專利名稱:球床高溫堆燃料球隔料輸送裝置的制作方法
球床高溫堆燃料球隔料輸送裝置技術(shù)領域：
[0001]本發(fā)明涉及反應堆工程技術(shù)領域：
，特別地涉及一種用于球床高溫堆的燃料球隔料輸送裝置。
背景技術(shù)：
[0002]球床高溫氣冷堆采用球形燃料元件多次通過堆芯的方式實現(xiàn)不停堆連續(xù)運行，反應堆運行期間，每天需要從堆芯卸出一定數(shù)量的燃料，并逐一進行燃耗測量，達到目標燃耗的乏燃料經(jīng)過一系列流程后輸送至乏燃料貯存系統(tǒng)做廠內(nèi)中間貯存，而大量未達到目標的燃料球則利用載帶氦氣氣力輸送返回堆芯繼續(xù)反應和再次循環(huán)，同時，還需要向堆芯裝入與卸出乏燃料數(shù)目相等的新燃料元件，以保證反應堆的反應性。[0003]在堆芯卸料、燃耗測量、乏燃料卸料和新燃料裝料過程中的一些特定位置，均設置了球形元件暫存管段，球形元件串列暫存在管段內(nèi)，排隊等候后續(xù)操作。發(fā)明專利“應用于高溫氣冷堆的球形元件單一化輸送裝置”(申請公布號CN201010533835. 5)公開了一種接球杯轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的輸送單一器，執(zhí)行對暫存管段內(nèi)的球形元件單一化輸送的功能。在上游管段內(nèi)所有球形元件均具有良好實體結(jié)構(gòu)完整性的情況下，該結(jié)構(gòu)的輸送裝置具有高度的運行可靠性。但是，如果管路內(nèi)存在碎球或碎渣，受接球杯的深度及空間限制，接球杯內(nèi)的燃料球被墊高而超出剪切面，導致發(fā)生切球或卡球故障，從而必須利用上游輔助裝置，參見發(fā)明專利“球床高溫堆球流管路閉鎖器”(專利號CN201010103320. I)截斷串列燃料元件，并對管路泄壓后，打開轉(zhuǎn)子軸對側(cè)的小法蘭蓋，借助于長柄扳手配合轉(zhuǎn)子軸的方頭端強制切碎元件，并安全排出上游管路內(nèi)的強放射性球形元件，然后重新裝配輸送裝置，進而進行氣氛置換和管路充壓等一系列操作后才能恢復系統(tǒng)運行。停運檢修對核電站的可利用性和經(jīng)濟性造成很大影響，并可能對設備檢修人員造成劑量照射。采用此組合裝置，局部管路系統(tǒng)復雜，燃料裝卸系統(tǒng)中十多個暫存管段復雜，系統(tǒng)制造及安裝成本高。
發(fā)明內(nèi)容
[0004](一 )所要解決的技術(shù)問題[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種應用于球床高溫堆的串列燃料球暫存管路下游，不會發(fā)生切球及碎球卡堵的燃料球隔料輸送裝置，以保證燃料裝卸系統(tǒng)的運行可靠性和反應堆的可利用性。[0006]( 二 )技術(shù)方案[0007]本發(fā)明提供球床高溫堆燃料球隔料輸送裝置，該裝置包括端蓋組件(I)、箱體組件(6)、轉(zhuǎn)盤組件(10)和驅(qū)動組件(17)；[0008]所述端蓋組件(I)包括盤形端蓋(2)和大于燃料球直徑的第一接管(3)，所述端蓋(2)上設有轉(zhuǎn)軸通孔(4)，所述第一接管(3)底端帶有2個耳板(5a、5b)；[0009]所述箱體組件(6)包括箱體(7)和第二接管(8)，所述箱體(7)上設有大于燃料球直徑的第一過球通孔(9)，所述第二接管(8)與第一過球通孔(9)同軸等徑，固定在所述箱體⑵表面；[0010]所述轉(zhuǎn)盤組件(10)包括轉(zhuǎn)盤(11)、轉(zhuǎn)軸(12)和兩個托架(13、14)，位于箱體內(nèi)， 所述轉(zhuǎn)盤(11)上設有槽寬與槽深均大于燃料球直徑的導球槽(15)，所述導球槽(15)的槽底設有第二過球通孔(16)，所述導球槽(15)與轉(zhuǎn)軸同軸，所述托架(13、14)設在所述轉(zhuǎn)盤(11)上，所述第二過球通孔(16)的直徑大于燃料球直徑；[0011]所述第一接管(3)與第二接管(8)同軸，第一接管(3)底端的耳板(5a、5b)位于所述導球槽(15)上空內(nèi)；所述轉(zhuǎn)軸(12)穿過轉(zhuǎn)軸通孔(4)，并支撐在所述端蓋(2)和箱體(7)上。[0012]優(yōu)選的，所述第一接管(3)的管徑、第二接管(8)的管徑、第二過球通孔(16)的孔徑及導球槽(15)的槽寬與槽深均大于燃料球直徑2-5mm。[0013]優(yōu)選的，所述托架(13、14)為弧形托架。[0014]優(yōu)選的，所述托架(13、14)的兩側(cè)均有一個過渡坡面(13a、13b、14a、14b)，托架外伸板下表面距其正下方的導球槽底面為65mm,這部分導球槽與外圍導球槽之間有一個過渡段(15a、15b)。[0015]優(yōu)選的，所述托架的過渡坡面(13a、13b、14a、14b)與位于其下方的導球槽過渡段 (15a、15b)之間的距離均大于或等于65mm。[0016]優(yōu)選的，所述端蓋組件(I)中的第一接管(3)的管徑為65mm。[0017]優(yōu)選的，所述箱體組件￠)中的第一過球通孔(9)的孔徑和第二接管(8)的管徑均為65mm。、[0018]優(yōu)選的所述轉(zhuǎn)盤組件(10)中導球槽(15)的槽寬與槽深以及第二過球通孔(16) 的直徑均為65mm。[0019]優(yōu)選的，所述驅(qū)動部件(17)采用“伺服電機+減速機+微型膜片聯(lián)軸器+磁耦合聯(lián)軸器”結(jié)構(gòu)實現(xiàn)氦氣密閉空間的磁力傳動。[0020]優(yōu)選的，所述所述端蓋組件(I)通過第一組緊固件(23)和第一密封件(24)與所述箱體組件(6)相連，所述驅(qū)動組件(17)通過第二組緊固件(25)和第二密封件(26)與端蓋組件⑴相連。[0021](三)有益效果[0022]本發(fā)明所提供的球床高溫堆燃料球輸送裝置，位于第一接管內(nèi)的串列燃料球被耳板限制并受轉(zhuǎn)盤組件的導球槽底面支承，轉(zhuǎn)盤帶動托架經(jīng)過耳板過程中，托架將底端一個燃料球與上部串列燃料球分隔開，當出球孔轉(zhuǎn)至與第二通孔同軸位置時，底部燃料球被排出；而在托架完全轉(zhuǎn)過耳板后，串列燃料球又進入導球槽內(nèi)。[0023]本技術(shù)方案與前述轉(zhuǎn)子接球杯結(jié)構(gòu)的單一化輸送裝置相比，由于所述端蓋組件內(nèi)第一接管及其耳板對串列燃料球的限位，所述轉(zhuǎn)盤導球槽側(cè)面及轉(zhuǎn)盤上表面與所述端蓋下表面不會形成剪切面，具有過渡段和圓滑接觸面的2片式托架能夠可靠地將底端單個燃料球從串列燃料球中分隔開來。[0024]另一方面，托架下方導球槽內(nèi)有足夠的空間可容納單個燃料球、碎球及碎片，在托架分隔過程中，托架可抬高上部串列燃料球，并且其過渡段對碎球和碎片具有擾動作用，從而在導球槽的導向作用下，進入耳板內(nèi)的碎片可以先于或者晚于被分隔的單個燃料球排出，避免了碎球卡塞故障的發(fā)生，從而保證了燃料球單一輸送的可靠性和反應堆可利用性。[0025]采用本技術(shù)方案后，由一臺隔料輸送裝置取代了閉鎖器和單一化輸送裝置，不僅簡化了局部管路系統(tǒng)，而且使燃料裝卸系統(tǒng)中十多個暫存管段的得以顯著簡化，降低了系統(tǒng)制造及安裝成本。


[0026]圖I為本發(fā)明球床高溫堆燃料球輸送裝置的一個實施例的結(jié)構(gòu)主視圖；[0027]圖2為本發(fā)明球床高溫堆燃料球輸送裝置的一個實施例的轉(zhuǎn)盤組件結(jié)構(gòu)俯視圖；[0028]圖3為本發(fā)明球床高溫堆燃料球輸送裝置的一個實施例的三維結(jié)構(gòu)示意圖及其隔料與排球局部區(qū)域的放大示意圖。[0029]其中，I :端蓋組件；2 :端蓋；3 :第一接管；[0030]4 :轉(zhuǎn)軸通孔;5、5a、5b :耳板；6 :箱體組件；7 :箱體；[0031]8 :第二接管；9 :第一過球通孔；10 :轉(zhuǎn)盤組件；11 :轉(zhuǎn)盤；[0032]12 :轉(zhuǎn)軸;13、13a、13b、14、14a、14b :托架及其過渡段；[0033]15、15a、15b :導球槽及其過渡段；16 :第二過球通孔；[0034]17 :驅(qū)動組件；18 :磁耦合聯(lián)軸器；19 :內(nèi)磁轉(zhuǎn)子；20 :隔離罩；[0035]21 :第一軸承；22 :第二軸承；23 :第一組緊固件；[0036]24 :第一密封件；25 :第二組緊固件；26 :第二密封件；[0037]27 :串列燃料球；28 :底端燃料球。
具體實施方式
[0038]為使本發(fā)明的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細描述。[0039]如圖I所示，該隔料輸送裝置是一個包括端蓋組件I、箱體組件6、轉(zhuǎn)盤組件10和驅(qū)動組件17的承壓機械設備。[0040]其中，端蓋組件I由端蓋2和第一接管3焊接而成，端蓋2上設有一個轉(zhuǎn)軸通孔4， 第一接管3底端帶有2個耳板5a、5b，第一接管3的管徑略大于燃料球直徑，取值2_5mm。本實施例取管徑值為65mm，便于直徑60mm燃料球的順暢流動，在第一接管3及其上游接管內(nèi)可以暫存數(shù)量不等的串列燃料球27。[0041]箱體組件6由箱體7和第二接管8焊接而成，箱體7上有一個第一過球通孔9，其孔徑同樣略大于燃料球直徑，取值為2-5_。這里孔徑同樣取為65_，第二接管8與第一過球通孔9同軸等徑并焊接在所述箱體7表面上。[0042]轉(zhuǎn)盤組件10由轉(zhuǎn)盤11、轉(zhuǎn)軸12和兩個托架13、14組成，轉(zhuǎn)盤11上設有一個導球槽15和一個貫穿該導球槽15，設在槽底的第二過球通孔16。所述導球槽15為一個與轉(zhuǎn)軸同軸的圓環(huán)槽，其槽寬和槽深均為65mm ;所述第二過球通孔16的直徑也為65mm。所述兩個托架13、14優(yōu)選為弧形，裝配在導球槽15外的轉(zhuǎn)盤11上，其中，當弧形托架轉(zhuǎn)至第二過球通孔16上方時，應保證第二過球通孔16位于弧形托架13、14正下方的中部。所述弧形托架13、14的兩側(cè)均有一個過渡坡面13a、13b、14a、14b,弧形托架外伸板下表面距其正下方的導球槽地面為65mm,這部分導球槽與外圍導球槽之間有一個過渡段15a、15b,如圖2所示。弧形托架的過渡坡面13a、13b、14a、14b與位于其下方的導球槽過渡段15a、15b之間的距離均大于或等于65mm,以保證在轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動過程中，不會為60mm直徑的燃料球極可能的碎片卡塞。[0043]所述驅(qū)動組件17采用發(fā)明專利“高溫氣冷堆氦氣空間的密封傳動裝置及其驅(qū)動裝置”(專利申請?zhí)朇N201010103351. 7)公開的密封傳動裝置及其驅(qū)動裝置，由“伺服電機 +減速機+微型膜片聯(lián)軸器+磁耦合聯(lián)軸器”結(jié)構(gòu)實現(xiàn)氦氣密閉空間的磁力傳動，可以避免放射性污染氦氣向環(huán)境的泄露，并實現(xiàn)對轉(zhuǎn)盤11的轉(zhuǎn)動控制。[0044]所述轉(zhuǎn)盤組件10的轉(zhuǎn)軸12穿過所述端蓋2的轉(zhuǎn)軸通孔4，并利用第一軸承21支撐在所述端蓋2上，其底端利用第二軸承22支撐在所述箱體7上，所述轉(zhuǎn)軸12與所述驅(qū)動組件17中磁耦合聯(lián)軸器18的內(nèi)磁轉(zhuǎn)子19相連。[0045]該隔料輸送裝置壓力邊界處的主要連接與密封接口包括所述端蓋組件I通過第一組緊固件23和第一密封件24與所述箱體組件6相連，所述驅(qū)動組件17通過第二組緊固件25和第二密封件26與端蓋組件I相連。所述端蓋組件I、箱體組件6和驅(qū)動組件17中磁耦合聯(lián)軸器18的隔離罩20構(gòu)成承壓腔體，所有密封均為靜密封，能夠?qū)崿F(xiàn)對放射性氦氣的可靠密封。[0046]如圖I 3所示，裝配時，所述端蓋組件I的第一接管3與所述箱體組件6的第二接管8同軸裝配，其第一接管3的耳板5a、5b位于所述轉(zhuǎn)盤組件10的導球槽15上空內(nèi)。所述轉(zhuǎn)盤組件10在繞其轉(zhuǎn)軸12轉(zhuǎn)動時，其兩個弧形托架13、14能夠順暢通過端蓋組件I中第一接管3的耳板5a、5b,其導球槽15也能不觸碰耳板5a、5b而自由旋轉(zhuǎn)。[0047]由于所述端蓋組件I的第一接管3的耳板5a、5b位于所述轉(zhuǎn)盤組件10的導球槽 15內(nèi)上方，在轉(zhuǎn)盤組件10旋轉(zhuǎn)過程中，位于第一接管3內(nèi)串列燃料球27被導球槽15的槽底支承，當弧形托架13、14經(jīng)過耳板5a、5b時，托架過渡段即將串列燃料球底端的一個燃料球28與上部串列燃料球27分隔開來，而所述單個燃料球28則仍然被托架過渡段13a、14a 或13b、14b下方的導球槽過渡段15a或15b支承，并被限制在耳板5a、5b內(nèi)。在轉(zhuǎn)盤組件 10繼續(xù)轉(zhuǎn)動至其第二過球通孔16處于第一接管3正下方時，第二過球通孔16與其下方箱體組件6上的第一過球通孔9連通，從而所述單個燃料球28依靠自身的有利形狀和重力順暢排出。[0048]由于管路內(nèi)發(fā)生碎球的概率極低，即使產(chǎn)生碎球其碎片也很小，且托架下方有足夠的空間可容納單個燃料球、碎球及碎片，因而在托架分隔過程中，托架對碎片具有擾動作用，且在導球槽的導向作用下，進入耳板內(nèi)的碎片可以先于或者晚于被分隔的單個燃料球排出，而不會產(chǎn)生碎球卡塞故障。[0049]本發(fā)明不限于上述實施方式，只要隔料輸送裝置中采用了耳板、轉(zhuǎn)盤、托架、導球槽等結(jié)構(gòu)，均落在本發(fā)明的保護范圍之中。[0050]對于本技術(shù)領域：
的普通技術(shù)人員來說，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和替換，這些改進和替換也應視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種球床高溫堆燃料球隔料輸送裝置，其特征在于，所述裝置包括端蓋組件(I)、箱體組件￠)、轉(zhuǎn)盤組件(10)和驅(qū)動組件(17)； 所述端蓋組件(I)包括盤形端蓋(2)和大于燃料球直徑的第一接管(3)，所述端蓋(2)上設有轉(zhuǎn)軸通孔(4)，所述第一接管(3)底端帶有2個耳板(5a、5b)； 所述箱體組件(6)包括箱體(7)和第二接管(8)，所述箱體(7)上設有大于燃料球直徑的第一過球通孔(9)，所述第二接管(8)與第一過球通孔(9)同軸等徑，固定在所述箱體(7)表面； 所述轉(zhuǎn)盤組件(10)包括轉(zhuǎn)盤(11)、轉(zhuǎn)軸(12)和兩個托架(13、14)，位于箱體內(nèi)，所述轉(zhuǎn)盤(11)上設有槽寬與槽深均大于燃料球直徑的導球槽(15)，所述導球槽(15)的槽底設有第二過球通孔(16)，所述導球槽(15)與轉(zhuǎn)軸同軸，所述托架(13、14)設在所述轉(zhuǎn)盤(11)上，所述第二過球通孔(16)的直徑大于燃料球直徑； 所述第一接管(3)與第二接管(8)同軸，第一接管(3)底端的耳板(5a、5b)位于所述導球槽(15)上空內(nèi)；所述轉(zhuǎn)軸(12)穿過轉(zhuǎn)軸通孔(4)，并支撐在所述端蓋(2)和箱體(7)上。
2.如權(quán)利要求
I所述的燃料球隔料輸送裝置，其特征在于，所述第一接管(3)的管徑、第二接管(8)的管徑、第二過球通孔(16)的孔徑及導球槽(15)的槽寬與槽深均大于燃料球直徑2_5mm。
3.如權(quán)利要求
I所述的燃料球隔料輸送裝置，其特征在于，所述托架(13、14)為弧形托架。
4.如權(quán)利要求
1-3所述的任一燃料球隔料輸送裝置，其特征在于，所述托架(13、14)的兩側(cè)均有一個過渡坡面(13a、13b、14a、14b)，托架外伸板下表面距其正下方的導球槽底面為65mm,這部分導球槽與外圍導球槽之間有一個過渡段(15a、15b)。
5.如權(quán)利要求
4所述的燃料球隔料輸送裝置，其特征在于，所述托架的過渡坡面(13a、13b、14a、14b)與位于其下方的導球槽過渡段(15a、15b)之間的距離均大于或等于65mm。
6.如權(quán)利要求
I所述的燃料球隔料輸送裝置，其特征在于，所述端蓋組件(I)中的第一接管⑶的管徑為65mm。
7.如權(quán)利要求
I所述的燃料球隔料輸送裝置，其特征在于，所述箱體組件(6)中的第一過球通孔(9)的孔徑和第二接管⑶的管徑均為65mm。
8.如權(quán)利要求
I所述的燃料球隔料輸送裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)盤組件(10)中導球槽(15)的槽寬與槽深以及第二過球通孔(16)的孔徑均為65mm。
9.如權(quán)利要求
I所述的燃料球隔料輸送裝置，其特征在于，所述驅(qū)動部件(17)采用“伺服電機+減速機+微型膜片聯(lián)軸器+磁耦合聯(lián)軸器”結(jié)構(gòu)實現(xiàn)氦氣密閉空間的磁力傳動。
10.如權(quán)利要求
I所述的燃料球隔料輸送裝置，其特征在于，所述所述端蓋組件(I)通過第一組緊固件(23)和第一密封件(24)與所述箱體組件(6)相連，所述驅(qū)動組件(17)通過第二組緊固件(25)和第二密封件(26)與端蓋組件(I)相連。
專利摘要
本發(fā)明提供一種球床高溫堆燃料球隔料輸送裝置，屬于反應堆工程技術(shù)領域：
。該裝置的主要部件包括端蓋組件、箱體組件、轉(zhuǎn)盤組件和驅(qū)動組件。轉(zhuǎn)盤組件的主體是具有導球槽和過球通孔兩個結(jié)構(gòu)特征的轉(zhuǎn)盤，在過球通孔上方以及導球槽的兩側(cè)設置有2個弧形托架；端蓋組件上焊接有一個貫穿端蓋的過球接管，過球接管下部加工出2個耳板；裝配后端蓋組件中過球接管的耳板位于轉(zhuǎn)盤的導球槽內(nèi)上部，箱體組件上的過球接管和過球通孔與端蓋組件中過球接管等徑同軸。采用本技術(shù)方案的燃料球隔料輸送裝置，能夠避免碎球卡塞故障的發(fā)生，保證了燃料球單一輸送的可靠性和反應堆可利用性，并能有效節(jié)省管路系統(tǒng)安裝空間和減少安裝工作量。
文檔編號G21C19/20GKCN102982855SQ201210556990
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月20日
發(fā)明者張海泉, 聶君鋒, 張作義, 李紅克, 王鑫, 劉繼國, 董玉杰 申請人:清華大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan