具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本发明的限定。

另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分。

在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。

实施例一

一种一体化反应堆压力容器超声波相控阵检查系统，包括内壁检查系统和外壁检查系统。

内壁检查系统固定在压力容器的入口处，且内壁检查系统设置在压力容器内部。

其中内壁检查系统包括机械系统、控制系统、视频监控系统、软件系统以及其它的辅助系统，本实施例中均未对控制系统、视频监控系统、软件系统以及其它辅助系统加以说明，本领域技术人员可以根据其所知晓的知识实现对内壁检查系统的控制。

内壁检查系统能够从反应堆压力容器内部对筒体环焊接、法兰面、底封头及管嘴焊缝等部位实施超声检查。

外壁检查系统固定在压力容器的侧壁外侧面；

其中外壁检查系统还包括机械系统、控制系统、软件系统、软件系统及其它辅助系统，同理，本实施例并未对控制系统进行详细的说明，本领域技术人员能够根据现有的技术对其进行控制。

外壁检查系统能够从能够从反应堆压力容器外部对筒体环焊缝实施超声检查。

下面，对内壁检查系统的机械系统进行说明，机械系统通过控制系统驱动，实现在压力容器内部进行检查的功能，本实施例中的内壁检查系统包括内壁固定组件20、主立柱1、多自由度组件和内壁检查组件。

内壁固定组件20与压力容器的入口法兰连接，其功能是将内壁检查组件固定在压力容器内部，并对整个内壁检查组件提供支撑力。

主立柱1上端与内壁固定组件20固定连接，其下端设置在压力容器内；

主立柱1竖直设置，主立柱1为伸缩杆结构，主立柱1的固定端通过内壁固定组件20与压力容器固定连接，主立柱1的伸缩端与多自由度组件固定连接，其作用是将内壁检查组件深入至压力容器内部，且本实施例中的主立柱1采用5层嵌套结构，最大行程不低于10m。

多自由度组件与主立柱1的下端固定连接，内壁检查组件与多自由度组件的自由端连接，多自由度组件包括9个自由度，其主要功能是实现内壁检查组件的各个自由度的运动，实现对压力容器内侧面各个位置的超声检测。

下面，对外壁检查系统的机械系统进行说明，机械系统通过控制系统驱动，实现在压力容器外部进行检查的功能，本实施例中的外壁检查系统包括外壁固定组件、周向运动组件和外壁检查组件。

外壁固定组件与压力容器的侧壁外侧面连接；其功能是将外壁检查组件固定在压力容器的外壁，并对整个外壁检查组件进行位置固定。

周向运动组件水平设置在压力容器的外侧，且与外壁固定组件固定连接，外壁检查组件与周向运动组件的运动端连接，通过周向运动组件带动外壁检查组件在压力容器的外侧面周向运动，实现对焊缝的检查。

实施例二

本实施例提供一种具体的内壁固定组件20的结构，其包括支撑腿对接面板21、支撑腿主梁22、支撑腿辅梁23、定位杆和圆柱支撑靴24。

多个支撑腿对接面板21的内侧面与主立柱1的外侧面固定连接。

支撑腿主梁22的上端与支撑腿对接面板21的外侧面固定连接，支撑腿辅梁23的上端与支撑腿主梁22的下端固定连接，支撑腿辅梁23竖直设置，支撑腿主梁22的中轴线与主立柱1的中轴线呈锐角夹角。

支撑腿主梁22和支撑腿辅梁23构成折杆结构，便于与压力容器的入口法兰连接。

定位杆的下端安装在压力容器的入口法兰的法兰孔内，在进行内壁固定组件20的安装前，先将定位杆安装在压力容器入口法兰的法兰孔内，且定位杆的数量与支撑腿的数量相等。

本实施例中的圆柱支撑靴24水平设置，且圆柱支撑靴24包括固定段和定位段。

固定段与支撑腿辅梁23的下端连接，定位段内部设置有与定位杆同轴的通孔，定位段套装在定位杆上。

即圆柱支撑靴24为板状结构，通过将圆柱支撑靴24的定位段套装在定位杆上，实现对支撑腿的位置的固定。

支撑腿辅梁23的下端通过螺栓与圆柱支撑靴24的固定段可转动连接，圆柱支撑靴24的定位段可沿支撑腿辅梁23的中轴线转动。

如果圆柱支撑靴24与支撑腿辅梁23固定连接，则其适用性会降低，即只能够安装在固定大小的入口法兰上，本实施例中将圆柱支撑靴24与支撑腿辅梁23可转动连接，则可以通过改变圆柱支撑靴24与支撑腿辅梁23的夹角，来改变圆柱支撑靴24的通孔与主立柱1的中轴线之间的距离，从而可以使其能够适应不同尺寸的入口法兰。

另外的，支撑腿还可以采用圆形、长靴型以及短靴型设计，能适应不同直径法兰面的不同直径螺纹孔上的安装和固定，靴型支撑腿采用让位设计以避开一体化反应堆法兰面上的凸台

实施例三

本实施例针对实施例二的一种优化，实施例二中的支撑腿的数量为4个，因此在对原著支撑靴与定位杆进行套装时，可能出现对中不准确的情况，本实施例提供一种对中装置。

为了实现对中，本实施例中的圆柱支撑靴24的通孔的直径大于定位杆的直径；

圆柱支撑靴24还包括多个同步运动的对中伸缩气缸，对中伸缩气缸的固定端与圆柱支撑靴24固定连接，对中伸缩气缸的伸缩端位于通孔内，且对中伸缩气缸的伸缩端的伸缩方向与通孔的直径重合。

通过设置多个对中伸缩气缸，在将圆柱支撑靴24套装在定位杆上后，通过控制系统控制对中伸缩气缸同步伸缩，从而实现将定位杆的中轴线移动至与通孔的中轴线重合的位置，实现了对中操作。

实施例四

为了对压力容器中的各个位置均能够进行超声检测，本实施例提供的多自由度组件具备9个自由度，其包括1个主立柱1提供的上下直线运动轴、1个主臂旋转盘2提供的周向旋转运动轴、3个伸缩臂(第一伸缩臂3、第二伸缩臂4和第三伸缩臂8)的伸缩直线运动轴、3个旋转盘(第一旋转盘5、第二旋转盘6、第三旋转盘9)的绕自身轴线旋转运动轴、1个摆动连接杆7的摆动运动轴。

下面对多自由度组件的具体结构加以说明，本实施例中的多自由度组件包括主臂旋转盘2、第一伸缩臂3、第二伸缩臂4、第三伸缩臂8、第一旋转盘5、第二旋转盘6、第三旋转盘9和摆动连接杆7。

主臂旋转盘2的固定端与主立柱1的伸缩端固定连接，主臂旋转盘2的中轴线与主立柱1的中轴线重合，其提供周向运动轴。

第一伸缩臂3水平设置，且第一伸缩臂3的固定端与主臂旋转盘2的旋转端固定连接，其提供第一伸缩臂3方向上的水平运动轴。

第一旋转盘5的固定端与第一伸缩臂3的伸缩端固定连接，第一旋转盘5的中轴线与第一伸缩臂3的中轴线垂直；其提供第一旋转盘5的绕自身轴线旋转运动轴。

第二伸缩臂4水平设置，且第二伸缩臂4的固定端与主臂旋转盘2的旋转端固定连接，其提供第二伸缩臂4方向上的水平运动轴。

第二旋转盘6的固定端与第二伸缩臂4的伸缩端固定连接，第二旋转盘6的中轴线与第二伸缩臂4的中轴线重合，其提供第二旋转盘6的绕自身轴线旋转运动轴。

摆动连接杆7的固定端与第二伸缩臂4的伸缩端固定连接，其提供摆动运动轴。

第三伸缩臂8的固定端与摆动连接杆7的摆动端固定连接，其提供第三伸缩臂8方向上的伸缩运动轴。

第三旋转盘9的固定端与第三伸缩臂8的伸缩端固定连接，第三旋转盘9的中轴线与第三伸缩臂8的中轴线重合，其提供第三旋转盘9的绕自身轴线旋转运动轴。

本实施例中的第一伸缩臂3、第二伸缩臂4和第三伸缩臂8均采用三层嵌套式结构设计，可以实现沿水平方向等速等距的伸缩，伸缩半径能满足在内径为Φ1900mm～Φ3400m范围内压力容器的在役检查，其可以为气动伸缩也可以为电机带动伸缩，本领域技术能够根据现有技术选择可以实现伸缩功能的伸缩臂。

本实施例中的第一旋转盘5、第二旋转盘6和第三旋转盘9可以为电动转台，其目的是能够实现固定端和旋转端的相对转动，本领域技术人员可以根据现有技术进行选用。

本实施例中的摆动连接杆7能够实现第三伸缩臂8的中轴线与主立柱1的中轴线之间的角度改变，通过控制摆动连接杆7可以使第三伸缩臂8沿主立柱1的下端转动，从而能够对压力容器的底部的各个位置进行焊缝检测。

提供一个摆动连接杆7的具体结构，本实施例中的摆动连接杆7包括：

固定框架，其与主立柱1的下端固定连接。

电机，其与固定框架固定连接。

主动轴，其与电机的转矩输出轴平行设置，且与固定框架可转动连接，电机的转矩输出轴通过皮带与主动轴动力连接，主动轴的外侧面设置第一螺纹。

从动轴，其与电机的转矩输出轴垂直设置，从动轴的外侧面设置有与第一螺纹适配的第二螺纹，主动轴和从动轴的第一端螺纹啮合。

摆动轮，其与固定框架可转动连接，且摆动轮的中轴线与电机的转矩输出轴平行设置，摆动轮的外侧面设置有与第二螺纹适配的第三螺纹，从动轴的第二端与摆动轮的外侧面螺纹啮合。

连接杆，其沿摆动轮的半径方向设置，且连接杆的第一端与摆动轮固定连接，连接杆的第二端与第三伸缩臂8固定连接。

因此，本实施例中，通过电机带动主动轴转动，主动轴通过从动轴将动力传递至摆动轮，从而驱动摆动轮转动，通过摆动轮的转动可以改变连接杆的角度，从而可以实现第三伸缩臂8的摆动。

实施例五

因为需要对压力容器的内侧壁进行检测，本实施例中的内壁检查组件包括多个内部超声探头10，多个内部超声探头10分别与第一旋转盘5的旋转端、第二旋转盘6的旋转端、第三旋转盘9的旋转端固定连接。

与第一旋转盘5连接的内部超声探头10的探测方向与第一旋转盘5的中轴线平行，与第二旋转盘6连接的内部超声探头10的探测方向与第二旋转盘6的中轴线平行，与第三旋转盘9连接的内部超声探头10的探测方向与第三旋转盘9的中轴线平行，且多个内部超声探头10的探测方向均朝向压力容器的内侧壁。

内部超声探头10具备对压力容器从内部实施自动超声检查的能力，具备常规超声、相控阵超声检查技术能力，能对材料为508III钢(有不锈钢堆焊层)及奥氏体不锈钢焊缝实施检查。

本领域技术人员可根据需求对内部超声探头10进行选用，而内部超声探头10采用现有的技术。

实施例六

本实施例对外壁固定组件的结构加以说明，本实施例中的外壁固定组件包括第一竖杆41、第二竖杆42和固定吸盘43。

第一竖杆41竖直设置在压力容器的外侧，第二竖杆42与第一竖杆41平行，且竖直设置在压力容器的外侧，周向运动组件水平设置，且周向运动组件的两端分别与第一竖杆41的下端和第二竖杆42的下端固定连接。

第一竖杆41、第二竖杆42和周向运动组件构成U型结构，其固定在压力容器的外侧面，并通过采用周向运动和轴向运动协调运动的方式，通过控制系统的控制，使外壁检查组件采用栅格扫查方式实现对筒体外壁环焊缝的检查。

外壁检查系统轴向定位精度：±3mm；外壁子系统周向定位精度：±1.5mm，周向扫查速度：0～80mm/s；轴向定位精度：±1.5mm，轴向扫查速度0～80mm/s。

多个固定吸盘43吸附在压力容器的外侧壁，且与第一竖杆41和第二竖杆42固定连接；

通过固定吸盘43将第一竖杆41和第二竖杆42与压力容器的外侧壁固定，本实施例中的固定吸盘43可以为真空吸盘，即通过大气压力来实现与压力容器的固定。

也可以为磁性系统，即通过控制电磁铁的通断电，实现将固定吸盘43通过磁力吸附在压力容器的外侧壁的目的。

具体的固定方式可以根据本领域技术人员的常识进行选用。

实施例七

本实施例对周向运动和轴向运动的实现提供具体的结构，进行周向运动通过周向运动组件来实现，周向运动组件包括包括弧形导轨44和运动模块45。

弧形导轨44的两端分别与第一竖杆41的下端和第二竖杆42的下端固定连接，弧形导轨44的中心线与压力容器的中轴线重合；运动模块45设置在弧形导轨44上，并可沿弧形导轨44水平滑动。

运动模块45包括壳体、齿条结构、电机、减速机等，将壳体固定在弧形导轨44上，并使其可以沿弧形导轨44左右移动，在弧形导杆上设置齿条，并在电机的转矩输出轴上安装一个与齿条结构啮合的齿轮，通过电机带动齿轮转动，并通过齿轮与齿条的啮合来改变运动模块45在弧形导轨44上的位置。

进行轴向运动通过外壁检查组件来实现，外壁检查组件包括包括第四伸缩臂46和外部超声探头47。

第四伸缩臂46竖直设置，且第四伸缩臂46的固定端与运动模块45固定连接，外部超声探头47与第四伸缩臂46的伸缩端固定连接，外部超声探头47的探测方向垂直压力容器且向内设置。

第四伸缩臂46的结构与第一伸缩臂3、第二伸缩臂4、第三伸缩臂8的结构相似，即可以通过外部控制系统来控制第四伸缩臂46的长度，从而实现外部超声探头47在轴向上的位置改变。

外部超声探头47具备对压力容器从外部实施自动超声检查的能力，具备常规超声、相控阵超声检查技术能力，能对材料为508III钢(有不锈钢堆焊层)及奥氏体不锈钢焊缝实施检查。

本领域技术人员可根据需求对外部超声探头47进行选用，而外部超声探头47采用现有的技术。

实施例八

本实施例提供一种具体的使用方法。

1、内壁检查

从运输容器内取出并将内壁检查系统组装完成，检查各个部件连接完好，检查是否有螺栓松动或脱落；

连接控制及数据传输电缆；

利用环吊将设备本体安装在压力容器的入口法兰并利用定位杆定位；

开启控制系统和数据采集系统，进入控制软件界面和数据采集软件界面，设置运动参数和检查参数；

内壁检查系统按照压力容器的内部直径，在规定部位展开主立柱1、第一伸缩臂3、第二伸缩臂4、第三伸缩臂8；

控制内部超声探头10按照预置的规划路径对指定部位实施扫查并采集扫查数据；

检查完成后内部超声探头10归位，主立柱1、第一伸缩臂3、第二伸缩臂4、第三伸缩臂8收缩；

拆除定位杆，利用环吊将其吊出并清洗；

将内壁检查系统进行拆卸后装入运输存储容器内。

2、外壁检查

首先将外壁检查系统组装完成，检查外壁检查系统的各个部件连接完好，检查是否有螺栓松动或脱落；

连接控制及数据传输电缆及耦合剂供给系统；

外壁检查系统安装完成后，操作周向运动组件走到右侧限位位置，标记为零点，并按激光标记线的位置进行划线标记，作为下一次安装采集区域的起始位置。

外壁检查系统安装完成后就可以开始编辑采集计划，开始进行超声扫查。

当该检查区域完成检查后，将外壁检查系统通过控制系统调整周向运动组件运动到左限位。

在进行下一次安装时，安装位置应保持周向运动组件的左限位位置可以覆盖上一次的标记线，以保证超声扫查的覆盖面能在每个扫查区域都有重复区域。

每个区域检查均重复上述步骤。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本发明，而并非是对本发明的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述发明的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本发明的范围内。