大 安全隱患，國外已有慘痛的經驗教訓。在蒸汽發生器一次側進行周期性的在役檢 查、評估、預防性檢修是整個核電系統安全、穩定運行的必備要求。由于蒸汽發 生器一次側是輻射最嚴重的區域之一，發生泄漏或定期在役檢修時，維修人員不 能直接進入，必須由機器人代替人工攜帶檢修裝置作業。

目前，國際上在蒸汽發生器一次側使用最多和最有效的在役檢修技術主要有 傳熱管渦流檢查、傳熱管超聲檢查、傳熱管堵管、一次側水室表面電視檢查等， 絕大多數的檢修工作都是遠距離控制機器人完成的。有現場應用經驗的蒸汽發生 器檢修機器人主要有7種：美國zetec公司的SM系列和ZR系列、美國 Westinghouse的ROSA系列和PEGASYS、法國Framatome公司的ROGER和COBRA、 德國Hans?Walischmille公司的TELBOT。正在研發并且至少已有樣機試驗報導 的研究機構包括：韓國核能研究院先進機器人研究室、印度核動力公司、以及哈 爾濱工程大學和核動力運行研究所。

SM系列、ROGER、TELBOT，以及印度、韓國研制的機器人都是基于蒸汽發生 器人孔定位安裝的串聯機械手。這些機械手結構和運動控制相對簡單，如SM系 列、韓國、印度研制的機械手都使用3自由度結構，并且依據負載和精度有大小 不同的型號，使用靈活，工作可靠且有較好的應用基礎。其主要缺點是安裝基座 占據人孔通道，檢修裝備的兼容性較差；進行多項檢修時，如同時要求渦流檢查 和堵管時，必須將機械手完全退出后再行安裝，其工作效率和輻照劑量方面已無 潛力可挖；隨著檢修技術多樣性的發展，其結構上的固有矛盾越顯突出。ZR系 列機械手雖不必占據人孔，但由于結構中的桅桿、導軌尺寸較大，更換檢修裝備 困難，面臨著上述機械手同樣的困境。

COBRA、ROSA系列、以哈爾濱工程大學和核動力運行研究所研制的檢修機器 人采用了兩端作業的串聯機械手結構。檢修機器人安裝后不占用人孔通道，能夠 快速更換檢修裝置，且兼容性良好；但是其代價是增加了機器人自由度數目(≥ 6)、結構和控制的復雜性。面臨的挑戰是：要求更為專業、系統的培訓，更為復 雜的運動避碰算法。更為突出的矛盾是：由于自由度數多，結構復雜導致機械手 關節結構大、重量大，控制電纜多，給現場作業帶來不便，且在不出現新的大功 率密度驅動件的情況下很難有根本的技術突破。

PEGASYS是Westinghouse繼ROSA系列之后于2003年7月份推出的一款新 型檢修機器人，同樣采用了管孔倒立爬行技術，能夠滿足主要檢修技術的操作要 求，是目前最新一種有現場應用經驗的檢修機器人。但是其主要缺點是驅動方式 為氣、液、電綜合驅動，使控制系統的可控性和穩定性大大降低，而且價格過高， 性價比低。

(三)發明內容

本發明的目的在于提供一種結構簡單、性價比更為合理、使用方便、有市場 競爭力的核電站蒸汽發生器一次側檢修機器人。

本發明的目的是這樣實現的：