CN101536111B - 用于支持对压水反应堆堆芯进行装载或卸载的设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于支持对压水反应堆堆芯进行装载或卸载的设备。在一种用于对压水反应堆堆芯进行装载和卸载的方法中，利用一个压靠到堆芯的一个燃料元件(50)上的设备，该燃料元件与一个待卸载或装载的燃料元件位置(52)相邻，在该燃料元件(50)的上部区域内施加一个横向于该燃料元件(50)的轴向方向(57)作用的力(F)。作为设备，采用一个在水下可自由操纵的潜水车(2)，在其上设置至少一个可展出的支承臂(22、24)，该支承臂至少间接地可压靠到所述燃料元件(50)上。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于支持对压水反应堆堆芯进行装载或卸载的设备。
背景技术
为了对压水反应堆堆芯进行装载和卸载，采用所谓燃料元件装载机，它们必须精确地移到相应的燃料元件位置并在那里与燃料元件对中地定向。
由众多的检查结果已知，压水反应堆的燃料元件在其使用寿命期间根据其在堆芯中的位置塑性的，亦即持续地弯曲或扭曲。这样的弯曲可以具有不同的原因，例如在热膨胀中的各向异性或通过放射性的辐射诱发的燃料棒绝缘管或控制棒导管的长度增长。但作为该弯曲的主要原因猜测首先是在流动的冷却水与燃料元件之间的相互作用以及在冷却水流入或流出堆芯时的不均匀性。
由于弯曲或扭曲的燃料元件，在燃料元件装载机的对中时产生了问题。在当今通用的燃料元件装载机中，为了其对中，将燃料元件装载机的一个对中罩的各对中销插入到相邻的各燃料元件的对中孔中。如果它们偏移或扭曲，燃料元件装载机的对中就是不可能的。此外这些弯曲可能达到一定程度，其在对堆芯进行装载或卸载时变成燃料元件的替换，因为强烈弯曲的燃料元件不再能顺利地从堆芯中拔出和装入到堆芯中。
由DE 1 614 459 B已知一种燃料元件装载机，它在其下端部上具有一个管形的对中装置。该对中装置在其下边缘成形为圆锥形并且沿着各与待装载或卸载的燃料元件位置相邻的燃料元件滑动、将各燃料元件相互压开并按这种方式精确居中地定位在燃料元件中。利用这种已知的燃料元件装载机只有在围绕燃料元件位置的各燃料元件绕其对 称地设置时才可能实现一种可靠的对中。
发明内容
现在本发明的目的在于，提供一种设备，用于支持对压水反应堆堆芯进行装载和卸载，借其便于更换燃料元件。
按照本发明，利用一种具有本发明特征的设备达到所述的目的。按照这些特征，所述用于支持对压水反应堆堆芯进行装载或卸载的设备包括一个在水下可自由操纵的潜水车，在该潜水车上设置至少一个可展出的支承臂，该支承臂在一个上部区域内至少间接地可压靠到堆芯的一个燃料元件上，同时施加一个横向于燃料元件的轴向方向作用的力，所述燃料元件与一个待卸载或装载的燃料元件位置相邻。
通过该措施，该燃料元件从待装载或卸载的燃料元件位置被压开或弯开或更近地移近到该燃料元件位置。但通常需要的是，用一个远离燃料元件位置定向的力弯开燃料元件，以致形成一个加大的自由空间，它能够从该位置取出一个弯曲的燃料元件或将其装入该位置或将一个未弯曲的燃料元件装入一个由弯曲的各燃料元件包围的燃料元件位置。此外应用一辆潜水车，还取消了机械手的耗费很大的安装且在相当大程度上避免了使用燃料元件装载机的障碍。
在本发明的意义上，至少间接地意味着，支承臂或是直接(在压开时)或是间接地作用到相邻的燃料元件上，如果将其压靠到一个与该燃料元件相邻的燃料元件上的话，则经由它将力传到相邻的燃料元件上。
如果可展出的支承臂在其自由端包括一个从上面可插入到所述燃料元件的一个顶端框架中的销轴，它在支承臂展出或移入时贴靠到顶端框架的一个内面上，同时施加所述力，则特别便于压开朝装载或卸载的燃料元件位置那边弯曲的燃料元件，因为即使在紧密彼此贴靠的各燃料元件的情况下也有可能无困难地将杆插入到顶端框架中。
在本发明的另一有利的实施形式中，潜水车包括至少一个支撑元件，用于承受由支承臂施加到燃料元件上的力。按这种方式确保了潜水车的一种可靠的固定继而确保有效地传力到燃料元件上。
当设置至少两个可展出的支承臂时，它们将相互相反作用的力施加到相互对置地处在与燃料元件位置相邻位置的各燃料元件上，它们显著减小了在两个支承臂展出时施加到潜水车上的合力。
优选所述至少一个支撑元件由一杆构成，它可插入到一个确定在一个燃料元件的顶端框架中并且在燃料元件的装入状态下垂直的、亦即沿燃料元件的纵向方向延伸的对中孔中，该燃料元件与燃料元件位置和支承臂或各支承臂可压靠到其上的燃料元件或各燃料元件相邻。因此潜水车的在相当大程度上无间隙的固定是可能的。
在本发明的另一特别有利的实施形式中，潜水车具有一个U形的浮体。按这种方式有可能将浮力的重心置于潜水车的重心的附近，而不妨碍燃料元件装载机的开动，因为在这种情况下可以将其在浮体的各侧边之间向下移到燃料元件位置。
附图说明
为了进一步说明本发明参阅附图的实施例。其中：
图1按照本发明的设备的示意透视图，
图2只一局部示出的设备在工作位置的视图。
具体实施方式
按图1，作为设备设置一个潜水车2，它在水下可自由操纵。潜水车2包括一个U形的浮体4，其在水下的浮力至少近似地平衡潜水车2的重量。在潜水车2上设置许多驱动单元6，利用它们潜水车2在水下关于其地点和关于其空间定向是可自由定位的。潜水车2的其余的结构单元和U形的浮体4在此这样设计和设置，以致当潜水车2在切断各驱动单元6情况下处于悬浮状态时，由其侧边10、12和其底边14展开的平面至少近似水平取向，从而为了精确的水平定向必要时微小的校正是必要的，这些校正通过控制各驱动单元6进行。换言之：排挤的体积的重心和质心位于一条垂直于由浮体4展开的平面延伸的直线上。
在浮体4上固定一个夹具板或支撑板8，它相互连接两个侧边10、 12并与底边14连接。一个支柱16从该支撑板8开始垂直于由U形浮体4展开的平面延伸，在该支柱的远离支撑板8的端部上设置一个支承板18。潜水车2的质心在由U形浮体4展开的平面之外在朝向支承板18一侧，从而其静止地亦即在稳定的悬浮状态下(浮力≈重力)处在浮体4的下方。在该支承板18上在支柱16的两侧设置一些液压缸20，其中在附图的透视图中只可看到处在支柱16的一侧的液压缸20。在这些液压缸20的活塞的自由端上分别固定一个支承臂22、24，它借助于液压缸20沿双箭头26的方向垂直于支柱16的纵轴线且平行于底边14或平行于由U形浮体4展开的平面可直线地移出或移入。
支承臂22、24平行于浮体4的侧边10、12亦即横向于展出方向延伸并且伸出支承板18，从而支承板18的面向支承臂22、24的自由端的端面与支承臂22、24共同确定一个横截面为U形的内部结构自由的中间空间28。该内部结构自由的中间空间28在潜水车2的整个结构高度上亦即在其垂直于由U形浮体4确定的平面的伸展上延伸。
在支承板18的对置于浮体4的下面上固定两根杆30，它们平行于支柱16或垂直于由浮体4展开的平面延伸。
在支承臂22、24的自由端上分别设有一个销或销轴32、34。该销轴32、34沿与杆30同样的方向延伸并且离开浮体4向外指向。
为了使潜水车2能够正确地定位和定向，此外还在浮体4上设置大量光源40以及许多水下摄像机42。
支撑板8此外还包括许多开口8a、8b，如果在电子装置或各个机组失效时需要收回潜水车2的话，这些开口用于燃料元件装载机的一个单夹具的对接和对中。
按图2，只以一个局部示出的潜水车8处在一个在压水反应堆堆芯上方的工作位置，其中只示出用于三个燃料元件50的上部区域，这些燃料元件包围一个在实施例中空着的燃料元件位置52。在图中只可看到各燃料元件50的顶端框架54。各顶端框架54在其上端面上在各角中分别具有对中孔56。在潜水车2的工作位置，各杆30移入到这些对中孔56中，它们按这种方式横向于燃料元件50的轴向方向57 固定潜水车。为此各杆30具有一个插入斜度并且以一定距离安装在支承板18上，该距离等于两个对中孔56的距离。
在工作位置，现在将分别固定在两个活塞60上的支承臂22、24移出，使得伸入到在与燃料元件位置52相邻位置上相互对置的各燃料元件50的内部(例如伸入到由顶端框架54构成的内腔中)的销轴32、34分别贴靠在该顶端框架54的一个内面上，亦即在各燃料元件50的一个上部区域内。因此通过各活塞60的移出分别沿箭头的方向将一个力F施加到相互对置地设置在燃料元件位置52两侧的各燃料元件50上，该力将各燃料元件50相互压开，从而加大这两个燃料元件50之间的距离，该距离加大在顶端框架54的区域内是最大的。
由于处在各支承臂22、24之间的自由的中间空间28(图1)，确保了燃料元件位置52从上面是可自由接近的，从而该燃料元件位置52可以无困难地被装载和卸载。
施加到两个对置的燃料元件50上的力F相互反向并且至少近似地相等大小，使得待由其中插入了各杆30的燃料元件50承受的力至少近似消失，以确保只有两个相互对置的燃料元件50彼此被向外压开。插入中间的燃料元件50的各杆30用作附加的支撑元件，如果各力F按数值不相等，它们则承受施加到支承臂22、24的净力。
各力F施加的方向，亦即可支配的中间空间要被加大的方向，在卸载时视一个位于该燃料元件位置52的燃料元件50的通常成C拱形的弯曲如何取向而定，或者在装载的情况下也视要以怎样的取向将一个消耗的弯曲的燃料元件50装入到该燃料元件位置52而定。
代替图中所示的销轴32、34的液压的直线移动，可以设置一种液压或电机式驱动的摆动运动。在一种电机式驱动的摆动运动中，取消随带的液压管道。附加地设置一个应急松开装置，它在销轴32、34夹紧时在转盘轴承中释放一个附加的轴承间隙，从而可以从各对中孔56中取出销轴32、34。
原则上在少有的情况下还需要的是，以一个朝空着的燃料元件位置52那边对准的力相互相向地移动两个对置的燃料元件50，以便能 够将燃料元件对中罩插入到各对中孔56中。在这种情况下，销轴32、34例如可以移入到与各燃料元件50相邻的各燃料元件的顶端框架54中并且朝空着的燃料元件位置52的方向压靠。
Claims (13)
1.用于支持对压水反应堆堆芯进行装载或卸载的设备，包括一个在水下可自由操纵的潜水车(2)，在该潜水车上设置至少一个可展出的支承臂(22、24)，该支承臂在一个上部区域内至少间接地可压靠到堆芯的一个燃料元件(50)上，同时施加一个横向于该燃料元件(50)的轴向方向(57)作用的力(F)，所述燃料元件与一个待卸载或装载的燃料元件位置(52)相邻。
2.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，支承臂(22、24)在其自由端包括一个从上面可插入到所述燃料元件(50)的一个顶端框架(54)中的销轴(32或34)，该销轴在支承臂(22、24)展出或移入时贴靠到顶端框架(54)的一个内面上，同时施加所述力(F)。
3.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，潜水车(2)包括至少一个支撑元件，用于承受由支承臂(22、24)施加到燃料元件(50)上的力(F)。
4.按照权利要求2所述的设备，其特征在于，潜水车(2)包括至少一个支撑元件，用于承受由支承臂(22、24)施加到燃料元件(50)上的力(F)。
5.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，设置至少两个可展出的支承臂(22、24)，它们将相互相反作用的力施加到相互对置地处在与待卸载或装载的燃料元件位置(52)相邻位置的燃料元件(50)上。
6.按照权利要求2所述的设备，其特征在于，设置至少两个可展出的支承臂(22、24)，它们将相互相反作用的力施加到相互对置地处在与待卸载或装载的燃料元件位置(52)相邻位置的燃料元件(50)上。
7.按照权利要求3所述的设备，其特征在于，设置至少两个可展出的支承臂(22、24)，它们将相互相反作用的力施加到相互对置地处在与待卸载或装载的燃料元件位置(52)相邻位置的燃料元件(50)上。
8.按照权利要求4所述的设备，其特征在于，设置至少两个可展出的支承臂(22、24)，它们将相互相反作用的力施加到相互对置地处在与待卸载或装载的燃料元件位置(52)相邻位置的燃料元件(50)上。
9.按照权利要求3所述的设备，其特征在于，所述至少一个支撑元件由一根杆(30)构成，该杆可插入到一个位于一个燃料元件(50)的顶端框架(54)中的垂直的对中孔(56)中，该燃料元件与待卸载或装载的燃料元件位置(52)和支承臂或各支承臂(22、24)可压靠到其上的燃料元件(50)或各燃料元件(50)相邻。
10.按照权利要求4所述的设备，其特征在于，所述至少一个支撑元件由一根杆(30)构成，该杆可插入到一个位于一个燃料元件(50)的顶端框架(54)中的垂直的对中孔(56)中，该燃料元件与待卸载或装载的燃料元件位置(52)和支承臂或各支承臂(22、24)可压靠到其上的燃料元件(50)或各燃料元件(50)相邻。
11.按照权利要求7所述的设备，其特征在于，所述至少一个支撑元件由一根杆(30)构成，该杆可插入到一个位于一个燃料元件(50)的顶端框架(54)中的垂直的对中孔(56)中，该燃料元件与待卸载或装载的燃料元件位置(52)和支承臂或各支承臂(22、24)可压靠到其上的燃料元件(50)或各燃料元件(50)相邻。
12.按照权利要求8所述的设备，其特征在于，所述至少一个支撑元件由一根杆(30)构成，该杆可插入到一个位于一个燃料元件(50)的顶端框架(54)中的垂直的对中孔(56)中，该燃料元件与待卸载或装载的燃料元件位置(52)和支承臂或各支承臂(22、24)可压靠到其上的燃料元件(50)或各燃料元件(50)相邻。
13.按照权利要求1至12之一项所述的设备，其特征在于，潜水车(2)具有一个U形的浮体(4)。
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