一種慢化器反射體吊裝轉(zhuǎn)運系統(tǒng)及吊裝定位、轉(zhuǎn)運方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種安裝在氦容器內(nèi)的慢化器反射體的維護設(shè)備及維護方法，尤指一種安裝在氦容器內(nèi)超大超重超強輻射的慢化器反射體可方便吊裝、轉(zhuǎn)運維護的一種慢化器反射體吊裝轉(zhuǎn)運系統(tǒng)及吊裝定位、轉(zhuǎn)運方法。
【背景技術(shù)】
[0002]中子是人們了解物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)和運動狀態(tài)的重要探針之一，中國散裂中子源(以下簡稱CSNS)靶站的主要目標就是高效產(chǎn)生和利用中子，為中子的科學(xué)應(yīng)用服務(wù)；CSNS項目作為我國第一臺基于質(zhì)子源加速的脈沖型中子源，必將在加速器、中子物理和中子探測等領(lǐng)域帶動一大批重要關(guān)鍵技術(shù)的突破和發(fā)展。
[0003]慢化器反射體插件是靶站核心部件之一，具有很強的放射性，高能質(zhì)子入射靶后通過散裂反應(yīng)產(chǎn)生的高能量中子經(jīng)過慢化器慢化為低能量中子供中子散射實驗使用，反射體集反射、慢化和新產(chǎn)生中子的能力為一體；CSNS的慢化器和反射體接合在一起，設(shè)計成整體式插件結(jié)構(gòu)，稱之為慢化器反射體插件；散裂反應(yīng)產(chǎn)生中子的同時也會產(chǎn)生大量的放射性核素，并向外發(fā)射二次粒子，如γ射線，α射線等。慢化器反射體插件在輻射環(huán)境中被活化，某些活化物質(zhì)甚至要經(jīng)過上百年的衰變；慢化器反射體插件屬于大型設(shè)備，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，四周布置各種管道，總重約33噸，最大直徑1300mm，最小直徑1000mm，整體高度5411mm ；慢化器反射體插件結(jié)構(gòu)被安裝在氦容器中，設(shè)計壽命為10年，期滿后將被維護更換，更換工作必須遙控操作，但目前國內(nèi)抗輻射動力機械手以及機器人的研發(fā)技術(shù)不成熟，必須耗費巨資從國外進口，且該種環(huán)境下大型放射性部件的維護更換在國內(nèi)尚屬首例；由于慢化器反射體在深井氦容器內(nèi)，而慢化器反射體的吊裝轉(zhuǎn)運的維護過程在熱室環(huán)境內(nèi)，且整個維護更換過程必須遙控操作，因此需要有一種實用設(shè)計的可提高更換效率以及減少工作人員累計輻照時間的吊裝和轉(zhuǎn)運設(shè)備及吊裝、轉(zhuǎn)運工藝以將慢化器反射體從氦容器中吊出并轉(zhuǎn)運至存儲設(shè)備中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題，本發(fā)明旨在公開一種安裝在氦容器內(nèi)的慢化器反射體的維護設(shè)備及維護方法，尤指一種安裝在氦容器內(nèi)超大超重超強輻射的慢化器反射體可方便吊裝、轉(zhuǎn)運維護的一種慢化器反射體吊裝轉(zhuǎn)運系統(tǒng)及吊裝定位、轉(zhuǎn)運方法。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種慢化器反射體吊裝轉(zhuǎn)運系統(tǒng)，慢化器反射體儲存在氦容器內(nèi)，氦容器上、下表面均設(shè)有屏蔽塊，上表面屏蔽塊上開設(shè)銷孔，吊裝轉(zhuǎn)運系統(tǒng)通過遠程遙控輔助裝置工作于密閉熱室和地下室；其特征在于，所述的吊裝轉(zhuǎn)運系統(tǒng)主要包括吊運裝置、儲存鉛罐、工業(yè)內(nèi)窺鏡以及依次軸向安裝為吊裝組裝體的起重裝置、吊裝屏蔽罩和匹配板；
所述的起重裝置為主要由起重平臺、X軸驅(qū)動裝置、Y軸驅(qū)動裝置、Z軸起重葫蘆裝置和垂直吊具組成的可移動三軸吊裝裝置，起重平臺為立方體框狀支撐平臺，垂直吊具安裝在Z軸起重葫蘆裝置上，且垂直吊具分別與X軸驅(qū)動裝置、Y軸驅(qū)動裝置、ζ軸起重葫蘆裝置電性連接形成垂直吊具在起重平臺的支撐作用下沿坐標系X、γ、ζ三軸方向移動；
所述的吊裝屏蔽罩為銜接在起重平臺底部并連接有支撐底板的大型圓柱狀罐體，罐體頂部中心開設(shè)有可供垂直吊具豎直貫穿的吊裝孔，罐體底面連接有封閉底部通孔的活動屏蔽門，且設(shè)在罐體底板之上，罐體靠近底部處設(shè)置有環(huán)繞側(cè)壁一周的方形支撐架，支撐架底面與活動屏蔽門底面在同一水平面上齊平，活動屏蔽門以其中線為接合線而分割為可開合連接結(jié)構(gòu)的兩半式推板，兩推板接合時，活動屏蔽門的邊長比吊裝屏蔽罩底面通孔的通徑長300-500mm，兩推板拉開時，每塊推板重心落在吊裝屏蔽罩底板的承重邊緣以內(nèi)，同時兩推板連接有電動推桿裝置，電動推桿裝置主要包括兩電動推桿及電動推桿固定座，兩電動推桿分別電連接在兩推板的相對的兩邊邊沿上以驅(qū)動兩推板接合或打開，電動推桿固定座安裝在匹配板上；
所述匹配板通過兩半式板塊拼合為一體，其中部開設(shè)有適配慢化器反射體上下移動時貫穿的通口，匹配板上表面與吊裝屏蔽罩的支撐架通過螺栓連接固定，下表面與氦容器的屏蔽塊銜接并通過銷釘定位；
所述的吊運裝置有兩臺，分別安裝在密閉熱室與地下室內(nèi)，吊運裝置由一對直線鋼軌、吊車橫梁、激光測距傳感器和移動天車組成，一對直線鋼軌對稱安裝在密閉熱室或地下室頂部相對長邊的兩側(cè)壁上，直線鋼軌兩端貫穿到相對短邊的兩側(cè)壁以內(nèi)以固定直線鋼軌的安裝位置，吊車橫梁活動架設(shè)在直線鋼軌上形成吊車橫梁可沿直線鋼軌滑行的安裝結(jié)構(gòu)，移動天車活動安裝在吊車橫梁上，并連接有一天車垂直吊具，形成移動天車帶動天車垂直吊具可沿吊車橫梁橫向滑行并且隨吊車橫梁沿直線鋼軌縱向滑行的安裝結(jié)構(gòu)，激光測距傳感器安裝在其中一側(cè)直線鋼軌以及吊車橫梁上，實時測量移動天車的移動距離。
[0006]所述的密閉熱室與地下室為兩個分別由重型混凝土外墻封閉設(shè)置的工作空間，地下室設(shè)置在密閉熱室的下方，密閉熱室頂壁開設(shè)有吊裝入口，密閉熱室與地下室之間開設(shè)有相通的傳輸口，吊裝入口與傳輸口在豎直位置上錯開。
[0007]所述的匹配板為長方形板塊狀，其寬度大于密閉熱室吊裝入口和氦容器頂部屏蔽塊的內(nèi)通徑。
[0008]所述的工業(yè)內(nèi)窺鏡設(shè)有20-25米長的檢測線，線徑6mm，檢測線一端連接可360度旋轉(zhuǎn)、水平翻轉(zhuǎn)的鏡頭，另一端連接手持式控制顯示器，通過鏡頭伸入氦容器底部進行監(jiān)測從而反饋信息到顯示器上。
[0009]所述的X、Y軸驅(qū)動裝置分別由伺服電機和絲杠組成，通過伺服電機帶動絲杠旋轉(zhuǎn)以驅(qū)動垂直吊具在x、Y軸方向上移動；所述ζ軸起重葫蘆裝置設(shè)有一環(huán)鏈氣動葫蘆，通過環(huán)鏈氣動葫蘆驅(qū)動垂直吊具在Ζ軸方向上移動。
[0010]所述的激光測距傳感器主要由激光二極管、發(fā)射模塊、接收模塊、光學(xué)傳感模塊組成，激光二極管以移動天車為目標而對準目標發(fā)射激光脈沖，經(jīng)光學(xué)傳感模塊接收及處理信息后發(fā)射信息從而測定移動天車的運動距離。
[0011]所述的儲存鉛罐設(shè)置在地下室以存儲慢化器反射體，包括儲存罐體和密封蓋。
[0012]—種慢化器反射體吊裝定位方法，其特征在于，所述的吊裝定位方法主要包括以下步驟:
1)匹配板定位:將匹配板安裝在內(nèi)部儲存有慢化器反射體的氦容器之上，氦容器頂部屏蔽塊與匹配板通過銷孔與銷釘配合連接而使二者定位；
2)起重裝置與吊裝屏蔽罩組裝固定:利用吊機將起重裝置吊運至吊裝屏蔽罩頂部，通過起重平臺與吊裝屏蔽罩螺栓銜接以使起重裝置與吊裝屏蔽罩安裝為一體，同時吊裝屏蔽罩底部的活動屏蔽門為閉合狀態(tài)；
3)垂直吊具與吊裝屏蔽罩吊裝孔定位:通過X軸、Y軸驅(qū)動裝置和Z軸起重葫蘆裝置控制垂直吊具平移以調(diào)整至垂直吊具正對準在吊裝屏蔽罩吊裝孔的中心位置；
4)吊裝屏蔽罩與匹配板定位:將連接為一體的起重裝置與吊裝屏蔽罩吊運至匹配板上方，匹配板與吊裝屏蔽罩的支撐架銷孔配合固定，匹配板上的電動推桿裝置與吊裝屏蔽罩的活動屏蔽門電性連接為通路；
5)將工業(yè)內(nèi)窺鏡從吊裝屏蔽罩頂部吊裝孔經(jīng)過匹配板伸入到氦容器底部，調(diào)整至合適視角，用以觀察垂直吊具與慢化器反射體中心處吊裝螺栓的咬合情況；至此完成吊裝組裝體的吊裝定位。
[0013]—種慢化器反射體轉(zhuǎn)運方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)運方法主要包括以下步驟:
1)慢化器反射體轉(zhuǎn)運至吊裝屏蔽罩:打開吊裝屏蔽罩底部活動屏蔽門，遙控控制Z軸起重葫蘆裝置將垂直吊具下放至氦容器底部，通過工業(yè)內(nèi)窺鏡的顯示器觀察垂直吊具與氦容器內(nèi)的慢化器反射體的吊裝螺栓咬合是否到位，咬合后起吊慢化器反射體，工業(yè)內(nèi)窺鏡跟隨慢化器反射體上升，直至觀察到慢化器反射體完全吊至吊裝屏蔽罩，移開工業(yè)內(nèi)窺鏡，關(guān)閉活動屏蔽門；
2)慢化器反射體轉(zhuǎn)運至密閉熱室:將步驟1)吊裝組裝體吊運至密閉熱室的吊裝入口處，打開吊裝入口，匹配板抵在吊裝入口外，即匹配板及安裝在匹配板以上的部分定位在密閉熱室外頂壁，然后將垂直吊具起吊慢化器反射體穿過活動屏蔽門、匹配板緩慢平穩(wěn)地下吊至密閉熱室內(nèi)；
3)慢化器反射體轉(zhuǎn)運至地下室:定位密閉熱室移動天車的天車垂直吊具至吊裝入口中心，控制天車垂直吊具往下降，直至天車垂直吊具與慢化器反射體的吊裝螺栓咬合，隨后起吊慢化器反射體并將其中心定位至地下室傳輸口中心，控制慢化器反射體繼續(xù)緩慢下放至地下室已定位的儲存鉛罐內(nèi)，蓋上密封蓋，至此完成慢化器反射體轉(zhuǎn)運。
[0014]本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在:本發(fā)明提供了一種將慢化器反射