CN102280151A - 球床高温气冷堆乏燃料负压抽吸装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及反应堆工程技术领域，特别公开了一种球床高温气冷堆乏燃料负压抽吸装置。该装置包括：抽吸软管、抽吸软管盘管、输球管道、软管转盘、装料管、软管插入管和软管导向管，软管导向管引导抽吸软管插入到装料管内；输球管道的一端与抽吸软管盘管相连，另一端连接风机；抽吸软管盘管缠绕在软管转盘上，其另一端插入软管导向管中；软管转盘连接电机驱动装置。本发明提供的球床高温气冷堆乏燃料负压抽吸装置，实现远程控制负压抽吸乏燃料作业，操作起来安全、可靠；可有效防止贮罐内的气体外漏，有利于操作过程的辐射防护，最大程度地降低操作人员的辐照剂量，确保操作人员的人身安全。

Description

球床高温气冷堆乏燃料负压抽吸装置

技术领域

本发明涉及反应堆工程技术领域，特别涉及一种球床高温气冷堆乏燃料负压抽吸装置。

背景技术

目前，高温堆核电站被公认为是具有第四代核电主要特征的核电站，具有安全、防止核扩散、可产生高温工艺热等优点。球床高温气冷堆采用的是球形燃料元件，球形燃料元件内弥散有涂敷燃料颗粒。涂敷燃料颗粒的直径约1mm。球形燃料元件是将一定数量的燃料颗粒和基体石墨充分混合，压成直径50mm的石墨球，然后再在外部包裹压制一层纯石墨作为燃料元件的外壳，压制好的燃料元件外径为60mm。

球床高温气冷堆燃料元件内的裂变材料，在裂变过程中会释放大量的热量，即核能，裂变材料消耗到一定程度后，裂变材料将成为乏燃料，乏燃料的主要特征是具有很强的放射性，需要考虑辐射屏蔽。

从球床高温气冷堆堆芯排出的球形乏燃料，需要采用合适的装料装置，将从反应堆排出的乏燃料元件，装入适合球形乏燃料元件贮存的乏燃料贮罐内，在需要将贮罐内的乏燃料元件取出时，则需要采用专设的乏燃料负压抽吸装置，通过负压抽吸的方式将乏燃料元件从贮罐内取出。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供一种高温气冷堆乏燃料负压抽吸装置，以实现安全、高效地进行负压抽吸乏燃料作业，有效防止乏燃料贮罐内的气体外漏，有利于操作过程的辐射防护，最大程度地降低操作人员的辐照剂量，确保操作人员的人身安全。

(二)技术方案

为了解决上述问题，本发明提供一种球床高温气冷堆乏燃料负压抽吸装置，包括：

抽吸软管、抽吸软管盘管、输球管道、软管转盘、底部与乏燃料贮罐罐口密封对接的装料管、斜向汇集到所述装料管内的软管插入管和与软管插入管相通的软管导向管，所述软管导向管引导抽吸软管插入到所述装料管内；

所述输球管道的一端与抽吸软管盘管相连，另一端连接风机；

所述抽吸软管盘管缠绕在所述软管转盘上，其另一端插入软管导向管中；所述软管转盘连接电机驱动装置。

进一步地，所述电机驱动装置采用转盘转动电机减速器，所述转盘转动电机减速器的输出轴端固定安装主动齿轮，所述主动齿轮啮合从动齿轮，所述从动齿轮固定在转盘轮轴上。

进一步地，还包括轮轴套杯和固定轴；

所述软管转盘通过转盘轮轴与轮轴套杯固定连接，所述轮轴套杯通过一对轴承固定在固定轴上，并可绕固定轴旋转，所述固定轴固定在软管转盘支架上，所述转盘转动电机减速器固定在软管转盘支架的顶部。

进一步地，所述软管导向管的上部安装软管输送驱动装置，用于夹持输送抽吸软管。

进一步地，还包括屏蔽套、屏蔽罩筒体和屏蔽罩顶盖；

所述乏燃料贮罐和装料管均位于屏蔽罩筒体中；所述屏蔽套放置在屏蔽罩顶盖上。

进一步地，所述抽吸软管的末端安装吸嘴。

(三)有益效果

本发明提供一种球床高温气冷堆乏燃料负压抽吸装置，实现远程控制负压抽吸乏燃料作业，操作起来安全、可靠；可有效防止贮罐内的气体外漏，有利于操作过程的辐射防护，最大程度地降低操作人员的辐照剂量，确保操作人员的人身安全。

附图说明

图1为本发明实施例高温气冷堆乏燃料负压抽吸装置主视图；

图2为本发明实施例高温气冷堆乏燃料负压抽吸装置侧视图；

图3为本发明实施例乏燃料输送软管转盘装置主视图；

图4为本发明实施例乏燃料输送软管转盘装置侧视图；

图5为本发明实施例乏燃料输送软管转盘装置俯视图。

其中，1、罐塞爪具支架；2、罐塞爪具升降气缸；3、罐塞爪具；4、屏蔽套；5、软管导向管；6、抽吸软管；7、吸嘴；8、软管插入管；9、装料管；10、屏蔽罩顶盖；11、乏燃料贮罐罐口；12、乏燃料贮罐；13、屏蔽罩筒体；14、乏燃料元件；15、软管转盘；16、抽吸软管盘管；17、输球管道支架；18、第一输球管道；19、软管输送驱动装置；20、软管输送电机减速器；21、软管输送驱动装置支架；22、转盘转动电机减速器；23、主动齿轮；24、从动齿轮；25、转盘轮轴；26、轮轴套杯；27、第二输球管道；28、固定轴；29、轴承；30、软管转盘支架；31、第三输球管道。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1-5所示，本发明实施例球床高温气冷堆乏燃料负压抽吸装置，包括：软管导向管5、抽吸软管6、软管插入管8、装料管9、软管转盘15、抽吸软管盘管16、输球管道、软管输送驱动装置19、软管输送电机减速器20、转盘转动电机减速器22、转盘轮轴25、轮轴套杯26和固定轴28。该装料管9的底部与乏燃料贮罐罐口11密封对接连接，软管插入管8斜向汇集到装料管9内，软管导向管5与软管插入管8相通，软管导向管5引导抽吸软管6插入到装料管9内，抽吸软管6的末端装有吸嘴7。抽吸软管6和吸嘴7通过装料管9和乏燃料贮罐罐口11插入乏燃料贮罐12内，以便将贮罐内的乏燃料元件14抽吸出来。该输球管道具体分为第一输球管道18、第二输球管道27和第三输球管道31，该第二输球管道27固定在输球管道支架17上，其一端穿过固定轴28的中心，与软管转盘15另一侧的第三输球管道31相连，而另一端与第一输球管道18相连，第一输球管道18与抽吸软管盘管16相连，第三输球管道31的一端连接风机(例如罗茨真空泵)，用于负压抽吸。抽吸软管盘管16缠绕在软管转盘15上约一周，其另一端插入软管导向管5内；为了便于抽吸软管6的输送。软管转盘15连接电机驱动装置，该电机驱动装置采用转盘转动电机减速器22，转盘转动电机减速器22的输出轴端固定安装主动齿轮23，主动齿轮23啮合从动齿轮24，从动齿轮24固定在转盘轮轴25上。软管转盘15通过转盘轮轴25与轮轴套杯26固定连接，该轮轴套杯26通过一对轴承29固定在固定轴28上，并可绕固定轴28旋转，固定轴28通过螺栓固定在软管转盘支架30上，转盘转动电机减速器22固定在软管转盘支架30的顶部。

软管导向管5的上部安装软管输送驱动装置19，用于夹持输送抽吸软管6，使其顺利插入软管导向管5内，以安全、可靠地输送抽吸软管6，软管输送驱动装置19的驱动装置为与其相连的软管输送电机减速器20。

另外，该球床高温气冷堆乏燃料负压抽吸装置还包括屏蔽套4、屏蔽罩筒体13和屏蔽罩顶盖10；屏蔽套4放置在屏蔽罩顶盖10上；乏燃料贮罐12和装料管9均位于屏蔽罩筒体13中，以屏蔽乏燃料的辐射。

下面具体描述球床高温气冷堆乏燃料负压抽吸装置的操作流程。

1、操作初始状态：

乏燃料贮罐12已放入屏蔽罩筒体13内，乏燃料贮罐罐口11与装料管9上下正对布置，罐塞爪具3置于软管插入管8的上部，抽吸软管盘管16盘绕在软管转盘15上，抽吸软管6和吸嘴7置于软管导向管5内，尚未插入软管插入管8。

2、将乏燃料贮罐罐口内的罐塞取出

远程操作罐塞爪具升降气缸2，将罐塞爪具3降至乏燃料贮罐罐口11的罐塞内，抓取罐塞，然后操作罐塞爪具升降气缸2，将罐塞爪具3连同罐塞一起升至软管插入管8的上部，完成罐塞取出的操作。

3、将抽吸软管6和吸嘴7插入乏燃料贮罐内

开动转盘转动电机减速器22，驱动主动齿轮23转动，主动齿轮23则驱动与其啮合的从动齿轮24转动，从动齿轮24带动转盘轮轴25转动，转盘轮轴25则带动软管转盘15转动，从而使抽吸软管盘管16向前输送，与此同时，开动软管输送驱动装置19的软管输送电机减速器20，夹持并将抽吸软管盘管16向前输送，将抽吸软管6和吸嘴7插入软管插入管8内，然后通过装料管9和乏燃料贮罐罐口11插入乏燃料贮罐12内，将吸嘴7降至紧贴球床的上部位置。

4、将乏燃料贮罐内的乏燃料元件抽出

开动第三输球管道31下部连接的风机设备(例如罗茨真空泵)，使吸嘴7处产生较大的负压，将乏燃料元件14通过负压的方式抽吸进入抽吸软管6内，然后通过抽吸软管盘管16、第二输球管道27和第三输球管道31输送到下游的输送管道，并被送往指定位置。随着乏燃料贮罐12内乏燃料元件料位的下降，当无法继续再将乏燃料元件14抽出时，需要继续开动转盘转动电机减速器22和软管输送驱动装置19的软管输送电机减速器20，夹持并将抽吸软管盘管16向前输送，使吸嘴7降至紧贴球床的上部位置，这样即可继续将乏燃料贮罐12内的乏燃料元件14抽出，直至将罐内的乏燃料元件抽空。

5、将抽吸软管6和吸嘴7从乏燃料贮罐内抽出

当乏燃料贮罐12内的乏燃料元件被抽空之后，逆向开动转盘转动电机减速器22和软管输送驱动装置19的软管输送电机减速器20，夹持并将抽吸软管盘管16向后输送，将抽吸软管6和吸嘴7从乏燃料贮罐12内逐渐抽出。

6、将乏燃料贮罐罐口内的罐塞放回

操作罐塞爪具升降气缸2，将罐塞爪具3连同罐塞一起降至乏燃料贮罐罐口11内，将罐塞放回贮罐罐口，然后松开罐塞爪具，操作罐塞爪具升降气缸2，将罐塞爪具3升至软管插入管8的上部，完成罐塞放回的操作，整套装置回复到初始状态。

本发明提供的球床高温气冷堆乏燃料负压抽吸装置具有以下优点：

(1)实现远程控制操作，能有效降低操作人员的辐照剂量，有利于操作过程的辐射防护。

(2)采用电机减速器作为软管输送的动力源，操作可靠性高，降低了误动作发生的可能性。

(3)通过将装料管下口与贮罐罐口的密封对接，可使在乏燃料抽吸操作过程中，乏燃料贮罐一直处于密封状态，防止了贮罐内的气体外漏。

(4)通过在乏燃料装料管上设置屏蔽套，可使在乏燃料抽吸操作过程中，乏燃料装料管一直处于辐射屏蔽状态，有利于操作过程的辐射防护。

(5)罐塞爪具采用气缸驱动升降，操作可靠性高，能有效降低操作误动作发生的可能性。

(6)通过转盘转动电机减速器和软管输送驱动装置的联合操作，能有效输送抽吸软管，降低操作中误动作发生的可能性。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (6)

1.一种球床高温气冷堆乏燃料负压抽吸装置，其特征在于，包括：

抽吸软管、抽吸软管盘管、输球管道、软管转盘、底部与乏燃料贮罐罐口密封对接的装料管、斜向汇集到所述装料管内的软管插入管和与软管插入管相通的软管导向管，所述软管导向管引导抽吸软管插入到所述装料管内；

所述输球管道的一端与抽吸软管盘管相连，另一端连接风机；

所述抽吸软管盘管缠绕在所述软管转盘上，其另一端插入软管导向管中；所述软管转盘连接电机驱动装置。

2.如权利要求1所述的球床高温气冷堆乏燃料负压抽吸装置，其特征在于，所述电机驱动装置采用转盘转动电机减速器，所述转盘转动电机减速器的输出轴端固定安装主动齿轮，所述主动齿轮啮合从动齿轮，所述从动齿轮固定在转盘轮轴上。

3.如权利要求2所述的球床高温气冷堆乏燃料负压抽吸装置，其特征在于，还包括轮轴套杯和固定轴；

所述软管转盘通过转盘轮轴与轮轴套杯固定连接，所述轮轴套杯通过一对轴承固定在固定轴上，并可绕固定轴旋转，所述固定轴固定在软管转盘支架上，所述转盘转动电机减速器固定在软管转盘支架的顶部。

4.如权利要求3所述的球床高温气冷堆乏燃料负压抽吸装置，其特征在于，所述软管导向管的上部安装软管输送驱动装置，用于夹持输送抽吸软管。

5.如权利要求4所述的球床高温气冷堆乏燃料负压抽吸装置，其特征在于，还包括屏蔽套、屏蔽罩筒体和屏蔽罩顶盖；

所述乏燃料贮罐和装料管均位于屏蔽罩筒体中；所述屏蔽套放置在屏蔽罩顶盖上。

6.如权利要求1所述的球床高温气冷堆乏燃料负压抽吸装置，其特征在于，所述抽吸软管的末端安装吸嘴。

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