(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 20212342373 3.0 (22)申请日 2021.12.31 (73)专利权人 西安热工 研究院有限公司 地址 710032 陕西省西安市碑林区兴庆路 136号 专利权人 南京辉锐光电科技有限公司 (72)发明人 杨二娟　刘福广　李勇　刘刚　 王艳松　米紫昊　杨兰　王博　 蔡国双　李岗　韩天鹏　张周博　 (74)专利代理 机构 西安智大知识产权代理事务 所 61215 专利代理师 何会侠 (51)Int.Cl. B23K 26/21(2014.01) B23K 26/70(2014.01)(ESM)同样的发明创造已同日申请发明 专利 (54)实用新型名称 自走式高温气冷堆蒸汽发生器给水端激光 焊接堵管装置 (57)摘要 蒸汽发生器是高温气冷堆核电系统中的关 键设备之一。 管板结构中的传热管长期在高温、 高压及高辐射作用下， 会产生机械或化学损伤， 导致传热管破损从而发生放射性冷却剂外泄事 故， 造成严重的社会、 环境问题和巨大的经济损 失。 因此， 对故障前期 的传热管进行封堵作业至 关重要。 本实用新型针对高温气冷堆蒸汽发生器 给水端的特殊结构， 给出了一种自走式高温气冷 堆蒸汽发生器给水端激光焊接堵管装置。 利用该 装置， 可解决装置的自动行走定位， 减少设备固 定安装时间， 提高给水端堵管作业精度和自动化 程度， 缩短人工在辐照环境下的作业时间。 本实 用新型为高温气冷堆核电站蒸汽发生器给水端 的的激光焊 接堵管提供创新 性解决方案 。 权利要求书2页 说明书7页 附图4页 CN 216780659 U 2022.06.21 CN 216780659 U 1.自走式高温气冷堆蒸汽发生器给水端激光焊接堵管装置， 包括激光头(23)， CCD相机 (17)， 堵头(21)， 其特征在于： 还包括轨道(1)， 限位板(2)， 限位开 关(3)， 轨道电机(4)， 轨道 变速器(5)， 外壳(6)， 升降轴底板(7)， 升降轴滑杆(8)， 升降轴滑块(9)， 升降支撑架(10)， 伸 缩气缸(11)， 旋转轴电机(12)， 旋转轴从动齿轮(13)， 竖直轴底板(14)， 水平轴底板(15)， 水 平轴连接板(16)， 堵头夹(20)， 堵头安装气缸(22)， 激光头连接板(24)， 转接盘(25)， 升降轴 丝杠螺母(26)， 升降轴丝杠(27)， 升降轴电机(28)， 轨道轮从动轴(29)， 轨道轮(30)， 轨道轮 主动轴(31)， 轨道轴底板(32)， 万向轮(33)， 轨道轴承座(34)， 升降轴轴承支撑(35)， 升降轴 变速器(36)， 弹性浮动头(37)， 旋转轴主动齿轮(38)， 竖直轴变速器(39)， 竖直轴电机(40)， 竖直轴滑杆(41)， 竖直轴丝杠(42)， 水平轴变速器(43)， 水平轴电机(44)， 竖直轴滑 块(45)， 竖直轴轴承支撑(46)， 堵头夹支架(47)， 旋转轴轴承(48)， 水平轴滑杆(49)， 水平轴轴承支 承(50)， 水平轴丝杠(51)， 水平轴丝杠螺母(52)， 水平轴滑块(53)， 竖直轴丝杠螺母(54)， 堵 头夹弹簧(5 5)； 所述万向轮(33)固定于轨道轴 底板(32)下， 能由人力推动在轨道(1)区域外移动； 轨道 轮主动轴(31)和轨道轮从动轴(29)通过轨道轴承座(34)分别安装于轨道轴底板(32)前后 两端， 其中轨道轮主动轴(31)通过轨道变速器(5)与轨道电机(4)连接， 能在轨道电机(4)的 带动下旋转， 轨道轮(30)分别固定于轨道轮主动轴(31)和轨道轮从动轴(29)， 将轨道轮主 动轴(31)的旋转运动转化为轨道轴底板(32)的直线运动， 轨道轮(30)与轨道(1)相配合， 确 保轨道轴底板(32)在轨道(1)的导向下沿轨道(1)线性运动， 轨道(1)固定于地面； 限位开关 (3)固定于轨道轴底板(32)前端， 限位板(2)安装于给水端内壁(18)下方轨道(1)处， 限位开 关(3)接触到限位板(2)后轨道电机(4)停止运行； 所述升降轴底板(7)固定于轨道轴底板(32)， 升降轴丝杠(27)通过升降轴轴承支撑 (35)安装于升降轴底板(7)， 升降轴丝杠(27)下端通过升降轴变速器(36)连接升降轴电机 (28)， 并在升降轴电机(28)的带动下旋转， 升降轴丝杠螺母(26)与升降轴丝杠(27)相配合， 将升降轴丝杠(27)的旋转运动转化为升降轴丝杠螺母(26)的直线运动， 升降轴滑杆(8)固 定于升降轴底板(7)， 升降轴滑块(9)与升降轴滑杆(8)相配合， 确保升降轴滑块(9)在升降 轴滑杆(8)的导向下沿直线上 下运动； 所述升降轴丝杠螺母(26)和升降轴滑块(9)安装于升降支撑架(10)上， 升降支撑架 (10)与转接盘(25)相连接， 转接盘(25)沿周向均布3 ‑4组伸缩气缸(11)， 伸缩气缸(11)顶端 连接弹性 浮动头(37)， 弹性 浮动头(37)能在伸缩气缸(1 1)的带动下卡紧给 水端内壁(18)； 所述旋转轴轴承(48)固定于转接盘(25)上， 与旋转轴 从动齿轮(13)相连接， 旋转轴主 动齿轮(38)与旋转轴电机(12)连接， 旋转轴从动齿轮(13)与旋转轴主动齿轮(38)相配合， 能在旋转轴电机(12)的带动下旋转； 所述竖直轴 底板(14)固定于旋转轴从动齿轮(13)上， 竖直轴丝杠(42)通过竖直轴轴承 支撑(46)安装于竖直轴底板(14)， 竖直轴丝杠(42)下端通过竖直轴变速器(39)与竖直轴电 机(40)连接， 并能在竖直轴电机(40)的带动下旋转， 竖直轴丝杠螺母(54)与竖直轴丝杠 (42)相配合， 将竖直轴丝杠(42)的旋转运动转化为竖直轴丝杠螺母(54)的直线运动， 竖直 轴滑杆(41)  固定于竖直轴底板(14)上， 竖直轴滑 块(45)与竖直轴滑杆(41)相配合， 确保竖 直轴滑块(45)在竖直轴滑杆(4 1)的导向下沿直线运动， 竖直轴丝杠 螺母(54)和竖直轴滑 块 (45)安装于水平轴连接 板(16)；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 216780659 U 2所述水平轴丝杠螺母(52)和水平轴 滑块(53)安装于水平轴连接板(16)上， 水平轴丝杠 (51)通过水平轴轴承支承(50)安装于水平轴底板(15)， 水平轴丝杠(51)另一端通过水平轴 变速器(43)与水平轴电机(44)连接， 并能在水平轴电机(44)带动 下旋转， 水平轴 丝杠(51) 与水平轴丝杠 螺母(52)相配合， 将水平轴丝杠(51)的旋转运动转化为水平轴底板(15)的直 线运动， 水平轴滑杆(49)固定于水平轴底板(15)上， 与水平轴滑 块(53)相配合， 确保水平轴 底板(15)在水平轴滑杆(49)的导向下沿直线运动； 所述堵头夹(20)安装于堵头夹支架(47)内， 堵头夹弹簧(55)固定于堵头夹(20)底部， 能将堵头夹(20)内的堵头(21)推至堵头安装气缸(22)处， 由堵头安装气缸(22)顶入传热管 (19)内； 堵头夹支架(47)和激光头(23)通过激光头连接板(24)固定在水平轴底板(15)一 端， 能在旋转轴电机(12)、 竖直轴电机(40)、 水平轴电机(44)的带动下对传热管(19)进行封 堵并焊接； 所述CCD相机(17)安装于竖直轴底板(14)背侧， 所获取的图像结合机器视觉方法用于 判断给水端内壁(18)入口的位置、 需进行封堵传热管(19)的空间位置， 及完成封堵焊接作 业。 2.根据权利要求1所述的自走式高温气冷堆蒸汽发生器给水端激光焊接堵管装置， 其 特征在于： 所述的轨道(1)入口处设有斜坡， 方便将装置通过万向轮(33)推至轨道(1)上， 避 免人力搬抬。 3.根据权利要求1所述的自走式高温气冷堆蒸汽发生器给水端激光焊接堵管装置， 其 特征在于： 所述的升降轴滑杆(8)对称安装于升降轴底板(7)两侧， 提高升降支撑架(10)的 稳固性和精度， 且升降轴底板(7)上设置有加强筋结构。 4.根据权利要求1所述的自走式高温气冷堆蒸汽发生器给水端激光焊接堵管装置， 其 特征在于： 所述的转接盘(25)与升降支撑架(10)通过快拆螺栓连接， 能将装置快速拆分为 上下两部分， 以便通过狭小的过道和空间。 5.根据权利要求1所述的自走式高温气冷堆蒸汽发生器给水端激光焊接堵管装置， 其 特征在于： 所述的竖直轴底板(14)偏离旋转轴从动齿轮(13)的旋转中心安装， 提高激光头 (23)及堵头安装气缸(2 2)对传热 管(19)的覆盖面， 且竖直轴底板(14)上设有加强筋结构。 6.根据权利要求1所述的自走式高温气冷堆蒸汽发生器给水端激光焊接堵管装置， 其 特征在于： 所述的水平轴底板(15)能相对于竖直轴底板(14)水平或竖直运动， 通过轨迹规 划能通过 给水端内壁(18)的入口， 避免与给 水端内壁(18)及 传热管(19)干涉。 7.根据权利要求1所述的自走式高温气冷堆蒸汽发生器给水端激光焊接堵管装置， 其 特征在于： 所述的激光头(23)通过光纤接受外部激光源， 并通过连接外部冷却介质或保护 气体实现降温冷却或焊接保护； 伸缩气缸(11)和堵头安装气缸(22)通过气管连接压力气源 实现所需动作。 8.根据权利要求1所述的自走式高温气冷堆蒸汽发生器给水端激光焊接堵管装置， 其 特征在于： 所述的堵头 夹(20)储 存多枚堵头(21)进行作业， 单次封堵焊接