60、核反应堆热电偶组件更换机器人系统与灵巧机械抓手设计

核反应堆热电偶组件更换机器人系统与灵巧机械抓手设计

核反应堆热电偶组件更换机器人系统

在核反应堆的运行中，热电偶组件起着至关重要的作用。它主要用于测量反应堆堆芯冷却剂的出口温度，还能计算堆芯内部的平均温度、最高温度以及区域温度的最大插值，对核电站的稳定安全运行意义重大。

现有研究与问题提出

目前，已有一些用于核反应堆内部操作的机器人系统。例如，MT200Tao主从操作机械手系统主要用于大中型热室的内部操作，主臂和从臂均有7个自由度；韩国电力研究院开发了配备辐射防护相机和四个推进器的水下机器人，用于检查核反应堆内部设施；北京理工大学研发的探测器组件回收机器人基于视觉服务完成了探测器组件的提取、卷绕、切割和回收等操作。然而，针对核反应堆中热电偶组件更换的机器人系统研究却十分稀少。

为解决这一问题，研究人员提出了一种新型的主从机器人系统，用于完成热电偶组件的更换任务。

方案设计

• 环境分析 ：在核动力反应堆中，需要4个热电偶柱，它们均匀分布在圆周上，位于反应堆压力容器的顶部。RIC系统通过40个热电偶测量堆芯内的温度和其他信息。热电偶线采用外径为7.8mm的不锈钢空心管螺纹连接，每个热电偶柱穿入13根导管，预留2根空管备用。两个热电偶管通过Swagelok接头连接，该接头为内径16mm的六角螺栓。为防止接头松动，管接头采用TIG焊接与防松结构焊接，三个焊接点均匀分布在圆周上（3/120）。当热电偶柱损坏时，必须先拆除连接部分（即热电偶组件），才能拆除热电偶柱。
• 需求分析 ：热电偶组件在反应堆堆芯中损坏的情况频