專利名稱:堆芯卸料工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種卸料工具，具體涉及一種用于核反應(yīng)堆的堆芯卸料工具。
技術(shù)背景
堆芯燃料組件上部和下部為連接頭，即上管座和下管座，中部為芯體材料，利用工 具抓取堆芯燃料組件時(shí)，嚴(yán)禁抓取中部芯體材料段。堆芯燃料組件在反應(yīng)堆堆芯內(nèi)放置方 式為堆芯燃料組件下管座與柵格板配合，一般采用間隙配合。通常用抓取工具抓取堆芯燃 料組件的上管座，一般用較小的力即可使堆芯燃料組件和柵格板脫離。但是對(duì)于意外原因， 如由于腐蝕或其他機(jī)械變形使燃料組件和柵格板為過(guò)盈配合，需要很大的拉力才能使組件 和柵格板脫離，使用現(xiàn)有工具及其抓取堆芯燃料組件上管座的方法無(wú)法使燃料組件和柵格 板分離，且可能會(huì)損壞燃料芯體段，無(wú)法保證組件結(jié)構(gòu)完整。
目前所使用的抓取堆芯燃料組件的上部的工具是鉤爪結(jié)構(gòu)，均用于抓取燃料組件 上管座，這種工具對(duì)于常規(guī)組件出入堆芯操作適用，但是對(duì)燃料組件和柵格板存在過(guò)盈配 合的燃料組件進(jìn)行操作時(shí)，存在極大風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)槠涑叽绾徒Y(jié)構(gòu)很難準(zhǔn)確控制施加在燃料組 件上的用力大小，因而在卸載燃料組件時(shí)，極易破壞燃料芯體段，發(fā)生核燃料泄露。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種有效、標(biāo)準(zhǔn)的操作工具，能夠安全取出留 置于堆芯內(nèi)的組件。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是
一種堆芯卸料工具，包括旋轉(zhuǎn)控制組件、傳動(dòng)副組件、抓頭組件和底板；所述旋轉(zhuǎn) 控制組件包括螺桿、螺母和軸承；所述螺母為筒狀，與螺桿相連；傳動(dòng)副組件包括外管和內(nèi) 管，所述外管通過(guò)軸承與螺母下端相連，內(nèi)管與螺桿相連，內(nèi)管位于外管內(nèi)，外管上開(kāi)有滑 槽，滑槽內(nèi)有與內(nèi)管相連的止轉(zhuǎn)銷；抓頭組件包括連桿、刺針和滑板，連桿的一端和傳動(dòng)副 組件的內(nèi)管相連、另一端和滑板連接，滑板一側(cè)的水平方向設(shè)有刺針；底板為長(zhǎng)方形平板， 外管的下部插入底板，底板的一個(gè)側(cè)面中部開(kāi)有和組件尺寸相吻合的缺口，底板的中部鏤 空，內(nèi)側(cè)設(shè)有底板滑槽，底板滑槽內(nèi)設(shè)有滑板；旋轉(zhuǎn)控制組件、傳動(dòng)副組件和抓頭組件各兩 個(gè)組成工具的兩臂，在兩臂外管的中部有H型定位支架。
如上所述的一種堆芯卸料工具，其特點(diǎn)是所述外管和螺母通過(guò)連接套筒相連，外 管上端外側(cè)與連接套筒下端相連，連接套筒上端通過(guò)軸承與螺母相連。
如上所述的一種堆芯卸料工具，其特點(diǎn)是所述傳動(dòng)副組件中的內(nèi)管焊接在旋轉(zhuǎn) 控制組件中螺桿下端，材料是0Crl8M9 ；外管采用高精度冷拉不銹鋼管制作而成。
如上所述的一種堆芯卸料工具，其特點(diǎn)是所述內(nèi)管上部的外側(cè)和外管內(nèi)側(cè)間有 限制內(nèi)管徑向運(yùn)動(dòng)的內(nèi)管定位套。
如上所述的一種堆芯卸料工具，其特點(diǎn)是所述抓頭組件的連桿通過(guò)內(nèi)管端塞與 傳動(dòng)副組件的內(nèi)管相連，所述內(nèi)管端塞焊接在內(nèi)管下端，并具有與連桿相連的螺栓結(jié)構(gòu)；所述傳動(dòng)副組件的外管通過(guò)外管連接管與底板相連。
如上所述的一種堆芯卸料工具，其特征點(diǎn)是所述刺針為子彈形結(jié)構(gòu)，頂部為圓錐 體，底部為圓柱體，采用馬氏體不銹鋼3Crl3制作，通過(guò)螺紋結(jié)構(gòu)和滑板相連。
如上所述的一種堆芯卸料工具，其特征點(diǎn)是所述H型定位支架包括中部水平管 和左右兩端的垂直管，各管之間通過(guò)焊接制成，并用鎖緊螺釘將定位支架固定在外管上，使 用數(shù)量為2個(gè)以上。
如上所述的一種堆芯卸料工具，其特征點(diǎn)是所述底板包括上板、中板和下板，三 者用螺釘連接在一起，采用銷釘定位；中板在底板滑槽位置處的尺寸小于上板和下板。
如上所述的一種堆芯卸料工具，其特征點(diǎn)是所述外管滑槽處設(shè)有刻度，指示刺針 刺入燃料組件的程度。
如上所述的一種堆芯卸料工具，其特點(diǎn)是螺桿上設(shè)置有便于與吊車吊鉤相連的 吊耳。
本發(fā)明的有益效果是
1.本發(fā)明提供的堆芯卸料工具通過(guò)抓取燃料組件下管座，不會(huì)損壞燃料芯體段， 可能保證組件結(jié)構(gòu)完整。
2.本發(fā)明通過(guò)絲杠副驅(qū)動(dòng)內(nèi)管，內(nèi)管向下運(yùn)動(dòng)，使下部連桿下行，迫使滑板前推， 使安裝在滑板頭部的刺針刺入組件與柵格板結(jié)合部位，最終使工具與組件構(gòu)成一體，再通 過(guò)提升工具將組件提出，在其被拔出柵格板后，反向旋轉(zhuǎn)螺紋，使刺針退出組件，移走工具， 再用手動(dòng)組件操作工具對(duì)其進(jìn)行后續(xù)操作。
3.止轉(zhuǎn)銷的作用為一是保證在螺母旋轉(zhuǎn)時(shí)，螺桿不會(huì)跟隨一起旋轉(zhuǎn)，螺桿和外 管間只發(fā)生上下直線運(yùn)動(dòng)，二是通過(guò)觀察止轉(zhuǎn)銷和外管的相對(duì)位置，來(lái)確定刺針刺入燃料 組件的程度。
4.螺母通過(guò)軸承和連接套筒構(gòu)成一個(gè)整體，整個(gè)組件和外管通過(guò)連接螺栓連接在 一起，最大程度地減少了螺母和連接套間的摩擦力，進(jìn)而保證螺桿位置自鎖，即不隨螺母發(fā) 生旋轉(zhuǎn)，只產(chǎn)生垂直運(yùn)動(dòng)。
5.在螺母和連接套筒之間安裝有軸承，故能有效地保證在無(wú)外力作用下，刺針不 會(huì)脫離出組件，即具有鎖緊功能。
6.在裝置螺桿上設(shè)置有兩個(gè)吊耳，通過(guò)吊帶和吊車吊鉤相連，通過(guò)吊車來(lái)吊運(yùn)工 具。
7.通過(guò)內(nèi)管端塞、連桿和滑板形成的結(jié)構(gòu)，使刺針刺入力遠(yuǎn)大于內(nèi)管向下的垂直 作用力，即具有放大力的作用。


圖1是堆芯卸料工具結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是旋轉(zhuǎn)控制和傳動(dòng)副組件部分放大示意圖；
圖3是傳動(dòng)副組件、抓頭組件和底板部分示意圖；
圖4是堆芯卸料工具的俯視圖；
圖5是抓頭組件的滑板示意圖；
圖6是底板的上板示意圖；[0030]圖7是底板的中板示意圖；
圖8是底板的下板示意圖；
圖中101.旋轉(zhuǎn)控制組件、102.傳動(dòng)副組件、103.抓頭組件、104.底板、105.定位 支架、201.吊耳、202.把手、203.螺桿、204.螺母、205.軸承、206.軸承端蓋、207.連接套 筒、208.內(nèi)管定位套、209.外管、210.內(nèi)管、211.止轉(zhuǎn)銷、212.滑槽、301.內(nèi)管端塞、302.外 管連接管、303.連桿銷軸、304.連桿、305.滑板連接耳、306.刺針、307.滑板、308.滑板銷 軸、309.上板、310.中板、311.下板、401.底板滑槽。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的一種堆芯卸料工具進(jìn)行介紹
如圖1所示，一種堆芯卸料工具，包括旋轉(zhuǎn)控制組件101、傳動(dòng)副組件102、抓頭組 件103和底板104。
如圖2所示，旋轉(zhuǎn)控制組件101包括吊耳201、把手202、螺桿203、螺母204、軸承 205、軸承端蓋206和連接套筒207。把手202與螺母204相連；螺母204為中空的柱體，可為 圓柱、棱柱形等，上部中空的內(nèi)孔直徑小于下部的內(nèi)孔直徑，上部?jī)?nèi)側(cè)帶有螺紋；螺桿203 貫通于螺母204的中空部分，上半部外側(cè)帶有螺紋，通過(guò)螺紋與螺母204嚙合；利用人力或 機(jī)械力轉(zhuǎn)動(dòng)把手可帶動(dòng)螺母204旋轉(zhuǎn)，螺母204通過(guò)螺紋使螺桿203提升或下降；螺母204 下部?jī)?nèi)側(cè)通過(guò)軸承205、軸承端蓋206與連接套筒207構(gòu)成一個(gè)整體，所述連接套筒207為 中空的，上部?jī)?nèi)孔直徑較小，內(nèi)部置有螺桿203 ；連接套筒207下部?jī)?nèi)孔直徑大于上部，下部 中空處除置有螺桿203外，螺桿203外側(cè)依次為傳動(dòng)副組件102的內(nèi)管定位套和外管。螺 桿203上端設(shè)有用于連接吊耳201的螺紋孔；連接吊耳201可用于裝置的調(diào)運(yùn)。所述軸承 端蓋206用來(lái)固定軸承205。
如圖2、3所示，傳動(dòng)副組件102位于旋轉(zhuǎn)控制組件101下端，包括內(nèi)管定位套208、 外管209、內(nèi)管210、內(nèi)管端塞301和外管連接管302 ；
內(nèi)管208焊接在旋轉(zhuǎn)控制組件101中螺桿203下端，材料是0Crl8Ni9 ；內(nèi)管208外 套有外管209，外管209和旋轉(zhuǎn)控制組件101中的連接套筒207通過(guò)螺栓連接在一起，最大 程度地減少了連接套筒207和螺母204間的摩擦力，外管209采用Φ45πιπιΧ3. 5mm的高精 度冷拉不銹鋼管制作而成，外管209上開(kāi)有寬度為6mm，長(zhǎng)度為IOOmm的滑槽212，滑槽212 內(nèi)有與內(nèi)管210相連的止轉(zhuǎn)銷211，止轉(zhuǎn)銷211的尺寸為Φ5πιπιΧ60πιπι的圓棒；止轉(zhuǎn)銷211 與滑槽212結(jié)構(gòu)保證了在螺母204旋轉(zhuǎn)時(shí)，與內(nèi)管210相連的螺桿203不會(huì)旋轉(zhuǎn)，而只發(fā)生 上下直線運(yùn)動(dòng)。所述外管滑槽(21 處設(shè)有刻度。
為了限定內(nèi)管210在外管209內(nèi)的徑向移動(dòng)距離，內(nèi)管210上部外側(cè)有內(nèi)管定位 套208 ；內(nèi)管定位套208和外管209焊接在一起，內(nèi)管定位套208 內(nèi)孔尺寸大于內(nèi)管210 外徑Imm ；內(nèi)管210下端還焊接有內(nèi)管端塞301，內(nèi)管端塞301上有與抓頭組件103的連桿 304起到連接作用的連桿銷軸303 ；外管209底部外側(cè)有外管連接管302，外管連接管302插 入底板104，并與底板104為螺栓連接。
傳動(dòng)副組件102中的內(nèi)管210在外管209中的上下直線運(yùn)動(dòng)，將帶動(dòng)抓頭組件103 在底板組件104內(nèi)水平滑行運(yùn)動(dòng)。
如圖3所示，所述抓頭組件103包括連桿銷軸303、連桿304、滑板連接耳305、刺針306、滑板307和滑板銷軸308 ；連桿304的一端和傳動(dòng)副組件102的內(nèi)管端塞301通過(guò) 連桿銷軸303連接在一起，另一端通過(guò)滑板連接耳305、滑板銷軸308和滑板307連接；如 圖4、5所示，滑板307為一長(zhǎng)方體的不銹鋼板，在底板組件104內(nèi)側(cè)壁的滑槽內(nèi)滑動(dòng)；滑板 307與燃料組件接觸的一側(cè)的水平方向等距安裝有3個(gè)刺針306 ；所述刺針為子彈形結(jié)構(gòu)， 頂部為圓錐體，底部為圓柱體，刺針306采用馬氏體不銹鋼3Crl3制作，通過(guò)螺紋結(jié)構(gòu)和滑 板307相連。
旋轉(zhuǎn)控制組件、傳動(dòng)副組件和抓頭組件各兩組，構(gòu)成堆芯卸料工具的兩臂，為使兩 臂固定以及保證整個(gè)裝置的剛性，在外管的中部有H型定位支架105，如圖1所示；所述H型 定位支架包括中部水平管Φ57mmX IOmm和左右兩端的垂直管Φ45πιπιΧ3. 5mm，各管之間通 過(guò)焊接連接，并用鎖緊螺釘將定位支架固定在外管209上?？砂磸?qiáng)度要求和安裝位置決定 固定位置，使用數(shù)量應(yīng)為2個(gè)或2個(gè)以上。
底板104起到支撐整個(gè)卸載工具和定位堆芯燃料組件的作用，可分為上板309、中 板310和下板311，三者用內(nèi)六角螺釘連接在一起。外管209的下部通過(guò)外管連接管302插 入底板104，并和底板104通過(guò)倒扣的螺栓連接在一起。如圖4所示，底板的一個(gè)側(cè)面中部 開(kāi)有和組件尺寸相吻合的缺口，以保證抓取時(shí)，能使裝置的夾頭剛好處于組件和柵格板結(jié) 合處。
如圖4所示，為了形成抓頭組件103中滑板307滑動(dòng)的底板滑槽401，如圖6、7、8 所示，中板滑槽位置處尺寸小于上板和下板6mm，在3層板連接在一起的時(shí)候，就形成了滑 板滑行的底板滑槽401。底板采用3層IOmm厚不銹鋼板疊拼而成。
使用時(shí)，將本裝置放入反應(yīng)堆堆芯，使底板104和反應(yīng)堆柵格板接觸，調(diào)節(jié)工具缺 口位置，使堆芯燃料組件正好處于工具的缺口內(nèi)，通過(guò)把手202旋轉(zhuǎn)螺母204，由于有止轉(zhuǎn) 銷211的限制，使螺母204的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為螺桿203的垂直運(yùn)動(dòng)，螺桿203的垂直運(yùn)動(dòng)通 過(guò)連接在上面的內(nèi)管210傳遞到內(nèi)管端塞301上，通過(guò)連桿304將垂直運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為滑板307 在由上板309、中板310、下板311構(gòu)成的底板滑槽401內(nèi)的水平運(yùn)動(dòng)，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)螺母204，迫 使安裝在滑板307上端的刺針306刺入燃料組件下管座。此時(shí)，卸載工具和堆芯燃料組件 通過(guò)刺針306連接成一個(gè)整體，由于在螺母204和連接套筒207之間安裝有軸承205，故能 有效地保證在無(wú)外力作用下，刺針306不會(huì)脫離出組件，即具有鎖緊功能。再將整個(gè)裝置通 過(guò)吊耳201，用吊帶懸掛于吊車的掛鉤上，使組件和工具都往上提，最終使組件脫離柵格板， 達(dá)到能順利出堆的目的。
權(quán)利要求
1.一種堆芯卸料工具，包括旋轉(zhuǎn)控制組件(101)、傳動(dòng)副組件(102)、抓頭組件(103) 和底板(104)；所述旋轉(zhuǎn)控制組件(101)包括螺桿(203)、螺母(204)和軸承(205)；所述螺 母(204)為筒狀，與螺桿(203)相連；傳動(dòng)副組件(102)包括外管(209)和內(nèi)管(210)，所 述外管(209)通過(guò)軸承(20 與螺母(204)下端相連，內(nèi)管(210)與螺桿(20 相連，內(nèi)管 (210)位于外管(209)內(nèi)，外管(209)上開(kāi)有滑槽(212)，滑槽(212)內(nèi)有與內(nèi)管(210)相 連的止轉(zhuǎn)銷(211)；抓頭組件(103)包括連桿(304)、刺針(305)和滑板(306)；連桿(304) 的一端和傳動(dòng)副組件(102)的內(nèi)管(210)相連，另一端和滑板(306)連接；滑板(306) 一側(cè) 的水平方向設(shè)有刺針(305)；底板(104)為長(zhǎng)方形平板，外管(209)的下部插入底板(104)， 底板(104)的一個(gè)側(cè)面中部開(kāi)有和組件尺寸相吻合的缺口，底板(104)的中部鏤空，內(nèi)側(cè) 設(shè)有底板滑槽G01)，底板滑槽001)內(nèi)設(shè)有滑板(306)；旋轉(zhuǎn)控制組件(101)、傳動(dòng)副組件 (102)和抓頭組件(10 各兩個(gè)組成工具的兩臂，在兩臂外管(206)的中部有H型定位支架 (105)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種堆芯卸料工具，其特征在于所述外管(209)和螺母 (204)通過(guò)連接套筒(207)相連，外管(209)上端外側(cè)與連接套筒(207)下端相連，連接套 筒(207)上端通過(guò)軸承Q05)與螺母(204)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種堆芯卸料工具，其特征在于所述傳動(dòng)副組件(102)中 的內(nèi)管(210)焊接在旋轉(zhuǎn)控制組件(101)中螺桿(203)下端，材料是0Crl8Ni9 ；外管(209) 采用高精度冷拉不銹鋼管制作而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種堆芯卸料工具，其特征在于所述內(nèi)管(210)上部的外 側(cè)和外管(209)內(nèi)側(cè)間有限制內(nèi)管(210)徑向運(yùn)動(dòng)的內(nèi)管定位套(208)。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種堆芯卸料工具，其特征在于所述抓頭組件(103)的連 桿(304)通過(guò)內(nèi)管端塞(301)與傳動(dòng)副組件(10 的內(nèi)管(210)相連，所述內(nèi)管端塞(301) 焊接在內(nèi)管(210)下端，并具有與連桿(304)相連的螺栓結(jié)構(gòu)；所述傳動(dòng)副組件(102)的外 管(209)通過(guò)外管連接管(302)與底板(104)相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種堆芯卸料工具，其特征在于所述刺針(306)為子彈形 結(jié)構(gòu)，頂部為圓錐體，底部為圓柱體，采用馬氏體不銹鋼3Crl3制作，通過(guò)螺紋結(jié) 構(gòu)和滑板 (307)相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種堆芯卸料工具，其特征在于所述H型定位支架(105) 包括中部水平管和左右兩端的垂直管，各管之間通過(guò)焊接制成，并用鎖緊螺釘將定位支架 (105)固定在外管(209)上，使用數(shù)量為2個(gè)以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種堆芯卸料工具，其特征在于所述底板(104)包括上板 (309)、中板(310)和下板(311)，三者用螺釘連接在一起，采用銷釘定位；中板(310)在底 板滑槽G01)位置處的尺寸小于上板(309)和下板(311)。
9.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種堆芯卸料工具，其特征在于所述外管滑槽(212)處設(shè) 有刻度，指示刺針(306)刺入燃料組件的程度。
10.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種堆芯卸料工具，其特征在于螺桿(203)上設(shè)置有便于 與吊車吊鉤相連的吊耳001)。
專利摘要
本發(fā)明屬于一種卸料工具，具體涉及一種用于核反應(yīng)堆的堆芯卸料工具。該工具包括旋轉(zhuǎn)控制組件、傳動(dòng)副組件、抓頭組件和底板；通過(guò)旋轉(zhuǎn)控制組件的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)傳動(dòng)副組件的垂直運(yùn)動(dòng)，使與傳動(dòng)副組件相連的抓頭組件在底板內(nèi)的水平運(yùn)動(dòng)，抓頭組件的滑板加緊底板缺口內(nèi)的堆芯組件，提升整個(gè)工具，使堆芯組件的下管座脫離柵格板，達(dá)到能順利出堆的目的。本堆芯卸料工具通過(guò)抓取燃料組件下管座，不會(huì)損壞燃料芯體段，可以保證組件結(jié)構(gòu)完整。
文檔編號(hào)G21C19/00GKCN102117668SQ200910216999
公開(kāi)日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2009年12月31日
發(fā)明者唐坤林, 張強(qiáng), 李勁松, 李成業(yè), 李文鈺, 沈躍, 王立德, 羅文廣, 閔照地, 陳啟兵, 陳志雄, 黃仁忠 申請(qǐng)人:中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan