CN101271738A - 一种燃料棒更换装置用夹头 - Google Patents

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Abstract

本发明属于用于反应堆中更换核燃料的设备，具体公开了一种燃料棒更换装置用夹头。一种燃料棒更换装置用夹头，包括锁紧套管和设在锁紧套管内的弹性夹头管，锁紧套管下部有一扩口锥面，弹性夹头管下端内侧与燃料棒头部相配，弹性夹头管下部管壁上开有至少两个纵向细槽，其特征在于：弹性夹头管内设有扩口胀管，扩口胀管的上部与弹性夹头管固定连接，扩口胀管的下端管壁上开有至少两个纵向细槽。本发明结构简单，通过一个零件(芯棒)的单一的提升和下插动作就实现了对燃料棒的抓取或脱离，且能在抓取燃料棒后依靠弹性夹头管本身的夹紧力和锁紧套管的夹紧力共同锁定抓头，从而使燃料棒的检测和更换过程中抓取燃料棒安全可靠。

Description

一种燃料棒更换装置用夹头
技术领域
本发明属于用于反应堆中更换核燃料的设备，具体为更换损坏的燃料棒的装置的夹头。
背景技术
燃料棒更换装置是核电厂燃料组件修复系统的重要设备之一，适用于核电厂燃料组件中破损燃料棒的检测和更换。其功能是通过无损检测对破损燃料组件中的燃料棒作逐根检查，确定其中已破损的燃料棒，然后用新燃料棒或其它备用棒更换其中已破损的燃料棒，更换完成后再将该燃料组件重新放到堆内，使未达到燃耗深度的破损燃料组件能够回堆复用，以提高核电厂的经济性。
燃料棒更换装置中，夹头是一个关键部件，它主要用来抓取燃料棒，以实现燃料棒的检测和更换。
美国专利US4,903,281公开了一种燃料棒抓取用的弹性夹头，该弹性夹头包括一个外套和一个内套，内套端部设有夹爪，外套有一个朝向端部的渐缩面，外套末端在燃料棒正上方下落，使得燃料棒伸入弹性夹头，之后，组合件在直流电动机带动下提升，使得外套相对于内套上升，以压紧里面的夹爪，锁紧燃料棒。该夹头的缺点在于，当发生断电时，外套失去动力下落会导致燃料棒从夹头中脱出，不够安全。
中国专利CN94193513.2公开了一种燃料组件的装载设备，该设备中包括一个燃料棒的夹取装置，它由一个长的拉杆组成，拉杆包括一个由内杆构成的内部和一个由外套管构成的外部，内杆的头部连接有开槽形成的管状夹取簧片；内杆的尾部固定有一个端头，外管的尾部与一个滑动安装在内杆上的环形件固定连接，螺旋弹簧安装在端头和环形件之间，外管上开有滑动槽，固定在内杆上的板件能在滑动槽内滑动。使用时，将板件拉起，则内杆向上运动，弹簧被压缩，外管连同其端部的的压紧片一起上升，夹取簧片张开，抓取燃料棒，之后，放下板件，弹簧将外管弹回原位，使得压紧片压紧夹取簧片，锁住燃料棒。该燃料棒夹头对燃料棒的锁紧完全依赖于外管的夹紧，这种夹紧装置在夹持燃料棒时不够可靠。
发明内容
本发明的目的在于提供一种燃料棒更换装置用夹头，它能通过简单的动作实现对燃料棒的抓取或脱离，且能在抓取燃料棒后锁紧夹头，夹持燃料棒安全可靠。
本发明的技术方案如下：
一种燃料棒更换装置用夹头，包括锁紧套管和设在锁紧套管内的弹性夹头管，锁紧套管下部有一扩口锥面，弹性夹头管下端内侧与燃料棒头部相配，弹性夹头管下部管壁上开有至少两个纵向细槽，弹性夹头管内设有扩口胀管，扩口胀管的上部与弹性夹头管固定连接，扩口胀管的下端管壁上开有至少两个纵向细槽，扩口胀管的下部内壁上设有至少一对内凸的弧形胀头，弹性夹头管和扩口胀管中部均开有纵向长槽；扩口胀管内设有可上下滑动的芯棒，芯棒包括连接杆和连接杆下端的端头，端头直径略大于胀头间距，连接杆直径小于胀头间距，芯棒的端头与连接杆之间平滑过渡，芯棒和锁紧套管上均开有键槽，连锁键依次穿过锁紧套管的键槽、弹性夹头管的长槽、扩口胀管的长槽、芯棒的键槽，将锁紧套管和芯棒连接在一起。
上述技术方案所述的弹性夹头管下部管壁上开有三个纵向细槽，细槽沿周向均匀分布；所述的扩口胀管的下端管壁上开有三个纵向细槽，细槽沿周向均匀分布。
本发明的效果在于：结构简单，通过一个零件(芯棒)的单一的提升和下插动作就实现了对燃料棒的抓取或脱离，且能在抓取燃料棒后依靠弹性夹头管本身的夹紧力和锁紧套管的夹紧力共同锁定抓头，从而使燃料棒的检测和更换过程中抓取燃料棒安全可靠。
附图说明
图1是本发明提供的一种燃料棒更换装置用夹头的结构示意图；
图2是图1中锁紧套管的结构示意图；
图3是弹性夹头管的结构示意图；
图4是图3的俯视图；
图5是图1中扩口胀管的结构示意图；
图6是图5的俯视图；
图7是图5的左视图；
图8是图1中连锁键的示意图；
图9是图1中芯棒的结构示意图
图10为图1中燃料棒更换装置用夹头在芯棒提升后的结构示意图。
图中，1锁紧套管，2扩口胀管，3连锁键，4弹性夹头管，5芯棒，6锥面，7键槽，8胀头，9连接细管，10螺纹头，11胀管细槽，12胀管长槽，13凹槽，14螺纹前部，15螺纹后部，16头部17夹头管细槽，18夹头管长槽，19端头，20连接杆，21键槽，22撑杆，23连接头
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步地详细描述。
如图1所示，一种燃料棒更换装置用夹头，从外到内依次包括锁紧套管1、弹性夹头管4、扩口胀管2和芯棒5；
如图2所示，锁紧套管1下部有一扩口锥面6；
弹性夹头管4的下部位于锁紧套管1内，弹性夹头管4头部内侧与燃料棒头部相配，如图4和图5所示，弹性夹头管4下端管壁上开有三个纵向细槽17，细槽17沿周向均匀分布，将管壁下端均匀地分隔成三片；弹性夹头管4进行过热处理，使得其下部开有细槽11的部分具有一定的弹性，能够在力的作用下闭合或张开；弹性夹头管4的上部有两段螺纹段，即螺纹前部14和螺纹后部15；弹性夹头管4的中部开有纵向长槽18；
弹性夹头管4内设有扩口胀管2，如图5所示，扩口胀管2的下部内壁上设有一对内凸的弧形胀头8，扩口胀管2下端管壁上也开有三个纵向细槽11，其结构与弹性夹头管4的细槽17相同，弹性夹头管4和扩口胀管2中部也开有纵向长槽12，扩口胀管2的上部有一螺纹头10，与弹性夹头管4螺纹连接；
扩口胀管2内设有芯棒5，如图9所示，芯棒5从下到上依次由端头19、连接杆20、撑杆22和连接头23组成，连接杆20的直径小于胀头8间距，端头19的直径略大于胀头8间距，撑杆22上开有键槽21，芯棒5通过连锁键3与锁紧套管1固定连接，连锁键3的结构如图8所示，连锁键3中间具有一凹槽13，以便于安装时使用工具，连锁键3穿过弹性夹头管4和扩口胀管2的长槽12中。
弹性夹头管4和扩口胀管2下端管壁上的纵向细槽17和11还可以为两个、四个、五个等，这样就能够使得管子在受向外的压力后张开。当细槽为三个时，夹持稳定，结构也简单。
上述燃料棒更换装置用夹头的组装过程为：
1)将扩口胀管2上的螺纹头10与弹性夹头管4上的螺纹前部14连接，将扩口胀管2和弹性夹头管4连为一体；
2)将与扩口胀管2连接好的弹性夹头管4的头部16向内压缩，装入锁紧套管1中；
3)装入芯棒5，使芯棒5上键槽21的位置与锁紧套管1上键槽7的位置对齐，并与扩口胀管2上的长槽12和弹性夹头管4上的长槽18对齐；
4)在芯棒5的键槽21和锁紧套管1的键槽7中装入连锁键3，将芯棒5和锁紧套管1连在一起，使它们能联动。
在将上述夹头与燃料棒更换装置连接时，是将弹性夹头管4的螺纹后部15与燃料棒更换装置中的棒提升连接管相连，芯棒5尾部的螺纹连接头23与燃料棒更换装置中的芯棒连杆相连。
上述燃料棒更换装置用夹头是通过芯棒的动作实现抓取和脱离燃料棒的，由于在芯棒5带动锁紧套管1提升或下降过程中连锁键3在扩口胀管2的长槽13和弹性夹头管4的长槽18内移动，因此抓取和脱离过程中，扩口胀管2和弹性夹头管4是不动的。
具体过程如下：
1)抓取燃料棒
a)如图10所示，将本发明所提述的夹头的弹性夹头管4下端对准燃料棒的头部，并提升芯棒5，当芯棒5带动锁紧套管1提升一定距离后，芯棒5的端头19向上挤入扩口胀管2的胀头8部分，同时，锁紧套管1也在芯棒5带动下提升，不再约束弹性夹头管4的头部，胀头8胀开从而使闭合的弹性夹头管4的头部16胀开，此状态下从下部及挤推燃料棒，可使所要抓取的燃料棒的头部进入与之对应弹性夹头管4的头部16；
b)当芯棒5往下运动而使端头离开扩口胀管2的胀头8部分后，锁紧套管1也下降，在锁紧套管1的作用下，可使张开的弹性夹头管4的头部16闭合。这样就可锁住已抓取燃料棒的弹性夹头管4的头部16，从而在燃料棒的检测和更换期间不会脱离夹头，并随夹头一起运动。
2)脱离燃料棒
当需要将燃料棒脱离燃料棒更换装置用夹头时，同样地，可将芯棒往5上提升，当芯棒5带动锁紧套管1提升一定距离后，芯棒5的端头19挤入扩口胀管2的胀头8部分，从而使闭合的弹性夹头管4的头部16张开，此时燃料棒就可以脱离弹性夹头管4的头部16，从而脱离燃料棒更换装置。

Claims (2)

1、一种燃料棒更换装置用夹头，包括锁紧套管(1)和设在锁紧套管(1)内的弹性夹头管(4)，锁紧套管(1)下部有一扩口锥面(6)，弹性夹头管(4)下端内侧与燃料棒头部相配，弹性夹头管(4)下部管壁上开有至少两个纵向细槽(17)，其特征在于：弹性夹头管(4)内设有扩口胀管(2)，扩口胀管(2)的上部与弹性夹头管(4)固定连接，扩口胀管(2)的下部管壁上开有至少两个纵向细槽(11)，扩口胀管(2)的下端内壁上设有至少一对内凸的弧形胀头(8)，弹性夹头管(4)和扩口胀管(2)中部均开有纵向长槽(18，12)；扩口胀管(2)内设有可上下滑动的芯棒(5)，芯棒(5)包括连接杆(20)和连接杆(20)下端的端头(19)，端头(19)直径略大于胀头(8)间距，连接杆(20)直径小于胀头(8)间距，芯棒(5)的端头(19)与连接杆(20)之间平滑过渡，芯棒(5)和锁紧套管(1)上均开有键槽(21，7)，连锁键(3)依次穿过锁紧套管(1)的键槽(7)、弹性夹头管(4)的长槽(18)、扩口胀管(2)的长槽(12)、芯棒的键槽(21)，将锁紧套管(1)和芯棒(21)连接在一起。
2、如权利要求1所述的一种燃料棒更换装置用夹头，其特征在于：所述的弹性夹头管(4)下部管壁上开有三个纵向细槽(17)，细槽(17)沿周向均匀分布；所述的扩口胀管(2)的下端管壁上开有三个纵向细槽(11)，细槽(11)沿周向均匀分布。
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