CN102431882B - 机械式乏燃料贮罐吊具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及反应堆工程技术领域，公开了一种机械式乏燃料贮罐吊具，包括外套(1)、固定销轴(2)、转动套(3)、固定套(6)、吊钩(9)，所述固定销轴(2)固定在所述外套(1)上；所述吊钩(9)固定在外套(1)上；所述转动套(3)设置在所述固定销轴(2)上端与固定套(6)下端之间的部位。本发明通过机械式设计实现了贮罐吊装的纯机械式操作，不需要供电，耐辐照，耐高温，可靠性高；在各种工况下，都能够保证贮罐吊装的安全，有效避免意外脱钩事故；可以实现贮罐吊装的远距离遥控操作，从而避免操作人员近距离操作受到辐射。

Description

机械式乏燃料贮罐吊具

技术领域

本发明涉及反应堆工程技术领域，具体涉及一种机械式乏燃料贮罐吊具。

背景技术

核电站使用的核燃料主要由可裂变材料和可转换材料组成。反应堆中的可裂变材料，在裂变过程中会释放大量的热量，即核能；可裂变材料消耗到一定程度后，将成为乏燃料，乏燃料的主要特征是，具有很强的放射性，并仍产生衰变热。

我国目前正在积极开发球床模块式高温气冷堆核电站，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，具有固有安全、防止核扩散、可产生高温工艺热等优点。

清华大学核能技术设计研究院在10MW高温气冷实验堆的技术基础上，设计开发了可以商业应用的球床模块式高温堆示范电站。球床高温气冷堆采用球形燃料元件，燃料元件内弥散有涂敷燃料颗粒。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。

由于球床高温气冷堆的燃料元件与压水堆核电站不同，从堆芯排出的球形乏燃料，需要采用适合球形燃料元件贮存的贮存容器，并贮存在合适的中间贮存设施内。在乏燃料贮罐的操作过程和贮存过程中，要保证乏燃料的操作安全。

为保证乏燃料贮罐的操作安全，需要采用可靠的贮罐吊具进行操作，该贮罐吊具要求在各种工况下，都能够保证贮罐吊装的安全。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明所要解决的技术问题是：如何设计一种纯机械式操作的乏燃料贮罐吊具。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种机械式乏燃料贮罐吊具，包括外套、固定销轴、转动套、固定套、吊钩，所述固定销轴固定在所述外套上；所述吊钩固定在外套上；所述转动套设置在所述固定销轴上端与固定套下端之间的部位。

优选地，所述吊钩为多个，且每个吊钩上设有滑动销轴，每个吊钩通过各自的滑动销轴固定在所述外套上。

优选地，所述贮罐吊具还包括第一钢丝绳和第二钢丝绳，所述第一钢丝绳和第二钢丝绳穿过所述外套，且与所述固定套在上表面的四个象限部位对称布置并连接。

优选地，所述固定套下端的外圈设有固定套齿轮。

优选地，所述固定套齿轮的轮齿之间设有固定套凹槽。

优选地，所述转动套的底部设有转动套齿轮，所述转动套齿轮能在所述固定销轴上进行周向转动。

优选地，所述转动套的上部周向布置有多个滑动销轴，所述滑动销轴能在所述固定套齿轮上进行周向转动，并能滑入所述固定套凹槽内。

优选地，所述转动套的外侧设有转动套凸轮。

(三)有益效果

本发明通过机械式设计实现了贮罐吊装的纯机械式操作，不需要供电，耐辐照，耐高温，可靠性高；在各种工况下，都能够保证贮罐吊装的安全，有效避免意外脱钩事故；不需要近距离或手动操作，可以实现贮罐吊装的远距离遥控操作，从而避免操作人员近距离操作受到辐射。

附图说明

图1是在吊钩张开的状态下，本发明实施例的贮罐吊具的剖视图；

图2是在吊钩收回的状态下，本发明实施例的贮罐吊具的剖视图；

图3是在吊钩张开的状态下，本发明实施例的贮罐吊具的俯视图；

图4是在吊钩收回的状态下，本发明实施例的贮罐吊具的俯视图。

其中，1-外套；2-固定销轴；3-转动套；4-滑动销轴；5-转动套齿轮；6-固定套；7-固定套齿轮；8-固定套凹槽；9-吊钩；10-滑动销轴；11-第一钢丝绳；12-第二钢丝绳；13-转动套凸轮。

具体实施方式

下面对于本发明所提出的一种机械式乏燃料贮罐吊具，结合附图和实施例详细说明。

参考图1～图4，本发明实施例的机械式乏燃料贮罐吊具的结构描述如下：

乏燃料贮罐吊具主要由外套1、转动套3、固定套6、吊钩9等部件构成。

贮罐吊具的外套1上固定有多个销轴，即固定销轴2。固定销轴2用于支撑吊钩9张开状态时的转动套3；吊钩9共有4个，均通过各自的滑动销轴10固定在外套1上，2套第一钢丝绳11和2套第二钢丝绳12穿过外套1，与固定套6在上表面的4个象限部位对称布置并可靠连接。固定套6下端的外圈设有齿轮，即固定套齿轮7；固定套齿轮7的轮齿之间设有凹槽，即固定套凹槽8。转动套3设置在固定销轴2之上表面和固定套6之下表面之间的部位，用于控制吊钩9的张开与收回；当转动套3位于上限位置时，吊钩9收回，可以从贮罐上脱开，当转动套3位于下限位置时，吊钩9张开，可以抓取贮罐。转动套3的底部设有转动套齿轮5，该转动套齿轮5可以落在固定销轴2上，并能在固定销轴2上依靠转动套3的重力进行周向转动。转动套3的上部周向布置有多个滑动销轴4，滑动销轴4可以在固定套齿轮7上依靠转动套3的重力进行周向转动，并能滑入固定套凹槽8内，当滑动销轴4滑入固定套凹槽8时，吊钩9张开，可以抓取贮罐，当滑动销轴4从固定套凹槽8滑出时，吊钩9收回，可以从贮罐上脱开。转动套3的外侧设有凸轮，即转动套凸轮13，用于顶住吊钩9的内侧上部或下部，当转动套凸轮13顶在吊钩9的内侧上部时，吊钩9收回，可以从贮罐上脱开，当转动套凸轮13顶在吊钩9的内侧下部时，吊钩9张开，可以抓取贮罐。

贮罐吊具的操作过程如下：

贮罐吊具挂钩抓罐操作：

在贮罐吊具的吊钩9处于收回状态时，转动套3位于外套固定销轴2之上表面和固定套6之下表面间的上部位置，转动套凸轮13顶在吊钩9的内侧上部，滑动销轴4挂在固定套齿轮7上侧的凹槽内，固定套6则在第一钢丝绳11和第二钢丝绳12的作用下位于外套1的上侧，转动套齿轮5与固定销轴2有一定距离。

吊罐卷扬机组通过第一钢丝绳11和第二钢丝绳12连接和吊装贮罐吊具，将贮罐吊具下落放置到贮罐上表面，2根第一钢丝绳11和2根第二钢丝绳12松驰，固定套6带动转动套3向下降落，直至转动套齿轮5落到固定销轴2上，转动套3暂时被固定销轴2托住不再下降，而固定套6则继续下降，在滑动销轴4从固定套齿轮7上侧的凹槽内脱出后，转动套齿轮5在固定销轴2上依靠转动套3的重力进行周向滑动，转动套3作顺时针转动，并逐渐向下滑动，从而带动滑动销轴4作顺时针转动，直到滑动销轴4转动到固定套凹槽8上方，滑动销轴4在下一个固定套齿轮7的阻挡下不再继续转动，而是落入固定套凹槽8内，并位于固定套凹槽8的上端，此时，转动套凸轮13已顶在吊钩9的内侧下部，吊钩9张开，从而抓住贮罐。

当吊罐卷扬机组通过第一钢丝绳11和第二钢丝绳12吊起贮罐吊具时，固定套6向上升起，固定套凹槽8也向上升起，与滑动销轴4作相对运动，直到固定套6的上表面与外套1顶板的下表面贴合在一起，固定套6带动外套1、吊钩9及其抓取的贮罐一起被吊起。

贮罐吊具松钩脱罐操作：

贮罐吊具的吊钩9处于张开状态并挂在贮罐上，转动套3位于固定销轴2之上表面和固定套6之下表面间的下部位置，转动套凸轮13顶在吊钩9的内侧下部，滑动销轴4位于固定套凹槽8内，固定套6则在第一钢丝绳11和第二钢丝绳12的作用下位于外套1的上侧，转动套齿轮5置于固定销轴2上。

吊罐卷扬机组通过钢丝绳连接和吊装贮罐吊具，将吊具与贮罐下落放置到地面或其他设备上，2根第一钢丝绳11和2根第二钢丝绳12松驰，固定套6向下降落，固定套凹槽8相对滑动销轴4向下移动，当滑动销轴4滑出固定套凹槽8并高于下一个固定套齿轮7后，转动套齿轮5在固定销轴2上依靠转动套3的重力进行周向滑动，转动套3作顺时针转动，直至转动套齿轮5转动到使固定销轴2滑入转动套齿轮5的凹槽内，转动套齿轮5在固定销轴2的阻挡下无法继续转动，此时滑动销轴4位于固定套齿轮7的上部凹槽内。

当吊罐卷扬机组通过第一钢丝绳11和第二钢丝绳12吊起贮罐吊具时，固定套6向上升起，从而带动滑动销轴4和转动套3向上升起，直至固定套6的上表面与外套1顶板的下表面贴合在一起，此时转动套凸轮13顶在吊钩9的内侧上部，贮罐吊具的吊钩9处于收回状态从而与贮罐脱开，当吊罐卷扬机组通过第一钢丝绳11和第二钢丝绳12继续向上吊起贮罐吊具时，吊具即与贮罐分离，吊具单独被吊起。

如果操作过程中，发生贮罐吊具的吊钩9处于张开状态但并没有抓取贮罐，则只需要将贮罐吊具在地面或其他设备的上表面上放落碰撞一次，然后再提起，则可使贮罐吊具的吊钩9变换为收回状态，动作原理与贮罐吊具松钩脱罐操作相同。

本发明提出的纯机械式乏燃料贮罐吊具，可用于吊装球床高温气冷堆的乏燃料贮罐，将乏燃料贮罐在乏燃料操作的不同位置之间进行吊装。而且本发明不仅能够实现高温堆乏燃料贮罐的安全吊装，该吊具经过适当修改，还可用来操作压水堆核电站和其它类型核电站的乏燃料贮罐，也可应用于普通工业各类容器的吊装。

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 (7)

1.一种机械式乏燃料贮罐吊具，其特征在于，包括外套（1）、固定销轴（2）、转动套（3）、固定套（6）、吊钩（9），所述固定销轴（2）固定在所述外套（1）上；所述吊钩（9）固定在外套（1）上；所述转动套（3）设置在所述固定销轴（2）上表面与固定套（6）下表面之间的部位；所述固定套（6）下端的外圈设有固定套齿轮（7）。

2.如权利要求1所述的贮罐吊具，其特征在于，所述吊钩（9）为多个，且每个吊钩（9）上设有滑动销轴（10），每个吊钩（9）通过各自的滑动销轴（10）固定在所述外套（1）上。

3.如权利要求1所述的贮罐吊具，其特征在于，所述贮罐吊具还包括第一钢丝绳（11）和第二钢丝绳（12），所述第一钢丝绳（11）和第二钢丝绳（12）穿过所述外套（1），且与所述固定套（6）在上表面的四个象限部位对称布置并连接。

4.如权利要求1所述的贮罐吊具，其特征在于，所述固定套齿轮（7）的轮齿之间设有固定套凹槽（8）。

5.如权利要求1所述的贮罐吊具，其特征在于，所述转动套（3）的底部设有转动套齿轮（5），所述转动套齿轮（5）能在所述固定销轴（2）上进行周向转动。

6.如权利要求4所述的贮罐吊具，其特征在于，所述转动套（3）的上部周向布置有多个滑动销轴（4），所述滑动销轴（4）能在所述固定套齿轮（7）上进行周向转动，并能滑入所述固定套凹槽（8）内。

7.如权利要求1所述的贮罐吊具，其特征在于，所述转动套（3）的外侧设有转动套凸轮（13）。

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