用於檢測管式結構的裝置的製作方法
2023-12-10 02:20:01
專利名稱：用於檢測管式結構的裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及熱力工程技術領域，特別涉及用於檢測管式結構的裝置。
背景技術：
為了提高熱力循環系統的效率，主要的做法是提高載熱工質的溫度和壓力。高溫高壓條件下，載熱工質一般都為氣相工質。在此情況下出現了大量的氣-氣換熱器或用氣加熱的蒸汽發生器。由於氣相介質的傳熱係數沒有液相介質的傳熱係數大，使得換熱管的長度變得更長，需採用緊湊型的換熱器。同時考慮到換熱管在高溫下的熱膨脹問題，以及蒸汽發生器水/蒸汽側避免出現汽-液兩相流不穩定流動所要求的最小臨界流量等問題，通常情況下這種換熱器或蒸汽發生器均採用螺旋管式結構。為了避免螺旋管換熱管和蒸汽發生器在服役過程中，發生洩露甚至是爆管等嚴重事故，需要對換熱器或蒸汽發生器進行在役檢查，提前發現可能發生事故的換熱管，並將其堵塞或更換，進而提高螺旋管式換熱器或蒸汽發生器運行的可靠性，並減小相應的經濟損失。由於螺旋管式換熱器或蒸汽發生器的換熱管較長，在役檢查的可達性差，目前國際上還沒有成熟的專門針對螺旋管式換熱器或蒸汽發生器的在役檢查設備。正是在此種情況下，本發明提供了一種可用於螺旋管式換熱器或蒸汽發生器的檢查設備。
發明內容
(一)要解決的技術問題本發明要解決的技術問題是由於螺旋管式換熱器或蒸汽發生器可達性差，現有的在役檢查設備無法進行在役檢查的問題。(二)技術方案為了解決上述問題，本發明提供了一種用於檢測管式結構的裝置，包括可更換的檢查探頭，用於對管式結構進行檢查，所述檢查包括體積檢查和表面檢查；電纜，與所述可更換的檢查探頭相連，用於將所述可更換的檢查探頭檢測得到的信號傳輸到控制系統；電纜送入和抽出裝置，用於控制所述電纜送入和抽出的速度，以及對所述管式結構中存在的缺陷進行軸向定位；水力驅動裝置，用於在所述管式結構內產生水流以驅動所述電纜；控制系統，用於控制所述電纜送入和抽出裝置和所述水力驅動裝置，以及對來自電纜的檢測信號進行處理。優選地，還包括電纜儲存設備，用於以纏繞的方式儲存所述電纜。優選地，還包括防旋轉設備，用於防止電纜在送入或抽出時出現反向旋轉，以及使電纜在電纜儲存設備中規則纏繞，防止電纜出現滑圈。優選地，還包括連接部件，與所述管式結構相連，以便將所述可更換的檢查探頭送入所述管式結構。優選地，還包括水箱，設置在所述管式結構的出口端，用於收集從所述管式結構流出的低壓水，以及給所述水力驅動裝置供水。優選地，所述可更換的檢查探頭是可彎曲的。優選地，所述可更換的檢查探頭與所述管式結構的管壁之間最大的間隙不超過所述管式結構名義內徑的10%。優選地，所述電纜的抗拉強度不小於500N。優選地，在所述電纜外側相隔一定距離處加裝塑料球。優選地，所述塑料球的直徑不小於所述管式結構名義內徑的70%。(三)有益效果本發明採用水力驅動的方法，解決了螺旋管式換熱器或蒸汽發生器在役檢查的可達性難題，以實現螺旋管式換熱器或蒸汽發生器的體積以及表面檢查(目視檢查)。
下面參照附圖並結合實例來進一步描述本發明。其中圖I為根據本發明實施例的檢測管式結構的裝置的結構示意圖。圖2為根據本發明實施例的檢測管式結構的裝置中電纜的示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用於說明本發明，但不用來限制本發明的範圍。如圖I所示，本發明實施例描述的用於檢測管式結構的裝置包括可更換的檢查探頭I、電纜2、電纜送入和抽出裝置3、電纜的儲存設備4、防旋轉設備5、水力驅動裝置6、控制系統7、連接部件8、螺旋換熱管束9、水箱10、耐壓水管11、塑料球12。其中，可更換的檢查探頭1，用於進行換熱管束的檢查，包括進行體積檢查和表面檢查。檢查探頭I是可更換的，既可以安裝可視化探頭、也可以安裝超聲探頭和渦流探頭，進行換熱管束的表面與體積檢查。如果選用超聲探頭，探頭應是相控陣換能器，以提高檢查的速度。此外，也可以安裝刷子等其他的部件，用於去除換熱管內壁的結垢。為了確保檢查信號可靠性，探頭與管壁之間間隙應儘可能的小，其最大的間隙應不超過換熱管束名義內徑的10%。為了保證探頭能夠順利的通過整個螺旋管束，整個探頭是可彎曲的，即在探頭中不同的零部件間加裝易彎曲段，以增加整個探頭的可彎性。電纜2，將測量得到的信號傳輸到信號的採集與處理系統。電纜2應由足夠的抗拉強度，一般要求不小於500N，以防在電纜的送入和抽出的過程中拉斷。為了便於電纜送入，可以在電纜外側相距一定的距離處加裝塑料球12，降低電纜與換熱管壁之間的摩擦力，同時增大對水流的阻尼係數。所加裝的塑料球的直徑以及塑料球之間的間距選擇應結合實際檢查管束的名義直徑、橫截面的橢圓度、最小螺旋半徑等因素綜合考慮。塑料球的直徑應不小於換熱管束名義內徑尺寸的70%。所加裝的塑料球應該與換熱管束管壁之間有較小的摩擦係數，且電纜和塑料球在檢查過程中不能汙染換熱管束。塑料球與電纜之間要求固定死，以防在電纜送入和抽出的過程中發生塑料球與電纜間的滑動。電纜送入和抽出裝置3，控制電纜送入和抽出的速度，同時對缺陷進行軸向的定位。電纜送入和抽出裝置3應能準確地確定電纜送入到螺旋管中的長度，以便對檢查中發現的缺陷定位。電纜送入和抽出裝置3除了保證電纜的送入或抽出速度可控外，還應該保證電纜勻速地送入和抽出。電纜的儲存設備4，採用纏繞的方式儲存電纜。防旋轉設備5，防止在電纜的送入或抽出時出現反向的旋轉，並確保電纜在儲存設備中規則的纏繞，防止出現電纜的滑圈。水力驅動裝置6，在換熱管內產生水流以驅動電纜，其主要的參數(如壓力和流速)是可以測量和控制的。控制系統7，作用是接受變送器的信號，保證不同操作部件間的同步性，實現檢查數據的獲取、處理、以及警報等功能。連接部件8，將檢查設備與換熱器或蒸汽發生器換熱管連接在一起，以便將檢查探頭送入換熱管。螺旋換熱管束9，為換熱器或蒸汽發生器的主要部件，起隔離兩側載熱介質，並承受兩側換熱介質壓差，同時傳遞熱量的作用，在檢查時須與連接部件8以及水箱10連接起來，以便電纜2和檢查探頭I能夠在水壓的驅動下在螺旋管束中移動，並對螺旋管束進行檢查。水箱10，設置在螺旋換熱管束9的出口端，用於收集從換熱管流出的低壓水(大氣壓)，同時給水力驅動裝置供水，以實現水的循環流動，水箱的水壓須低於水力驅動裝置的壓頭，其壓差用於驅動電纜在螺旋管中的移動。耐壓水管11，將水力驅動裝置6和水箱10連接起來，與水力驅動裝置、換熱管、連接部件和水箱等一起建立環路，以實現水的循環流動，為水力驅動裝置6供水。利用本設備對螺旋管式換熱器或蒸汽發生器的換熱管進行在役檢查時，首先需保證換熱器或蒸汽發生器處於停止工作狀態，即換熱器或蒸汽發生器為常溫常壓狀態。然後打開換熱器或蒸汽發生器的聯箱法蘭或者封頭法蘭，以便換熱管9的兩端暴露。利用水管11將換熱管9的一端與水箱10連接起來。對於有的換熱器或蒸汽發生器在換熱管9的入口安裝了節流組件，由於節流組件的孔徑很小，檢查檢查探頭I不能通過，此時需將安裝節流組件的端頭與水箱10連接起來。通過耐壓水管11將水箱與水力驅動裝置6連接起來。並通過控制系統7，實現對水力驅動裝置6壓力的控制。控制系統7同時對電纜的送入和抽出裝置3進行控制，以控制電纜2的送入和抽出的速度，同時對缺陷進行軸向的定位。控制系統7同時對電纜2導出的檢測信息進行採集、存儲、處理，保證不同操作部件間的同步性，並當系統出現問題時能夠及時的進行報警等。電纜2，主要的作用是提供檢查用的電源以及傳輸信號。電纜2通過電纜的儲存設備4採用纏繞的方式存放。為了保證電纜2在儲存設備4中規則的纏繞，設置了防旋轉設備5。防旋轉設備5可以防止電纜2在送入或抽出時出現反向的旋轉，防止出現電纜2的滑圈。在進行檢查時，電纜2端部需要安裝可更換的檢查探頭1，以實現對螺旋式換熱管的體積檢查和表面檢查(目視檢查)。電纜2通過管道
11(在管道的內部移動)和連接部件8，進入到換熱器或蒸汽發生器換熱管9。其中連接部件8用於實現管道11與換熱管的聯通和密封。本發明實施例中描述的檢測裝置是用於檢測螺旋管式換熱器或蒸汽發生器的檢查設備，但本發明不限於此，該檢測裝置可以用於檢測各種管式結構。本發明的描述是為了示例和描述起見而給出的，而並不是無遺漏的或者將本發明限於所公開的形式。很多修改和變化對於本領域的普通技術人員而言是顯然的。選擇和描述實施例是為了更好說明本發明的原理和實際應用，並且使本領域的普通技術人員能夠理
解本發明從而設計適於特定用途的帶有各種修改的各種實施例。
權利要求
1.一種用於檢測管式結構的裝置，其特徵在於，包括 可更換的檢查探頭，用於對管式結構進行檢查，所述檢查包括體積檢查和表面檢查； 電纜，與所述可更換的檢查探頭相連，用於將所述可更換的檢查探頭檢測得到的信號傳輸到控制系統； 電纜送入和抽出裝置，用於控制所述電纜送入和抽出的速度，以及對所述管式結構中存在的缺陷進行軸向定位； 水力驅動裝置，用於在所述管式結構內產生水流以驅動所述電纜； 控制系統，用於控制所述電纜送入和抽出裝置和所述水力驅動裝置，以及對來自電纜的檢測信號進行處理。
2.如權利要求I所述的用於檢測管式結構的裝置，其特徵在於，還包括 電纜儲存設備，用於以纏繞的方式儲存所述電纜。
3.如權利要求2所述的用於檢測管式結構的裝置，其特徵在於，還包括 防旋轉設備，用於防止電纜在送入或抽出時出現反向旋轉，以及使電纜在電纜儲存設備中規則纏繞，防止電纜出現滑圈。
4.如權利要求I所述的用於檢測管式結構的裝置，其特徵在於，還包括 連接部件，與所述管式結構相連，以便將所述可更換的檢查探頭送入所述管式結構。
5.如權利要求I所述的用於檢測管式結構的裝置，其特徵在於，還包括 水箱，設置在所述管式結構的出口端，用於收集從所述管式結構流出的低壓水，以及給所述水力驅動裝置供水。
6.如權利要求I飛之一所述的用於檢測管式結構的裝置，其特徵在於，所述可更換的檢查探頭是可彎曲的。
7.如權利要求I飛之一所述的用於檢測管式結構的裝置，其特徵在於，所述可更換的檢查探頭與所述管式結構的管壁之間最大的間隙不超過所述管式結構名義內徑的10%。
8.如權利要求I飛之一所述的用於檢測管式結構的裝置，其特徵在於，所述電纜的抗拉強度不小於500N。
9.如權利要求I飛之一所述的用於檢測管式結構的裝置，其特徵在於，在所述電纜外側相隔一定距離處加裝塑料球。
10.如權利要求9所述的用於檢測管式結構的裝置，其特徵在於，所述塑料球的直徑不小於所述管式結構名義內徑的70%。
全文摘要
本發明提供了一種用於檢測管式結構的裝置，包括可更換的檢查探頭，用於對管式結構進行檢查，所述檢查包括體積檢查和表面檢查；電纜，與所述可更換的檢查探頭相連，用於將所述可更換的檢查探頭檢測得到的信號傳輸到控制系統；電纜送入和抽出裝置，用於控制所述電纜送入和抽出的速度，以及對所述管式結構中存在的缺陷進行軸向定位；水力驅動裝置，用於在所述管式結構內產生水流以驅動所述電纜；控制系統，用於控制所述電纜送入和抽出裝置和所述水力驅動裝置，以及對來自電纜的檢測信號進行處理。本發明採用水力驅動的方法，解決螺旋管式換熱器或蒸汽發生器的可達性難題，以實現螺旋管式換熱器或蒸汽發生器的體積以及表面檢查。
文檔編號G01N27/90GK102818845SQ20121026288
公開日2012年12月12日 申請日期2012年7月26日 優先權日2012年7月26日
發明者雒曉衛, 李曉偉, 吳馨莘, 何樹延 申請人:清華大學