[发明专利]探头、测位和测速组件及其构成的控制棒检测装置/方法

说明书

本发明提供一种探头、测位和测速组件及其构成的控制棒检测装置/方法，还包括支撑架、以及控制组件，若干个所述探头组件设置在支撑架内部；所述探头组件包括探头保持架、涡流探头、若干个探头固定块、以及若干个超声探头，若干个所述探头固定块均匀设置在探头保持架的外周上，所述涡流探头设置在探头保持架的内部，所述超声探头紧固连接在探头固定块中，若干个所述超声探头所在位置的探头保持架上开设有通孔。本发明将涡流探头、超声探头同时设置在探头组件中，同时进行超声和涡流检测，避免了采用旋转探头超声与涡流分开布置，提高了检测效率，解决了超声和涡流不能同时对同一根控制棒进行检测的技术问题。

技术领域

本发明涉及压水核电站控制棒组件在役检测设备技术领域，特别是涉及控制棒检测中的探头、测位和测速组件及其构成的控制棒检测装置/方法。

背景技术

核电站反应堆控制棒束组件(Rod Cluster Control Assembly，简称RCCA)是控制核反应堆功率的重要装置。如图1、图2所示，每组控制棒组件包含一个星形架6、24根小棒(即控制棒5)、以及其他它零部件组成，其中控制棒5由不锈钢包壳、上下端塞及内部吸收体组成。在正常服役过程中，由于控制棒5长期处于高温、高放射性、往复机械运动、水致振动等工况中，控制棒5会发生磨损、肿胀和裂纹等缺陷。其中磨损主要是由于控制棒5在导向机构中进行插拔运动时，控制棒5棒身与星形导向板之间产生接触摩擦导致控制棒5棒身磨损；同时机组正常运行时，由于受水流冲击影响，控制棒5会频繁与星形导向板相碰撞，从而产生微震磨损；肿胀缺陷则主要是由于控制棒5内的吸收体经过长期辐照会发生体积膨胀，最终导致控制棒5外包壳肿胀。裂纹缺陷主要是由于肿胀引起的应力增加超过包壳材料的强度极限导致破裂。

为了保证核电站的安全运行，需对控制棒束组件进行定期检查，评测磨损速度和肿胀的趋势，以便及时安排更换可能影响反应堆下一循环正常运行的控制棒束组件。

目前针对核电站反应堆控制棒束组件的检测主要采用超声、涡流探头对控制棒进行检查，其中，超声主要用于生成控制棒外轮廓，从而检测磨损和肿胀缺陷，涡流主要检测裂纹缺陷。

国内现有的检测技术与装置中的超声均采用旋转探头。该种技术需要增加远程控制系统操作电机驱动齿轮带动超声探头旋转，从而实现对控制棒的检测，但现有的旋转探头设备存在下述几个缺陷：

1、现有技术旋转探头中超声探头的扫查轨迹为螺旋线，为了保证对控制棒外表面检查的全覆盖，控制棒提升或降落的速度会受限，检测效率不高。

2、现有技术超声探头和涡流探头分开布置，不能同时对控制棒进行检查与分析。

3、控制棒组件在乏燃料水池中进行检测时，超声探头检测的控制棒轮廓受到超声波在水中传播速度的影响，现有技术中超声波在水中传播速度检测装置的距离较远，检测到的声速传播误差大；超声探头探查到的控制棒轮廓的精度较低。

4、除此之外，现有装置机械结构复杂，加工与装配要求较高，成本较高。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种探头、测位和测速组件及其构成的控制棒检测装置/方法，用于解决现有技术中控制棒组件检测装置检测效率低下、机械结构复杂、超声和涡流不能同时对同一根控制棒进行检测的问题，以及缺陷位置显示不够精准、超声检测控制棒外轮廓精度低的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种探头组件，所述探头组件包括探头保持架、涡流探头、若干个探头固定块、以及若干个超声探头，若干个所述探头固定块均匀设置在探头保持架的外周上，所述涡流探头设置在探头保持架的内部，所述超声探头紧固连接在探头固定块中，若干个所述超声探头所在位置的探头保持架上开设有通孔。