CN102165534B - 核燃料组装体的容器的搬运系统 - Google Patents

Abstract

该搬运系统具有提升所述容器(10)的提升工具(60)，所述提升工具(60)具有用于悬挂的提升支承件(62)和抓持所述容器(10)的抓持构件(64)，所述抓持构件(64)具有使所述容器(10)固定在所述抓持构件(64)上的可拆卸的固定装置(54)。根据本发明，所述抓持构件(64)转动地安装在所述提升支承件(62)上，当所述提升支承件(62)被悬挂时，所述抓持构件(64)围绕基本上呈水平状态的旋转轴线(H)转动。

Description

核燃料组装体的容器的搬运系统

技术领域

本发明涉及核燃料组装体的容器的搬运系统，所述搬运系统包括提升所述容器的提升工具，所述提升工具包括用于悬挂的提升支承件和抓持所述容器的抓持构件，所述抓持构件包括可拆卸地固定所述容器到所述抓持构件上的固定装置。

背景技术

核燃料组装体在其使用寿命期间要经受许多次搬运操作。

实际上，新的（或无辐射的）核燃料组装体一般在生产地点制造，然后运输到核电站，在此首先储备起来，然后插入到核反应堆的堆芯中。在多个辐射周期之后，使用过的（或有辐射性的）装置从堆芯取出，可选地临时保存在核电站，然后输送到重新处理车间或最终的贮存地点。

燃料组装体一般在适于新的或有辐射性的待运输燃料组装体的特殊容器中进行运输。载有一个或多个燃料组装体的每个容器一般水平布置在运输工具上，尤其是公路运输车辆上，容器从第一地点（例如制造厂）运输到第二地点（例如地区之间的库房或核电站），必要时采用联运方法（公路、铁路、海上和/或空中运输）。

在运输车辆装载/卸载期间，或为了在容器本身中进行燃料组装体的装载/卸载，容器一般处于水平位置进行搬运。被运输燃料组装体的装载/卸载可在容器处于竖直位置状态下进行。因此，应将容器翻转到竖直位置，以进行装载/卸载，然后，使之处于水平位置，以进行运输。

空载或满载的核燃料组装体的容器一般很重且体积大，从而使搬运操作复杂化。

发明内容

本发明旨在提出用于核燃料组装体的容器的搬运系统，该搬运系统便于搬运核燃料组装体的容器。

为此，本发明提出前述类型的用于核燃料组装体的容器的搬运系统，其特征在于，所述抓持构件旋转地安装在所述提升支承件上，当所述提升支承件被悬挂时，所述抓持构件围绕着基本上呈水平的旋转轴线旋转。

根据其它实施方式，搬运系统单独地或根据所有技术上可能的组合，具有以下一个或多个特征：

-所述抓持构件可相对于所述提升支承件移动到一竖直提升位置中，从而，当所述提升支承件被悬挂时，允许基本上竖直地保持由抓持构件抓持的一容器；

-所述抓持构件可相对于所述提升支承件移动到至少一个水平提升位置，从而，当所述提升支承件被悬挂时，允许基本上呈水平状态地保持由所述抓持构件抓持的一容器；

-所述抓持构件可相对于所述提升支承件移动到两个水平提升位置，从而，允许在所述抓持构件作用下将一容器相对于所述提升支承件保持在两个不同的高度处；

-所述抓持构件可相对于所述提升支承件移动到一水平提升位置，其中，所述旋转轴线穿过所述容器地延伸，优选地，在所述容器的重心附近延伸；

-所述抓持构件可相对于所述提升支承件移动到一水平提升位置，其中，所述旋转轴线在所述容器的上方延伸；

-在所述水平提升位置，所述容器被布置在托架形式的提升支承件的支柱的下端部位高的下面；

-其中，所述抓持构件在第一水平提升位置和第二水平提升位置之间围绕所述旋转轴线枢转180°；

-所述提升支承件呈托架形式，并且包括两个支柱，当所述提升支承件被悬挂时，所述两个支柱是基本上竖直的，并适于在它们之间接纳所述容器；

-所述抓持构件由两个布置成V形的臂连接于每个支柱，所述臂连接于所述支柱上的一铰接件，且沿所述抓持构件的方向相分离开；

-所述的搬运系统具有运输多个并排布置的容器的运输支架；

-所述支架包括一座架和支承容器的支承横梁，所述支承横梁由悬挂部件连接于所述座架；

-所述抓持构件和所述支架适合于通过所述抓持构件提升所述支架；

-所述支架包括侧向护栏，所述侧向护栏配有凹部，所述凹部可使叉车的叉件通过，以便将一容器装载到所述支架中或从所述支架中卸载；以及

-所述支架包括支架构件，所述支架构件由连接器连接，从而允许搬运载有至少一个容器的支架。

附图说明

根据下面参照附图仅作为实例给出的说明，本发明及其优越性将得到更好的理解，附图如下：

图1是核燃料组装体的立体示意图；

图2是配有本发明的搬运装置的用于燃料组装体的运输容器的立体图；

图3和4是图2所示的容器的立体图，其示出容器的两种装载/卸载方式；

图5示出图2所示的容器的贮藏装置；

图6至8是本发明的用于图2所示的容器的提升工具的立体图，其示出不同的提升和翻转方式；

图9是用于搬运系统的固定装置的立体示意图；

图10是如图2所示的运输多个容器的支架的立体图；以及

图11和12是运输图10所示的支架和布置在支架上的图2所示的容器的运输工具的侧视图和后视图。

具体实施方式

图1所示的核燃料组装体2用于加压轻水核反应堆或压水反应堆（英文术语Pressurized Water Reactor或PWR）。

组装体2沿纵向方向L呈伸长形。其包括核燃料棒4束和所述核燃料棒4的支承骨架5。在所示的实施例中，组装体2具有方形截面。

核燃料棒4呈管状，其中装满核燃料块，在其端部用塞体封闭。

骨架5通常包括布置在组装体2的纵向端部的两个端罩6、在端罩6之间纵向延伸的引导管（未示出）、以及保持核燃料棒4的栅架8。引导管在其端部固定在端罩6上。栅架8固定在引导管上，且分布在端罩6之间。核燃料棒4穿过栅架8，栅架8在纵向和横向上保持核燃料棒4。

图2示出容器10，其配有本发明的搬运装置，可例如从制造地点到核电站运输和贮存组装体2。

容器10的壳体12具有柱形的总体外形，沿纵向方向E纵向地呈长形。壳体12拥有内表面14和外表面16，内表面14限定一内腔。

容器10具有纵向隔板18，其将壳体12的内腔分成两个单独的和分开的个体腔座20。每个腔座20用于接纳例如图1所示的一个核燃料组装体2，且每个腔座20具有相应的截面，这里是方形截面。

腔座20在隔板18的两侧沿壳体12的纵向方向E平行延伸。

壳体12制成两个或两个以上的部分。其具有一管状主体12A和两个用于封闭主体12A的纵向端部的罩盖12B。

壳体12的主体12A由沿纵向方向E呈伸长形的壳体部分形成。确切地说，主体12A由具有T形截面的一支承件36和两个具有L形截面的门34形成，所述支承件36的基座由隔板18限定，它们拼合形成主体12A。

在一实施方式中，门34用螺栓固定在支承件36上。因此，可在水平位置装载所述容器10，其装载方式是：拉开门34，将组装体2布置在支承件36上，然后，重新安置门34就位，并用螺钉使之固定在支承件36上。

通过支承在容器的罩盖12B之一上，容器10适于竖直地被存放。

如图3所示，可使容器10置于竖直位置来装载或卸载组装体2，支承件36背靠墙或支承结构，取下上罩盖12B，以公知的方式，用适当的提升夹具通过组装体2的上端罩6抓持组装体2，并将组装体2竖直地移动到腔座20之一中。

这种搬运方式可节省较大的地方，因为其避免容器10在水平位置贮存，且可节省较多时间，因为其避免安置门34：唯有上罩盖12B要安置。

在图4所示的一实施例中，门34用铰链围绕纵向轴线铰接在支承件36上。

因此，可按图3所示的方式从上面装载容器10，或以图4所示的方式从一侧装载容器10。为此，容器10置于竖直位置，上罩盖12B被取下，门34与下罩盖12B分离，然后，开启一门34，以插入或卸下组装体2。当建筑物的高度有限时，这种装载方式更适合。

如图5所示，可在核电站或生产地点或中间贮存地点配置支架式存放装置，可一个在另一个一侧竖直地储存多个容器10，相对于水平位置的贮存可节省特别大的地方，且无时间限制。实际上，使用普通容器，仅可进行水平位置的贮存，且贮存时间有限，以防损坏不被设计用于水平存放的燃料组装体2。

如图2所示，容器10具有支承件和固定件，用于容器10的搬运及其运输。

容器10具有两个管状支承基脚52，其横向固定在容器10的外表面16的第一表面16A上。基脚52被设计用于使安装在有关运输台架（卡车、铁路车辆、海上或空中容器）上或布置在容器10下面的容器或中间结构上的固定件进行接合和锁紧。

容器10具有固定装置54，其固定在容器10的与第一表面16A相对的外表面16的第二表面16B上。这些固定装置54用于固定在叠置于容器10或一中间结构上的另一容器10的基脚52上。

容器10在第二表面16B上具有接纳叉车叉件的管件56，其用于提升容器10，且将其置于车辆或铁路车辆上，或反之进行卸载。这些管件56被设置用于接纳搬运工具的固定件，也可用适当的提升装置（吊车、起重机）搬运所述容器10以及从运输台架进行竖直装载/卸载。

如图6至8所示，搬运系统的提升工具60可搬运容器10。提升工具60用于被悬挂于例如一吊车上。

提升工具60包括托架形式的提升支承件62和抓持构件64，抓持构件64用枢轴式铰接件66旋转地安装在提升支承件62上。

提升支承件62具有两个支柱68，其用配有悬挂环72的上部横梁70予以连接。

铰接件66同轴，且布置在支柱68的与上部横梁70相对的下端部。铰接件66限定出一旋转轴线H，当提升工具60用环72悬挂时，其呈水平状态。旋转轴线H在支柱68的下端部之间横向延伸。旋转轴线H按照设计方案定位成尽量靠近搬运容器的重心。

抓持构件64具有相对的两面74，每个面74都带有固定装置54，可将一容器10固定在抓持构件64上，下面将予以详述。

提升工具60具有两对臂体76，其使抓持构件64连接于铰接件66。每对臂体的两个臂体76布置成V形，且拥有远离的端部和毗邻的端部，所述远离的端部固定在抓持构件64上，所述毗邻的端部连接于相应的铰接件66。

每个铰接件66包括一固定的铰接部分66A和一活动的铰接部分66B，固定的铰接部分66A固定在一支柱68上，活动的铰接部分66B固定在一对臂体76上，并且围绕旋转轴线H相对于固定的铰接部分66A进行转动。

抓持构件64围绕旋转轴线H相对于提升支承件62在三个主要位置之间转动地移动：容器10的第一水平提升位置（图6），在该第一水平提升位置，抓持构件64定位在支柱68之间；容器10的第二竖直提升位置（图7），在该第二竖直提升位置，抓持构件64竖直地定位；容器10的第三水平提升位置（图8），在该第三水平提升位置，抓持构件64位于支柱68的下端部的下面。抓持构件64在两个极限水平提升位置之间围绕旋转轴线H至少枢转180°。

在每个水平提升位置，固定在抓持构件64上的一容器10基本上水平延伸（其纵向方向E基本上水平定向）。

在竖直提升位置，固定在抓持构件64上的一容器10基本上竖直地延伸（其纵向方向E基本上竖直定向）。

配设在两个表面74上的固定装置54可将一容器10按所述的一个或所述的另一个水平提升位置固定在抓持构件64的下面。

支柱68之间的横向间距适于在支柱68之间在第一水平提升位置中和竖直提升位置中接纳一容器10。

在第一水平提升位置中和在竖直提升位置中，优选地，旋转轴线H基本上通过容器10的重心。这便于从第一水平提升位置进入竖直提升位置，反之亦然。因此，提升工具60允许在例如用于运输的水平位置和例如用于在生产地点搬运或贮存燃料组装体2的竖直位置之间容易地移动一容器10。

当在容器10的每一侧没有地方使支柱68通过时，例如因为布置得太靠近另一构件：墙、另一容器10等，第二水平提升位置允许抓持容器10。这样可紧凑地贮存容器10，但是也可进行搬运。抓持构件64例如布置在第二水平提升位置（图8），以便在开阔区域抓持和移动容器10，然后，容器10被松开，抓持构件64翻转到第一水平提升位置，重新抓持容器10，更易于搬运，并且例如使之处于竖直位置。

有利地，铰接件66通常具有使其部分66A和66B在转动方面锁定的锁紧件，以使抓持构件64转动地固定在不同的提升位置。它们可在需要转动时予以释放。

从一提升位置进入另一提升位置，例如用手工进行。当重心由旋转轴线载持时，容器10易于人工操作从第一水平提升位置进入竖直提升位置，因为在这种情况下，转动所需的作用力很小。

在一变型中，提升工具60具有至少一个作动器，所述作动器驱动抓持构件64相对于提升支承件62转动。这种动力装置77在图6上用虚线示出。

如图9所示，通常，固定装置54是“四分之一转”式，且具有固定底座78和旋转地安装在底座78上的销80。销80呈垂直于旋转轴线的伸长形。固定件54用于被插入到一长方形孔82中，然后枢转90°，以阻止其脱离孔82。容器10的横梁94的固定件54或提升工具60的旋转运动可手动进行，或可电动进行。

再回到图2，基脚52配有类似的孔82（未示出），其用于在两个容器10叠置时，配合例如容器10的表面16B所具有的固定装置54。管体56也配有孔82，其用于配合提升工具60的抓持构件64的两个表面74的固定装置54。

如图10所示，如需要，搬运系统具有一支架84，其用于例如在公路车辆85上运输一个或多个容器10（图11）。

支架84呈“管形”，因为其由彼此通过连接器88连接的管体86形成。

支架84包括：座架90；侧向护栏92，其在座架90的每一侧延伸；和支承横梁94，其通过悬挂与减振构件96例如弹性体部件，支承在座架90上。

横梁94的数量为两个。它们的间距相当于一容器10的基脚52的间距（图2）。每个横梁94载持有多个固定装置54，其用于配合基脚52的孔82，以便将容器10固定在横梁94上。

支架84包括提升梁98，提升梁98延伸在横梁94之间，且配有孔82，所述孔82适于配合抓持构件64的固定装置54，以便或者用提升工具60提升支架84，或者在分离悬挂部件96之后仅仅提升所述提升梁98/横梁94组件，以便到达布置在位于下方的第二支架84上的容器10，如图11和12所示。

如图11和12所示，支架84适于布置在例如公路车辆85的装载台架上。为便于使支架84固定在车辆85上，连接器88是用于海上容器制造的连接器：连接器88呈平行六面体的箱形，其中，至少某些表面配有固定孔，从而允许固定两个并排布置的或一个置于另一个之上的连接器。

一旦支架84固定在车辆85上，容器10就用容器10的固定装置52和82和支架84的固定装置54进行装载和固定。护栏92可使一第二支架84叠置在第一支架上，并将容器10装载和固定在该第二支架上。因此，两个支架84用其相邻的连接器88进行固定。也可考虑用其固定装置52、54、82直接使容器一个在另一个之上地装载和固定。

使用用于制造海上容器的连接器式的连接器88，还可直接搬运载有其容器10的支架84。这在采用联运方法的情况下特别有利，已装载的支架例如可直接被装载和固定在标准的海上容器中。

如图10和11所示，每个护栏92具有一凹部100，可使叉车的叉件臂进入一容器10的管体56中，以便用管体56而不用提升工具60提升容器10。本发明的支架可使用提升工具或较为普通的搬运器械搬运容器10，因此，使用者具有很大的灵活性，可根据可使用性和周围环境使用适合的工具。

搬运系统包括便于搬运容器10的提升工具60，所述提升工具60配有搬运装置52、54和56，并且，尤其是可使容器10从水平位置进入竖直位置，反之亦然。

搬运因容器10的紧凑性和轻便性而变得容易。

可竖直存放的容器10使贮存紧凑，而不损坏核燃料组装体。

运输也容易。适于接纳多个容器10、且能够与提升工具60配合的支架84，也便于运输和搬运。支架84可配有悬挂构件96，悬挂构件96可使新的核燃料组装体2在运输时免受振动。

本发明已述及用于压水反应堆或REP（英文术语Pressurized WaterReactor ou PWR）的新的燃料组装体的容器10。本发明应用于搬运用于轻水反应堆或REL（英文术语Light Water Reactor ou LWR）、沸水反应堆或REB（英文术语Boiling Water Reactor ou BWR）或压水反应堆的新的或有辐射性的核燃料组装体2的任何类型的容器。

本发明已述及预先配有搬运装置52、54、56的容器10。本发明应用于安置有本发明的搬运装置52、54、56和使用本发明的提升工具之后的新的或有辐射性的核燃料组装体2的任何类型的容器，所述提升工具适配于有关容器的尺寸和质量。

Claims (13)

1.核燃料组装体（2）的容器用的搬运系统，所述搬运系统具有提升所述容器（10）的提升工具（60），所述提升工具（60）具有用于被悬挂的提升支承件（62）和抓持所述容器（10）的抓持构件（64），所述抓持构件（64）具有使所述容器（10）可拆卸地固定在所述抓持构件（64）上的可拆卸的固定装置（54），当所述提升支承件（62）被悬挂时所述抓持构件（64）围绕基本上呈水平状态的旋转轴线（H）转动地安装在所述提升支承件（62）上，

其特征在于，当所述提升支承件（62）被悬挂时，所述抓持构件（64）能相对于所述提升支承件（62）通过围绕所述旋转轴线（H）的转动移动到一竖直提升位置中，从而允许基本上竖直地保持由所述抓持构件（64）抓持的一容器（10）；

当所述提升支承件（62）被悬挂时，所述抓持构件（64）能相对于所述提升支承件（62）通过围绕所述旋转轴线（H）的转动移动到至少一个水平提升位置，从而允许基本上水平地保持由所述抓持构件（64）抓持的一容器（10）；

并且，所述抓持构件（64）能相对于所述提升支承件（62）通过围绕所述旋转轴线（H）的转动移动到称为第一水平提升位置和第二水平提升位置的两个水平提升位置，从而，允许在所述抓持构件（64）的作用下将一容器（10）相对于所述提升支承件保持在两个不同的高度处。

2.根据权利要求1所述的搬运系统，其特征在于，所述抓持构件（64）能相对于所述提升支承件（62）通过围绕所述旋转轴线（H）的转动移动到一水平提升位置，其中，所述旋转轴线穿过所述容器（10）延伸。

3.根据权利要求1或2所述的搬运系统，其特征在于，所述抓持构件（64）能相对于所述提升支承件（62）通过围绕所述旋转轴线（H）的转动移动到一水平提升位置，其中，所述旋转轴线在所述容器（10）的上方延伸。

4.根据权利要求3所述的搬运系统，其特征在于，在所述水平提升位置，所述容器（10）被布置在托架形式的所述提升支承件（62）的支柱（68）的下端部的下面。

5.根据权利要求4所述的搬运系统，其特征在于，所述抓持构件（64）在所述第一水平提升位置和所述第二水平提升位置之间围绕所述旋转轴线枢转180°。

6.根据权利要求1或2所述的搬运系统，其特征在于，所述提升支承件（62）呈托架形式，并且包括两个支柱（68），当所述提升支承件（62）被悬挂时，所述两个支柱（68）是基本上竖直的，并适于在它们之间接纳所述容器（10）。

7.根据权利要求6所述的搬运系统，其特征在于，所述抓持构件（64）由两个布置成V形的臂（76）连接于每个支柱（68），所述臂（76）连接于所述支柱（68）上的一铰接件（66），且朝所述抓持构件（64）的方向分离开。

8.根据权利要求1或2所述的搬运系统，其特征在于，所述搬运系统具有运输多个并排布置的容器（10）的运输支架（84）。

9.根据权利要求8所述的搬运系统，其特征在于，所述运输支架（84）包括一座架（90）和支承容器（10）的支承横梁（94），所述支承横梁（94）由悬挂部件（96）连接于所述座架（90）。

10.根据权利要求8所述的搬运系统，其特征在于，所述抓持构件（64）和所述运输支架（84）适合于通过所述抓持构件（64）提升所述运输支架（84）。

11.根据权利要求8所述的搬运系统，其特征在于，所述运输支架（84）包括侧向护栏（92），所述侧向护栏（92）配有凹部（100），所述凹部（100）能使叉车的叉件通过，以便将一容器（10）装载到所述运输支架（84）中或从所述运输支架（84）中卸载。

12.根据权利要求8所述的搬运系统，其特征在于，所述运输支架（84）包括支架构件（86），所述支架构件（86）由连接器（88）连接，从而允许搬运载有至少一个容器（10）的运输支架（84）。

13.根据权利要求2所述的搬运系统，其特征在于，所述旋转轴线穿过所述容器（10）、在所述容器（10）的重心附近延伸。

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