專(zhuān)利名稱(chēng):球床高溫氣冷堆乏燃料裝料裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及核反應(yīng)堆工程技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種球床高溫氣冷堆乏燃料裝料裝置。
背景技術(shù)：
我國(guó)目前在積極發(fā)展壓水堆核電站的同時(shí)，也在積極開(kāi)發(fā)球床模塊式高溫氣冷堆核電站，高溫堆核電站被公認(rèn)為是具有第四代核電主要特征的核電站，具有固有安全、防止核擴(kuò)散、可產(chǎn)生高溫工藝熱等優(yōu)點(diǎn)。
球床高溫氣冷堆采用的是球形燃料元件，球形燃料元件內(nèi)彌散有涂敷燃料顆粒。涂敷燃料顆粒的直徑約1_。球形燃料元件是將一定數(shù)量的燃料顆粒和基體石墨充分混合，壓成直徑50_的石墨球，然后再在外部包裹壓制一層純石墨作為燃料元件的外殼，壓制好的燃料元件外徑為60_。
球床高溫氣冷堆燃料元件內(nèi)的裂變材料，在裂變過(guò)程中會(huì)釋放大量的熱量，即核能，裂變材料消耗到一定程度后，裂變材料將成為乏燃料，乏燃料的主要特征是具有很強(qiáng)的放射性，需要考慮輻射屏蔽。
從球床高溫氣冷堆堆芯排出的球形乏燃料，需要采用合適的裝料裝置，將從反應(yīng)堆排出的乏燃料元件，裝入適合球形燃料元件貯存的貯罐內(nèi)，在裝滿(mǎn)后將貯罐密封，然后貯存在合適的貯存設(shè)施內(nèi)。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術(shù)問(wèn)題
本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種將乏燃料元件裝入貯罐內(nèi)的裝料裝置。
( 二 )技術(shù)方案
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出了 一種球床高溫氣冷堆乏燃料裝料裝置，包括:
設(shè)備支架；
進(jìn)料管支架，其設(shè)置在所述設(shè)備支架上；
進(jìn)料內(nèi)套管，其與所述進(jìn)料管支架固定連接；
電機(jī)減速器，其設(shè)置在所述設(shè)備支架上，用于驅(qū)動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)；
絲杠，其通過(guò)絲杠軸承座設(shè)置在所述設(shè)備支架上；
橫梁滑塊，其通過(guò)絲杠螺母與所述絲杠配合連接；
進(jìn)料外套管，其固定在所述橫梁滑塊上，并且所述進(jìn)料外套管的一端通過(guò)密封滑套與所述進(jìn)料內(nèi)套管密封配合；
裝料管，其內(nèi)設(shè)置有罐塞爪具，所述裝料管的下端固定有裝料管下口，所述進(jìn)料外套管的另一端與所述裝料管連通；
罐塞爪具活動(dòng)外殼，其與所述罐塞爪具連接，并且所述罐塞爪具活動(dòng)外殼的下端與所述裝料管的上端連接，并且所述罐塞爪具活動(dòng)外殼與所述橫梁滑塊固定；[0019]罐塞爪具升降氣缸，其下端與所述罐塞爪具的上端連接。
其中，還包括第一導(dǎo)柱，其通過(guò)第一導(dǎo)柱軸承座和第四導(dǎo)柱軸承座設(shè)置在所述設(shè)備支架上并與所述橫梁滑塊間隙配合。
其中，還包括第二導(dǎo)柱，其通過(guò)第二導(dǎo)柱軸承座和第三導(dǎo)柱軸承座設(shè)置在所述設(shè)備支架上并與所述橫梁滑塊間隙配合。
其中，還包括屏蔽筒和屏蔽筒吊架，所述屏蔽筒吊架的下端固定在所述屏蔽筒上，所述屏蔽筒吊架穿過(guò)所述橫梁滑塊并吊在所述橫梁滑塊上，所述屏蔽筒吊架的上端與所述罐塞爪具升降氣缸的下端連接。
其中，所述絲杠穿過(guò)所述橫梁滑塊的絲杠孔。
其中，所述杠桿螺母設(shè)置在所述橫梁滑塊的絲杠孔的端部。
其中，所述進(jìn)料外套管通過(guò)固定盤(pán)固定在所述橫梁滑塊上。
其中，還包括配重箱，其設(shè)置在所述設(shè)備支架上。。
(三)有益效果
本發(fā)明的技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明的球床高溫氣冷堆乏燃料裝料裝置能夠?qū)⒏邷貧饫涠逊θ剂显踩b入乏燃料貯罐內(nèi)，可遠(yuǎn)程控制全部的裝料操作，在乏燃料的裝料過(guò)程中，能夠保證乏燃料的操作安全和輻射防護(hù)安全。


圖1為本發(fā)明的球床高溫氣冷堆乏燃料裝料裝置實(shí)施例的示意圖；
圖2為本發(fā)明的球床高溫氣冷堆乏燃料裝料裝置實(shí)施例的剖視圖；
圖3為球床高溫氣冷堆乏燃料貯罐及屏蔽罩頂部剖視圖；
圖4為球床高溫氣冷堆乏燃料貯罐罐口局部放大圖。
其中，1:進(jìn)料管支架；2:電機(jī)減速器；3:絲杠軸承座；4:第一導(dǎo)柱軸承座；5:第二導(dǎo)柱軸承座；6:配重箱；7:設(shè)備支架；8:絲杠；9:第一導(dǎo)柱；10:第二導(dǎo)柱；11:橫梁滑塊；12:第三導(dǎo)柱軸承座；13:第四導(dǎo)柱軸承座；14:混凝土樓板；15:絲杠螺母；16:固定盤(pán)；17:貯罐罐塞；18:貯罐罐口 ；19:裝料管下口 ；20:裝料管；21:屏蔽筒；22:罐塞爪具；23:屏蔽筒吊架；24:罐塞爪具活動(dòng)外殼；25:進(jìn)料外套管；26:密封滑套；27:進(jìn)料內(nèi)套管；28:罐塞爪具升降氣缸；29:乏燃料貯罐；30:屏蔽罩頂蓋開(kāi)孔；31:屏蔽罩頂蓋；32:屏蔽罩筒體。
具體實(shí)施方式
為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖作進(jìn)一步的說(shuō)明。
如圖1-2所示，為本發(fā)明的球床高溫氣冷堆乏燃料裝料裝置實(shí)施例的示意圖，包括設(shè)備支架7、進(jìn)料外套管25、進(jìn)料內(nèi)套管27、屏蔽筒21、罐塞爪具22、罐塞爪具升降氣缸28、絲杠8和第一導(dǎo)柱9、第二導(dǎo)柱10等部件。
進(jìn)料管支架I固定設(shè)置在設(shè)備支架7上，用于固定進(jìn)料內(nèi)套管27。電機(jī)減速器2設(shè)置在設(shè)備支架7上，用于驅(qū)動(dòng)絲杠8轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠8通過(guò)絲杠軸承座3固定設(shè)置在設(shè)備支架7上。第一導(dǎo)柱9通過(guò)第一導(dǎo)柱軸承座4和第四導(dǎo)柱軸承座13固定設(shè)置在設(shè)備支架7上，第二導(dǎo)柱10通過(guò)第二導(dǎo)柱軸承座5和第三導(dǎo)柱軸承座12固定設(shè)置在設(shè)備支架7上。配重箱6固定設(shè)置在設(shè)備支架7上，用于在屏蔽筒20起吊時(shí)平衡絲杠8兩端的重量，保證整個(gè)支架的平衡和穩(wěn)定。設(shè)備支架7固定在艙室混凝土樓板14上，用于支承裝料裝置的各部件。橫梁滑塊11通過(guò)絲杠螺母15上的螺紋與絲杠8 (其穿過(guò)橫梁滑塊11的絲杠孔)配合連接，由絲杠8驅(qū)動(dòng)可上下滑動(dòng)，橫梁滑塊11與第一導(dǎo)柱9和第二導(dǎo)柱10間隙配合，在絲杠8驅(qū)動(dòng)橫梁滑塊11上下滑動(dòng)的過(guò)程中，用于垂直導(dǎo)向，防止彎曲變形。艙室混凝土樓板14用于承受裝料裝置的總重，并能屏蔽裝料裝置在裝乏燃料過(guò)程中的放射性。絲杠螺母15固定在橫梁滑塊11絲杠孔的端部，與絲杠8配合驅(qū)動(dòng)橫梁滑塊11上下滑動(dòng)。固定盤(pán)16將進(jìn)料外套管25固定在橫梁滑塊11上，當(dāng)橫梁滑塊11上下滑動(dòng)時(shí)，會(huì)帶動(dòng)進(jìn)料外套管25同時(shí)上下滑動(dòng)。貯罐罐塞17在非裝料期間，塞入貯罐罐口 18內(nèi)，裝料管下口 19固定在裝料管20的下端，在裝料時(shí)與貯罐罐口 18密封對(duì)接，屏蔽筒21在裝料時(shí)下落至屏蔽罩頂蓋31的開(kāi)孔上方，如圖3所示，可以屏蔽裝料管在裝料時(shí)乏燃料的放射性，不裝料時(shí)則提起。罐塞爪具22設(shè)置在裝料管20內(nèi)并可以在裝料管20內(nèi)上下滑動(dòng)，以便將貯罐罐蓋17抓起和放回。屏蔽筒吊架23的下端固定在屏蔽筒21上，并穿過(guò)橫梁滑塊11的左側(cè)開(kāi)孔，穿過(guò)的部分頂端局部變粗，可以使屏蔽筒21吊在橫梁滑塊11上作上下滑動(dòng)。罐塞爪具活動(dòng)外殼24設(shè)置在罐塞爪具22上，是罐塞爪具22上下升降的活動(dòng)外殼，其下端與裝料管20的上端連接，而上端則與罐塞爪具升降氣缸28的下端連接。罐塞爪具活動(dòng)外殼24與橫梁滑塊11固定在一起，當(dāng)橫梁滑塊11上下滑動(dòng)時(shí)，罐塞爪具活動(dòng)外殼24會(huì)隨其上下滑動(dòng)。進(jìn)料外套管25的一端通過(guò)密封滑套26與進(jìn)料內(nèi)套管27密封配合，并可在進(jìn)料內(nèi)套管27的外部上下滑動(dòng)，進(jìn)料外套管25的另一端與裝料管20連通，從而形成裝料管20的三通。進(jìn)料外套管25與橫梁滑塊11通過(guò)固定盤(pán)16固定在一起，當(dāng)橫梁滑塊11上下滑動(dòng)時(shí)，進(jìn)料外套管25會(huì)隨其上下滑動(dòng)。罐塞爪具升降氣缸28用于驅(qū)動(dòng)罐塞爪具22上下滑動(dòng)，從而將貯罐罐塞17取出和放回。如圖3-4所示，乏燃料貯罐29放置在屏蔽罩筒體32內(nèi)，并放置在屏蔽罩頂蓋31的正下方，貯罐罐口 18與屏蔽罩頂蓋開(kāi)孔30上下正對(duì)布置。
本發(fā)明的球床高溫氣冷堆乏燃料裝料裝置的操作過(guò)程如下:
1.操作初始狀態(tài):
橫梁滑塊11位于設(shè)備支架7的上部，屏蔽筒21通過(guò)屏蔽筒吊架23掛在橫梁滑塊11上，距離屏蔽罩頂蓋31有一定距離，裝料管下口 19和裝料管20均在屏蔽罩頂蓋開(kāi)孔30的上部。屏蔽罩筒體32位于裝料管20的正下方，乏燃料貯罐29已放入屏蔽罩筒體32內(nèi)，貯罐罐口 18與屏蔽罩頂蓋開(kāi)孔30上下正對(duì)布置。
2.將裝料管下口 19下放到貯罐罐口 18上密封對(duì)接:
開(kāi)動(dòng)電機(jī)減速器2，驅(qū)動(dòng)絲杠8轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠8驅(qū)動(dòng)橫梁滑塊11沿著第一導(dǎo)柱9和第二導(dǎo)柱10向下滑動(dòng)，從而帶動(dòng)固定在橫梁滑塊11上的進(jìn)料外套管25、罐塞爪具活動(dòng)外殼24、屏蔽筒21、裝料管20也向下滑動(dòng)，使裝料管20插入屏蔽罩頂蓋開(kāi)孔30內(nèi)，裝料管下口19與貯罐罐口 18密封對(duì)接，屏蔽筒21放落到屏蔽罩頂蓋31上。
罐塞爪具升降氣缸28驅(qū)動(dòng)罐塞爪具22下落到貯罐罐塞17的卡槽內(nèi)，抓取罐塞，然后罐塞爪具升降氣缸28再驅(qū)動(dòng)罐塞爪具22上升到裝料管的三通上方，以便乏燃料裝料。
當(dāng)上述動(dòng)作完成后，即可以打開(kāi)輸球管道上的閥門(mén)，將乏燃料元件從進(jìn)料內(nèi)套管27、進(jìn)料外套管25、裝料管20和貯罐罐口 18裝入乏燃料貯罐29內(nèi)，直至裝滿(mǎn)為止。
3.將裝料管下口 19從貯罐罐口 18上脫開(kāi)抽出:[0045]在乏燃料貯罐29裝滿(mǎn)乏燃料后，罐塞爪具升降氣缸28驅(qū)動(dòng)罐塞爪具22帶動(dòng)貯罐罐塞17下落到貯罐罐口 18內(nèi)，并從貯罐罐塞17的卡槽內(nèi)脫開(kāi)，然后罐塞爪具升降氣缸28再驅(qū)動(dòng)罐塞爪具22上升到裝料管的三通上方。
開(kāi)動(dòng)電機(jī)減速器2，驅(qū)動(dòng)絲杠8轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠8驅(qū)動(dòng)橫梁滑塊11沿著第一導(dǎo)柱9和第二導(dǎo)柱10向上滑動(dòng)，從而帶動(dòng)固定在橫梁滑塊11上的進(jìn)料外套管25、罐塞爪具活動(dòng)外殼24、屏蔽筒21、裝料管20也向上起升，使裝料管20從屏蔽罩頂蓋開(kāi)孔30內(nèi)抽出，裝料管下口 19從貯罐罐口 18上松脫取出，屏蔽筒21從屏蔽罩頂蓋31上升起到一定高度停止，從而恢復(fù)到初始狀態(tài)。
本發(fā)明的球床高溫氣冷堆乏燃料裝料裝置具有以下優(yōu)點(diǎn):
1.可遠(yuǎn)程控制操作，能有效降低操作人員的輻照劑量，有利于操作過(guò)程的輻射防護(hù)；
2.采用電機(jī)減速器作為升降橫梁滑塊的動(dòng)力源，操作可靠性高，降低了誤動(dòng)作發(fā)生的可能性；
3.通過(guò)絲杠升降橫梁滑塊和進(jìn)料管，操作精度高；
4.通過(guò)將裝料管下口與貯罐罐口的密封對(duì)接，可使在乏燃料裝料操作過(guò)程中，乏燃料貯罐一直處于密封狀態(tài)，防止了貯罐內(nèi)的氣體外漏；
5.通過(guò)在絲杠兩側(cè)調(diào)整配重箱和屏蔽筒的重量平衡，可使裝料裝置兩端受力平衡，保證了設(shè)備的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和操作的可靠性。
6.通過(guò)在乏燃料裝料管上設(shè)置屏蔽筒，可使在乏燃料裝料操作過(guò)程中，乏燃料裝料管一直處于福射屏蔽狀態(tài)，有利于操作過(guò)程的福射防護(hù)；
7.通過(guò)在進(jìn)料外套管和進(jìn)料內(nèi)套管之間設(shè)置密封滑套，可使在乏燃料裝料操作過(guò)程中，乏燃料裝料管路一直處于密封狀態(tài)，防止了管路內(nèi)的氣體外漏；
8.罐塞爪具采用氣缸驅(qū)動(dòng)升降，操作可靠性高，能有效降低操作誤動(dòng)作發(fā)生的可能性。
9.通過(guò)采用兩根導(dǎo)柱，使橫梁滑塊在升降操作過(guò)程中有導(dǎo)向控制方向，提高了設(shè)備操作的可靠性和準(zhǔn)確性。
本發(fā)明的球床高溫氣冷乏燃料裝料裝置經(jīng)變型可用于操作外形或功能類(lèi)似的乏燃料元件，也可應(yīng)用于普通工業(yè)的相關(guān)領(lǐng)域。
以上所述僅是本發(fā)明的實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種球床高溫氣冷堆乏燃料裝料裝置，其特征在于，包括: 設(shè)備支架(7)； 進(jìn)料管支架(I)，其設(shè)置在所述設(shè)備支架(7 )上； 進(jìn)料內(nèi)套管(27)，其與所述進(jìn)料管支架(I)固定連接； 電機(jī)減速器(2 )，其設(shè)置在所述設(shè)備支架(7 )上，用于驅(qū)動(dòng)絲杠(8 )轉(zhuǎn)動(dòng)； 絲杠(8 )，其通過(guò)絲杠軸承座(3 )設(shè)置在所述設(shè)備支架(7 )上； 橫梁滑塊(11)，其通過(guò)絲杠螺母(15)與所述絲杠(8 )配合連接； 進(jìn)料外套管(25 )，其固定在所述橫梁滑塊(11)上，并且所述進(jìn)料外套管(25 )的一端通過(guò)密封滑套(26)與所述進(jìn)料內(nèi)套管(27)密封配合； 裝料管(20)，其內(nèi)設(shè)置有罐塞爪具(22)，所述裝料管(20)的下端固定有裝料管下口(19)，所述進(jìn)料外套管(25)的另一端與所述裝料管(20)連通； 罐塞爪具活動(dòng)外殼(24)，其與所述罐塞爪具(22)連接，并且所述罐塞爪具活動(dòng)外殼(24)的下端與所述裝料管(20)的上端連接，并且所述罐塞爪具活動(dòng)外殼(24)與所述橫梁滑塊(11)固定； 罐塞爪具升降氣缸(28 )，其下端與所述罐塞爪具(22 )的上端連接。
2.如權(quán)利要求
1所述的球床高溫氣冷堆乏燃料裝料裝置，其特征在于，還包括第一導(dǎo)柱(9)，其通過(guò)第一導(dǎo)柱軸承座(4)和第四導(dǎo)柱軸承座(13)設(shè)置在所述設(shè)備支架(7)上并與所述橫梁滑塊(11)間隙配合。
3.如權(quán)利要求
2所述的球床高溫氣冷堆乏燃料裝料裝置，其特征在于，還包括第二導(dǎo)柱(10)，其通過(guò)第二導(dǎo)柱軸承座(5)和第三導(dǎo)柱軸承座(12)設(shè)置在所述設(shè)備支架(7)上并與所述橫梁滑塊(11)間隙配合。
4.如權(quán)利要求
3所述的球床高溫氣冷堆乏燃料裝料裝置，其特征在于，還包括屏蔽筒(21)和屏蔽筒吊架(23)，所述屏蔽筒吊架(23)的下端固定在所述屏蔽筒(21)上，所述屏蔽筒吊架(23 )穿過(guò)所述橫梁滑塊(11)并吊在所述橫梁滑塊(11)上，所述屏蔽筒吊架(23 )的上端與所述罐塞爪具升降氣缸(28)的下端連接。
5.如權(quán)利要求
4所述的球床高溫氣冷堆乏燃料裝料裝置，其特征在于，所述絲杠(8)穿過(guò)所述橫梁滑塊(11)的絲杠孔。
6.如權(quán)利要求
5所述的球床高溫氣冷堆乏燃料裝料裝置，其特征在于，所述絲杠螺母(15)設(shè)置在所述橫梁滑塊(11)的絲杠孔的端部。
7.如權(quán)利要求
6所述的球床高溫氣冷堆乏燃料裝料裝置，其特征在于，所述進(jìn)料外套管(25)通過(guò)固定盤(pán)(16)固定在所述橫梁滑塊(11)上。
8.如權(quán)利要求
7所述的球床高溫氣冷堆乏燃料裝料裝置，其特征在于，還包括配重箱(6)，其設(shè)置在所述設(shè)備支架(7)上。
專(zhuān)利摘要
本發(fā)明涉及核反應(yīng)堆工程技術(shù)領(lǐng)域：
，公開(kāi)了一種球床高溫氣冷堆乏燃料裝料裝置，包括設(shè)備支架、進(jìn)料外套管、進(jìn)料內(nèi)套管、屏蔽筒、罐塞爪具、罐塞爪具升降氣缸、絲杠和第一導(dǎo)柱、第二導(dǎo)柱。本發(fā)明的球床高溫氣冷堆乏燃料裝料裝置能夠?qū)⒏邷貧饫涠逊θ剂显踩b入乏燃料貯罐內(nèi)，可遠(yuǎn)程控制全部的裝料操作，在乏燃料的裝料過(guò)程中，能夠保證乏燃料的操作安全和輻射防護(hù)安全。
文檔編號(hào)G21C19/105GKCN102201269SQ201110097136
公開(kāi)日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2011年4月18日
發(fā)明者王金華, 張作義, 吳彬, 李?lèi)? 劉繼國(guó) 申請(qǐng)人:清華大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專(zhuān)利引用 (4), 非專(zhuān)利引用 (1),