專利名稱:球床高溫氣冷堆一體化燃料卸料裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種球床高溫氣冷堆燃料元件單一化和碎球分選的一體化裝置，屬于
反應(yīng)堆工程設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域：
。
技術(shù)背景
球床高溫氣冷堆采用的是球形燃料元件，該球形燃料元件的直徑是60毫米，整個 燃料元件分為兩個區(qū)域中心燃料區(qū)和外層包殼區(qū)，燃料區(qū)的直徑是50毫米，外部是5毫米 厚的石墨包殼層。球形燃料元件在輸送過程中和在堆芯內(nèi)運行過程中，可能因機械碰撞等 原因破損，如果破損的燃料元件裸露出燃料區(qū)，可能會導(dǎo)致放射性物質(zhì)釋放出來，不利于反 應(yīng)堆的安全運行，因此從反應(yīng)堆堆芯卸出的燃料球首先要進(jìn)行碎球分選，將不符合要求的 燃料元件分選出來。
本發(fā)明的目的是提出一種球形燃料元件的碎球分選裝置，該裝置能夠同時完成燃 料元件的單一化和碎球分選功能，適用于球床型高溫氣冷堆。本發(fā)明是在IO麗高溫氣冷堆 碎球分離器的基礎(chǔ)上完成的，10麗高溫氣冷堆碎球分離器在自主研發(fā)后，經(jīng)過了冷態(tài)實驗 和熱態(tài)實驗的考驗，已經(jīng)成功應(yīng)用到正在運行的10麗高溫氣冷堆上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出的一體化卸料裝置，主要由兩部分組成燃料元件單一器和碎球分選器。
球床高溫氣冷堆一體化燃料卸料裝置，該一體化燃料卸料裝置主要包括進(jìn)料盤1 、 進(jìn)料孔2、進(jìn)料擋板3、滾筒端蓋4、滾筒與螺旋齒條5、檢測軌板6、固定筒7、碎球漏斗8、好 球漏斗9、后面板10、固定桿11、前面板法蘭12、料箱筒體13、檢修用燃料擋板14、燃料擋板 15、與卸料管連接的法蘭16，轉(zhuǎn)動主軸17、變速箱18、軸承19 ;
料箱筒體13及前面板法蘭12固定在卸料管上；進(jìn)料孔2為進(jìn)料盤1上加工的孔； 進(jìn)料盤1固定在轉(zhuǎn)動主軸17上，滾筒端蓋4固定在進(jìn)料盤1上，進(jìn)料盤1插入前面板法蘭 12處；滾筒與螺旋齒條5通過兩套軸承19安裝到固定筒7上，固定筒7與后面板10固定 在一起，固定筒7和滾筒與螺旋齒條5插入滾筒端蓋4上面固定；進(jìn)料擋板3和碎球漏斗8 固定在前面板法蘭12上；好球漏斗9固定在后面板10上；后面板10先固定在地面上，再通 過固定桿11與前面板法蘭12相連接，前面板法蘭12與料箱筒體13連接在一起；與卸料管
連接的法蘭16在料箱筒體13的末端；燃料擋板15固定在料箱筒體13的內(nèi)部上側(cè)；步進(jìn)電
機通過變速器在變速箱18內(nèi)將轉(zhuǎn)動動力傳給轉(zhuǎn)動主軸17從而驅(qū)動進(jìn)料盤1和滾筒與螺旋
齒條5轉(zhuǎn)動；檢測軌板6固定在前面板法蘭12上；檢修用燃料擋板14位于料箱筒體13的
下部，其末端與料箱內(nèi)部的表面完全重合，可靠固定，需要時可以上下移動。
動力傳遞原理為步進(jìn)電機通過變速箱18將轉(zhuǎn)動動力傳給轉(zhuǎn)動主軸17，主軸17 與進(jìn)料盤1連接，進(jìn)料盤1在主軸的驅(qū)動下轉(zhuǎn)動；滾筒與螺旋齒條5通過滾筒端蓋4與進(jìn)料 盤1相連接，因此滾筒與螺旋齒條5、滾筒端蓋4、進(jìn)料盤1都在主軸17的驅(qū)動下轉(zhuǎn)動；滾筒2/3頁
與螺旋齒條5的筒體部分通過兩個軸承19繞著固定筒7轉(zhuǎn)動，固定筒7承載了滾筒與螺旋 齒條5、滾筒端蓋4和進(jìn)料盤1的重量；固定筒7與后端蓋10固定在一起，后端蓋10是壓 力邊界的一部分，固定在地面上；后端蓋10通過6根固定桿11與前面板法蘭12相連接，前 面板法蘭12與料箱13焊接在一起。
—體化卸料裝置的檢修當(dāng)卸料設(shè)備發(fā)生故障需要拆開檢修，或軸承及密封墊等 易損件的壽命已到，需要拆開更換時，檢修的工藝流程為反應(yīng)堆卸壓；打開維修用擋板14 下部的法蘭，將擋板14下端的固定桿與堆外的升降機連接，升降機將擋板14升到一定高 度，擋板14前面的燃料球被完全擋住；卸料裝置將擋板14后面的燃料球排空；將固定桿11 拆下，然后將滾筒5與滾筒端蓋4的連接銷釘取下，即可將后面板10、固定筒7、軸承19和 滾筒5拆出，檢修完畢或是軸承等易損件更換完畢后，再將這些部件裝好安裝到原來位置， 即完成卸料裝置的檢修或部件更換。由于料箱13內(nèi)在擋板14前面還有大量燃料球，因此 進(jìn)料盤1不能取下，以阻擋放射性物質(zhì)的釋放和燃料球的意外滾動。
本發(fā)明提出的一體化卸料裝置，具有以下優(yōu)點
1.燃料元件單一器和碎球分離器的一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計，采用同一動力源，單一器進(jìn) 料盤和碎球檢測滾筒一起轉(zhuǎn)動，同時實現(xiàn)燃料元件的單一化和碎球分選；
2.在燃料元件單一器進(jìn)料盤后面安裝有進(jìn)料擋板，實現(xiàn)了進(jìn)料盤每轉(zhuǎn)動一圈，只 有一個燃料元件進(jìn)入到碎球檢測滾筒上面，保證了碎球檢測的準(zhǔn)確性；
3.卸料管料箱內(nèi)燃料擋板的設(shè)計，保證了燃料元件單一器進(jìn)料盤前面堆積的燃料 球高度合適，有利于燃料元件的單一化；
4.燃料元件單一器進(jìn)料盤上的設(shè)計，促使進(jìn)料盤前面堆積的燃料元件不斷攪動， 有利于燃料元件的單一化；
5.料箱內(nèi)維修用燃料擋板的設(shè)計，保證了反應(yīng)堆無需排空堆芯內(nèi)所有的燃料球， 即可對卸料設(shè)備進(jìn)行檢修或零部件更換。
6.結(jié)構(gòu)比較簡單、體積小、易損件較少、可靠性高，有利于設(shè)備的長期可靠運行，適 用于所有球床型高溫氣冷堆的堆芯燃料元件卸出和乏燃料貯罐的乏燃料卸出。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。其中，l-進(jìn)料盤；2-進(jìn)料孔；3-進(jìn)料擋板；4-滾筒端 蓋；5_滾筒與螺旋齒條；6_檢測軌板；7_固定筒；8_碎球漏斗；9_好球漏斗；10_后面板；
11-固定桿；12-前面板法蘭；13-料箱筒體；14-檢修用燃料擋板；15-燃料擋板；16-與卸 料管連接的法蘭；17-轉(zhuǎn)動主軸；18-變速箱；19-軸承。
圖2是本發(fā)明碎球漏斗處剖視圖。 圖3是碎球分選的碎球示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖具體一下介紹本發(fā)明。
圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。球床高溫氣冷堆一體化燃料卸料裝置，主要部件包括 1-進(jìn)料盤，2-進(jìn)料孔，3-進(jìn)料擋板，4-滾筒端蓋，5-滾筒與螺旋齒條，6-檢測軌板，7-固 定筒，8_碎球漏斗，9-好球漏斗，10-后面板，11-固定桿，12-前面板法蘭，13-料箱筒體，14-檢修用燃料擋板，15-燃料擋板，16-與卸料管連接的法蘭，17-轉(zhuǎn)動主軸，18-變速箱， 19-軸承。
料箱13及前面板法蘭12固定在卸料管上不動；進(jìn)料口 2為進(jìn)料盤1上加工的孔； 進(jìn)料盤1固定在轉(zhuǎn)動主軸17上后，滾筒端蓋4固定到進(jìn)料盤1上，然后將進(jìn)料盤1插入料 箱末端(法蘭12)處；滾筒5通過兩套軸承19安裝到固定筒7上，固定筒7再與后面板10 通過螺栓固定在一起，將固定筒7和滾筒5插入滾筒端蓋4上面通過螺栓或銷釘可靠固定； 進(jìn)料擋板3和碎球漏斗8固定在前面板12上；好球漏斗9固定在后面板10上；后面板10 先固定在地面上，再通過固定桿11與料箱13的法蘭12相固定；與卸料管連接的法蘭16在
料箱13的末端；燃料擋板15固定在料箱筒體13的內(nèi)部上側(cè)；維修用擋板14可靠固定(需
要時可移動)，其末端與料箱內(nèi)部的表面完全重合，以使燃料球流動通暢。步進(jìn)電機通過變
速器在變速箱18內(nèi)將轉(zhuǎn)動動力傳給轉(zhuǎn)動主軸17從而驅(qū)動進(jìn)料盤1和滾筒5轉(zhuǎn)動；檢測軌 板6固定在前面板12上。
卸料管內(nèi)的燃料球通過法蘭口 16流入筒形料箱13，經(jīng)過擋板15后，料位變低，到 進(jìn)料盤1處，料位的高度為2到3層燃料球；進(jìn)料盤1由主軸17驅(qū)動作逆時針轉(zhuǎn)動，在進(jìn)料 口 2的前面設(shè)置了半圓柱形的球擾動裝置，使得進(jìn)料盤1前面堆積的燃料球不斷被攪動，從 而滾入進(jìn)料盤上的進(jìn)料口 2，進(jìn)料口 2的設(shè)計為漸擴的柱形，滾入進(jìn)料口的燃料球無法再次 回到料箱13 ;由于位于下部的大半圓環(huán)形進(jìn)料擋板3的阻礙，進(jìn)入進(jìn)料口 2的燃料球只能 在進(jìn)料口轉(zhuǎn)動到進(jìn)料擋板3頂部以上才能滾入滾筒與螺旋齒條5上，而料箱內(nèi)堆積的燃料 球高度低于進(jìn)料擋板3的高度，這就保證了進(jìn)料盤每轉(zhuǎn)動一圈，只有一個燃料球滾入滾筒 與螺旋齒條上；進(jìn)入滾筒與螺旋齒條內(nèi)的燃料球在滾筒與檢測軌板上面，在螺旋齒條的推 動下向前運動的同時，也不斷進(jìn)行翻滾檢測，破損的燃料球及其碎片通過滾筒與檢測軌板 之間的空隙落入碎球漏斗8，然后輸送到碎球罐貯存，完整的燃料球通過檢測軌板末端滾入 好球漏斗9，進(jìn)入好球輸送管道，完成碎球的分選。圖2是本發(fā)明碎球漏斗處剖視圖。5-滾 筒與螺旋齒條，6-檢測軌板，7-固定筒，8-碎球漏斗，17-轉(zhuǎn)動主軸。
圖3是碎球分選的燃料球示意圖。
本發(fā)明采用同一動力源，單一器進(jìn)料盤和碎球檢測滾筒一起轉(zhuǎn)動，同時實現(xiàn)燃料 元件的單一化和碎球分選，保證了碎球檢測的準(zhǔn)確性；結(jié)構(gòu)比較簡單、體積小、易損件較少、
可靠性高，有利于設(shè)備的長期可靠運行，料箱內(nèi)維修用燃料擋板的設(shè)計，保證了反應(yīng)堆無需 排空堆芯內(nèi)所有的燃料球，即可對卸料設(shè)備進(jìn)行檢修或零部件更換。適用于所有球床型高 溫氣冷堆的堆芯燃料元件卸出和乏燃料貯罐乏燃料的卸出。
權(quán)利要求
球床高溫氣冷堆一體化燃料卸料裝置，其特征在于，該一體化燃料卸料裝置主要包括進(jìn)料盤(1)、進(jìn)料孔(2)、進(jìn)料擋板(3)、滾筒端蓋(4)、滾筒與螺旋齒條(5)、檢測軌板(6)、固定筒(7)、碎球漏斗(8)、好球漏斗(9)、后面板(10)、固定桿(11)、前面板法蘭(12)、料箱筒體(13)、燃料擋板(15)、與卸料管連接的法蘭(16)，轉(zhuǎn)動主軸(17)、變速箱(18)、軸承(19)；料箱筒體(13)及前面板法蘭(12)固定在卸料管上；進(jìn)料孔(2)為進(jìn)料盤(1)上加工的孔；進(jìn)料盤(1)固定在轉(zhuǎn)動主軸(17)上，滾筒端蓋(4)固定在進(jìn)料盤(1)上，進(jìn)料盤(1)插入前面板法蘭(12)處；滾筒與螺旋齒條(5)通過兩套軸承(19)安裝到固定筒(7)上，固定筒(7)與后面板(10)固定在一起，固定筒(7)和滾筒與螺旋齒條(5)插入滾筒端蓋(4)上面固定；進(jìn)料擋板(3)和碎球漏斗(8)固定在前面板法蘭(12)上；好球漏斗(9)固定在后面板(10)上；后面板(10)先固定在地面上，再通過固定桿(11)與前面板法蘭(12)相連接，前面板法蘭(12)與料箱筒體(13)連接在一起；與卸料管連接的法蘭(16)在料箱筒體(13)的末端；燃料擋板(15)固定在料箱筒體(13)的內(nèi)部上側(cè)；步進(jìn)電機通過變速器在變速箱(18)內(nèi)將轉(zhuǎn)動動力傳給轉(zhuǎn)動主軸(17)從而驅(qū)動進(jìn)料盤(1)和滾筒與螺旋齒條(5)轉(zhuǎn)動；檢測軌板(6)固定在前面板法蘭(12)上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求
1所述的球床高溫氣冷堆一體化燃料卸料裝置，其特征在于，該一 體化燃料卸料裝置還包括一個檢修用燃料擋板(14)，檢修用燃料擋板(14)位于料箱筒體 (13)的下部，其末端與料箱內(nèi)部的表面完全重合，可靠固定，可以上下移動。
專利摘要
球床高溫氣冷堆一體化燃料卸料裝置，屬于反應(yīng)堆工程設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域：
。進(jìn)料盤(1)固定在轉(zhuǎn)動主軸(17)上，滾筒端蓋(4)固定在進(jìn)料盤(1)上，滾筒與螺旋齒條(5)通過兩套軸承(19)安裝到固定筒(7)上，固定筒(7)與后面板(10)固定在一起，后面板(10)固定在地上，檢修用燃料擋板(14)位于料箱筒體(13)的下部；步進(jìn)電機在變速箱(18)內(nèi)將轉(zhuǎn)動動力傳給轉(zhuǎn)動主軸(17)從而驅(qū)動進(jìn)料盤(1)和滾筒與螺旋齒條(5)轉(zhuǎn)動。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、體積小、易損件少、可靠性高；反應(yīng)堆無需排空堆芯內(nèi)所有的燃料球即可對卸料設(shè)備進(jìn)行檢修或零部件更換；適用于所有球床型高溫氣冷堆的堆芯燃料元件卸出和乏燃料貯罐乏燃料的卸出。
文檔編號G21C19/00GKCN1975937SQ200610113303
公開日2010年5月12日 申請日期2006年9月22日
發(fā)明者劉繼國, 張海泉, 王金華 申請人:清華大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (3),