专利名称：一种用于小直径深孔变径处尺寸的检验规及检验方法
技术领域：
本发明涉及一种用于小直径深孔变径处尺寸的检验规及检验方法，尤其涉及压水型核反应堆堆内构件的上支承柱组件端塞的内孔变径处尺寸的检验。
背景技术：
在压水型核反应堆堆内构件结构设计中，采用了上支承柱组件为测量堆芯出口温度的热电偶提供导向和支承定位，其中上支承柱组件的端塞设计有小直径变径深孔为热电偶提供支承定位，热电偶正常安装时应穿出端塞，其端部与端塞的变径部位配合定位。在国内的秦山二期扩建工程的反应堆安装期间，在安装热电偶时，发生了多根热电偶卡在上支承柱组件端塞的变径部位，不能穿出端塞的不符合项，使安装单位不得不拆 卸并更换热电偶无法穿出的上支承柱组件，这既导致了经济损失，又严重影响了反应堆的安装进度。通常堆内构件制造厂采用特制的成形刀来加工端塞的小直径深孔变径段，加工尺寸通过刀具的设计和具体加工工艺保证。在多件端塞的加工过程中由于刀具磨损，或人因失误导致变径段尺寸的超差，无法被制造厂测量并发现，从而导致热电偶在现场安装时卡在端塞内孔的变径处，无法正常穿出。

发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种能方便快捷准确的检测出小直径深孔变径处尺寸是否合格的检验规和检验方法。本发明的目的通过下述技术方案实现一种便于加工制造的核燃料组件上管座，主要由套管和测量棒构成，所述测量棒的侧壁和上端面分别设置有导向头和锥形头，所述套管沿其中轴线贯穿设置有测量通道，且测量棒和锥形头能沿测量通道上下移动；所述导向头的下端面与锥形头的下端面之间的距离和测量通道的长度相同；所述套管的下端为锥形面，该锥形面与小直径深孔的第一锥形导向段形状相匹配，其锥角均为a，所述锥形头与小直径深孔的第二锥形导向段形状相匹配，其锥角均为3 ;所述锥形面的底端直径、锥形头的顶端直径、小直径深孔变径处的最小设计直径三者相同；所述套管的上端面设置有导向槽，且导向槽的深度大于或等于测量棒的合格插入深度，当导向头转动至导向槽位置时，其能沿导向槽的深度方向移动。上述检验规可用于所有内孔深、直径小、且存在两处锥形导向段的小直径深孔的变径处尺寸的检验；第一锥形导向段和第二锥形导向段是指检验规依次通过的锥形孔，当检验规插入时，首先通过的锥形孔为第一锥形导向段，该第一锥形导向段与套筒下端面相配合，然后通过的锥形孔为第二锥形导向段，该第二锥形导向段与锥形头相配合；上述锥形面与锥形头均为倒置的锥形，即从上至下直径逐渐变小；小直径深孔变径处即为第一锥形导向段与第二锥形导向段的交界处；小直径深孔变径处的最小设计直径在前期深孔设计过程中已经确定，属于已知值，通过该值可以计算推导出测量棒相对于套管应插入深度的下限值，该值即为合格插入深度，为了便于描述，下文中测量棒相对于套管的插入深度均简称为测量棒的插入深度；当套管插入小直径深孔并与第一锥形导向段配合后，旋转插入测量棒直至无法插入，将测量棒插入深度与合格插入深度比较，从而可以判定变径处尺寸是否合格。上述套管与小直径深孔的直段为间隙配合，为了得到更加准确的结果，套管外径与小直径深孔直段内径的单边间隙选择小于0. 5mm，且为了便于实际的测量操作，套管的长度大于或等于小直径深孔直段的深度，非测量状态时，锥形头底端应与套管底端平齐。当锥形面的底端直径大于或小于变径处的最小设计直径，其与第一锥形导向段配合后，即使变径处的尺寸满足要求，锥形面的底端也必定位于变径处的上方或下方，从而导致测量棒插入深度偏大或偏小，影响最终的检验结果，同理，当锥形头的顶端直径大于或小于变径处的最小设计直径时，也必然会影响最终的检验结果；所以，所述锥形面的底端直径、锥形头的顶端直径、小直径深孔变径处的最小设计直径三者相同。上述导向槽的深度必须大于或等于测量棒的合格插入深度，其原因为如导向槽的深度小于测量棒的合格插入深度，即使被检测的小直径深孔变径处尺寸为合格，测量棒的实际插入深度也始终会小于合格插入深度，从而影响到检验结果的准确性；当导向槽的深度必须大于或等于测量棒的合格插入深度时，即使由于导向槽的阻挡使得测量棒未完全插入到位，测得的插入深度也必定大于或等于合格插入深度，从而不会影响对变径处尺寸的检验结果。作为本发明的一种优选方案，当小直径深孔为压水型核反应堆堆内构件的上支承柱组件端塞的内孔，其a为60°，P为15°。所述导向头用于支撑测量棒，保证在非测量状态时锥形头底端与套管底端平齐，其形状优选为长方体，以便于加工，但不局限于长方体，也可根据实际情况另行选择其他形状，只要满足导向槽和导向头形状相匹配，导向头能沿导向槽移动即可。基于上述检验规的检验方法，包括以下步骤
(a)首先，根据设计的小直径深孔形状和尺寸制造出与其匹配的检验规，并测出检验规的锥形头底端直径d ；
(b )然后，将检验规的测量棒和锥形头插入套管的测量通道内，并将导向头支撑在套筒的上端面，保证锥形头的下端面与套管的下端面位于同一平面内；
(c)当小直径深孔加工完成后，将检验规插入小直径深孔，直至套管下端的锥形面与小直径深孔的第一锥形导向段相配合，即套管底部的锥形面与第一锥形导向段完全贴合，测出测量棒上端面与套筒端面的距离LI ；
(d)旋转测量棒，使导向头与套管的导向槽配合后将测量棒插入，直至锥形头与小直径深孔的第二锥形导向段相配合，即锥形头与第二锥形导向段完全贴合，测出测量棒上端面与套筒上端面的距离L2 ；
(e)计算出测量棒(5)的实际插入深度L3和合格插入深度L，计算公式如下
权利要求
1.一种用于小直径深孔变径处尺寸的检验规，其特征在于主要由套管(4)和测量棒(5)构成，所述测量棒(5)的侧壁和上端面分别设置有导向头(6)和锥形头(7)，所述套管(4)沿其中轴线贯穿设置有测量通道，且测量棒(5)和锥形头(7)能沿测量通道上下移动；所述导向头(6)的下端面与锥形头(7)的下端面之间的距离和测量通道的长度相同；所述套管(4)的下端为锥形面，该锥形面与小直径深孔的第一锥形导向段(2)形状相匹配，其锥角均为a，所述锥形头(7)与小直径深孔的第二锥形导向段(3)形状相匹配，其锥角均为^ ;所述锥形面的底端直径、锥形头(7)的顶端直径、小直径深孔变径处的最小设计直径三者相同；所述套管(4)的上端面设置有导向槽(8)，且导向槽(8)的深度大于或等于测量棒(5)的合格插入深度，当导向头(6)转动至导向槽(8)位置时，其能沿导向槽(8)的深度方向移动。
2.根据权利要求I所述的一种用于小直径深孔变径处尺寸的检验规，其特征在于所述小直径深孔为压水型核反应堆堆内构件的上支承柱组件端塞的内孔，其a为60°，@为15。。
3.根据权利要求I所述的一种用于小直径深孔变径处尺寸的检验规，其特征在于所述导向头(6)的形状为长方体。
4.基于权利要求1、2或3所述检验规的检验方法，其特征在于包括以下步骤 (a)首先，根据设计的小直径深孔形状和尺寸制造出与其匹配的检验规，并测出检验规的锥形头(7)底端直径d; (b)然后，将检验规的测量棒(5)和锥形头(7)插入套管(4)的测量通道内，并将导向头(6)支撑在套筒(4)的上端面，保证锥形头(7)的下端面与套管(4)的下端面位于同一平面内； (c)当小直径深孔加工完成后，将检验规插入小直径深孔，直至套管(4)下端的锥形面与小直径深孔的第一锥形导向段(2)相配合，测出测量棒(5)上端面与套筒(4)上端面的距离LI ； (d)旋转测量棒(5)，使导向头(6)与套管(4)的导向槽(8)配合后将测量棒(5)插入，直至锥形头(7)与小直径深孔的第二锥形导向段(3)相配合，测出测量棒(5)上端面与套筒(4)上端面的距离L2; (e)计算出测量棒(5)的实际插入深度L3和合格插入深度L，计算公式如下 上式中，^为锥形头(7)和第二锥形导向段(3)的锥角，D为小直径深孔变径处的最小设计直径，d为锥形头(7)底端直径； (f)将实际插入深度L3和合格插入深度L进行比较，若L3^ L，则小直径深孔变径处尺寸为合格，若L3 < L，小直径深孔变径处尺寸为不合格。
5.根据权利要求4所述的检验方法，其特征在于所述d、LI和L2均通过千分尺进行测量。
全文摘要
本发明公开了一种用于小直径深孔变径处尺寸的检验规，包括套管和测量棒，测量棒的侧壁和上端面分别设置有导向头和锥形头，套管设置有测量通道，测量棒和锥形头能沿测量通道移动；导向头的下端面与锥形头的下端面的距离和测量通道的长度相同；套管下端为锥形面，其与小直径深孔的第一锥形导向段形状相匹配，锥形头与小直径深孔的第二锥形导向段形状相匹配；锥形面底端、锥形头顶端、小直径深孔变径处的最小设计直径相同；套管上端面设置有导向槽，导向槽深度大于等于测量棒合格插入深度，当导向头转动至导向槽位置，其能沿导向槽移动。本发明还公开了一种基于上述检验规的检验方法。本发明能方便快捷准确的检测出小直径深孔变径处尺寸是否合格。
文档编号G01B5/00GK102749007SQ20121024484
公开日2012年10月24日 申请日期2012年7月16日 优先权日2012年7月16日
发明者何培峰, 夏欣, 李娜, 胡朝威, 舒翔, 钟元章, 饶琦琦 申请人:中国核动力研究设计院