CN102530537B - 球床高温堆新燃料筒式装料机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种球床高温堆新燃料筒式装料机构，涉及反应堆工程设备领域。该机构包括：通风箱(1)；球头支架(4)；过球球头(18)；装料管(15)，装料管(15)与过球球头(18)构成的整体可绕过球球头(18)的转动轴上下摆动；出球凹头(2)，其一端固定在球头支架(4)顶端，并与过球球头(18)配合连接，构成旋转出球铰接副；出球管(3)，与出球凹头(2)的另一端连接，且沿水平向下成设定角度布置；装料管抬升机构，可带动装料管(15)上下摆动；装料管限位机构，限制装料管(15)的摆动范围。本发明的球床高温堆新燃料筒式装料机构能够实现球床高温堆筒式贮存新燃料元件的集约化、通风化、及可靠装料。

Description

球床高温堆新燃料筒式装料机构

技术领域

本发明涉及反应堆工程设备领域，尤其涉及一种球床高温堆新燃料筒式装料机构。

背景技术

高温气冷堆具有燃料元件连续循环、不停堆换料的特点，所用燃料为一种直径60毫米的球形元件。新燃料元件在厂内制造完成后，单列放置于元件筒中，每筒容量10或20个，元件筒以一定规律放置在新燃料罐内，满足厂外运输、库内贮存直至向堆芯装入新燃料前燃料元件的贮存需要。针对新燃料元件单列筒式贮运特点，为解决新燃料装料集约化操作便利，防止长期装料过程中存在的粉尘问题，需要用到具有通风箱的筒式装料机构。

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：提供一种能够实现球床高温堆筒式贮存新燃料元件的集约化、通风化、可靠装料的球床高温堆新燃料筒式装料机构。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明提供了一种球床高温堆新燃料筒式装料机构，该机构包括：通风箱以及安装于所述通风箱内的：球头支架，固定在通风箱的底板上；过球球头，通过转动轴可转动安装于所述球头支架顶端；装料管，一端与所述过球球头固定连接，且其与所述过球球头构成的整体可绕所述过球球头的转动轴上下摆动，用于装入元件筒，并将所述元件筒内的元件送入出球管；出球凹头，其一端固定在所述球头支架顶端，并与所述过球球头配合连接，构成旋转出球铰接副；出球管，与所述出球凹头的另一端连接，且沿水平向下成设定角度布置，并穿出所述通风箱的背板；装料管抬升机构，固定在所述通风箱的底板上，可带动所述装料管上下摆动；装料管限位机构，固定在所述通风箱的底板上，用于限制所述装料管的摆动范围。

优选地，该机构还包括：V型滑道，设置在所述装料管的下部内壁上。

优选地，所述过球球头为球体，其球心开有过球孔，球体外设置有两个所述转动轴，所述两个转动轴的连线经过所述过球球头的球心，所述两个转动轴分别可转动安装在两个所述球头支架上。

优选地，所述出球凹头的中心轴通过所述过球球头的球心。

优选地，所述设定角度的范围为5～25°。

优选地，所述装料管的另一端设置有装料管盖。

优选地，所述通风箱前面板上对应所述装料管的下限位置设置有装料孔，所述装料孔处安装有通风箱盖。

优选地，所述装料管抬升机构进一步包括：凸轮支座，固定在所述通风箱的底板上；电机减速机，固定在所述凸轮支座上，且穿出所述通风箱；凸轮杆，为单柄双支结构，其键槽孔与所述电机减速机的键相连，在所述电机减速机带动下转动；切线轮，可转动安装于所述凸轮杆的双支端，安装位置位于所述装料管下面且与所述装料管相切。

优选地，所述装料管限位机构进一步包括：两个装料管限位架，对称布置在所述装料管的两侧并固定在所述通风箱的底板上；上限位挡块，固定在所述两个装料管限位架之间，用于限定所述装料管上下摆动的上限位置；下限位挡块，固定在所述两个装料管限位架之间，用于限定所述装料管上下摆动的下限位置。

优选地，所述装料管抬升机构进一步包括：两个曲柄支座，对称布置在所述装料管两侧，且固定在所述通风箱的底板上；两个曲柄，每个曲柄的一端分别可转动安装在各自的曲柄支座上；手动曲柄，其一端可转动安装在任一所述曲柄支座上，另一端穿出所述通风箱；切线轮，可转动安装于所述两个曲柄的另外一端，安装位置位于所述装料管下面且与所述装料管相切。

优选地，所述装料管限位机构进一步包括：两个装料管限位架，对称布置在所述装料管的两侧并固定在所述通风箱的底板上；上限位挡块，固定在所述两个装料管限位架之间，用于限定所述装料管上下摆动的上限位置；下限位挡块，固定在所述两个装料管限位架之间，用于限定所述装料管上下摆动的下限位置；手动曲柄上限位挡块，固定在所述手动曲柄一侧的装料管限位架上，用于限定所述手动曲柄上下摆动的上限位置；手动曲柄下限位挡块，固定在所述手动曲柄一侧的装料管限位架上，用于限定所述手动曲柄上下摆动的下限位置。

优选地，所述装料管抬升机构进一步包括：两个曲柄支座，对称布置在所述装料管两侧，且固定在所述通风箱的底板上；两个曲柄，每个曲柄的一端分别可转动安装在各自的曲柄支座上；脚踏曲柄，其一端可转动安装在任一所述曲柄支座上；切线轮，可转动安装于所述两个曲柄的另外一端，安装位置位于所述装料管下面且与所述装料管相切；脚踏连杆，其一端与所述脚踏曲柄的另一端可转动连接，另一端穿出所述通风箱；脚踏板，可转动安装于所述脚踏连杆穿出所述通风箱的一端。

优选地，所述装料管限位机构进一步包括：两个装料管限位架，对称布置在所述装料管的两侧并固定在所述通风箱的底板上；上限位挡块，固定在所述两个装料管限位架之间，用于限定所述装料管上下摆动的上限位置；下限位挡块，固定在所述两个装料管限位架之间，用于限定所述装料管上下摆动的下限位置；脚踏曲柄上限位挡块，固定在脚踏曲柄一侧的所述装料管限位架上，用于限定所述脚踏曲柄上下摆动的上限位置；脚踏曲柄下限位挡块，固定在所述脚踏曲柄一侧的装料管限位架上，用于限定所述脚踏曲柄上下摆动的下限位置。

优选地，所述通风箱顶板上设置有排风口。

(三)有益效果

本发明的球床高温堆新燃料筒式装料机构通过具有V型滑道的装料管，可实现元件筒的顺利装入及退出；过球球头和出球凹头铰接副可实现装料管上下摆动，满足燃料元件顺利流出并进入出球管的要求；限位结构可防止装料管位移超限；手动、脚踏以及电动抬升机构提供了实现装料管上下摆动的不同结构形式；具有排风口的通风箱有利于装料过程的密封化，因而，本发明的球床高温堆新燃料筒式装料机构能够在密封或半密封条件下将元件筒内的新燃料元件顺利送入后续处理设备，实现新燃料装料集约化过程。

附图说明

图1为依照本发明一种实施方式的球床高温堆新燃料筒式装料机构的剖面结构示意图；

图2为图1所示的球床高温堆新燃料筒式装料机构的俯视图；

图3为图1所示的球床高温堆新燃料筒式装料机构的右视图；

图4为依照本发明另一种实施方式的球床高温堆新燃料筒式装料机构的剖面结构示意图；

图5为图4所示的球床高温堆新燃料筒式装料机构的俯视图；

图6为依照本发明再一种实施方式的球床高温堆新燃料筒式装料机构的剖面结构示意图。

具体实施方式

本发明提出的球床高温堆新燃料筒式装料机构，结合附图及实施例详细说明如下。

如图1所示，依照本发明一种实施方式的球床高温堆新燃料筒式电动装料机构包括通风箱1、出球凹头2、出球管3、球头支架4、装料管15、排风口17、过球球头18、装料管抬升机构、以及装料管限位机构。

其中，两个球头支架4固定在通风箱1的底板上。

过球球头18为球体，其球心开有过球孔，球体外设置有两个转动轴，且两个转动轴的连线经过过球球头18的球心，两个转动轴通过轴承安装在球头支架4的轴承座上。

装料管15一端与过球球头18固定连接，且其与过球球头18构成的整体可绕过球球头18的转动轴上下摆动，用于装入元件筒14，并将元件筒14内的球形元件16送入出球管3。装料管15内壁设置有V型滑道，可实现元件筒14的顺利装入及退出，其中心轴与过球球头18的过球孔中心轴同轴，另一端安装合页连接式装料管盖10。

出球凹头2一端固定在两个球头支架4的顶端，并与过球球头18配合连接，构成旋转出球铰接副。如图1中所示，出球凹头2的小径端与出球管3连接(通过焊接等方式)，大径端固定在球头支架4上，并保证出球凹头2中心轴通过过球球头18的球心，同时保证出球管3中心轴向设定角度穿出通风箱1背板。该设定角度的范围为5～25°。

装料管抬升机构固定在通风箱1的底板上，可带动装料管15上下摆动。

装料管限位机构固定在通风箱1的底板上，用于限制装料管15的摆动范围。

通风箱1为箱式结构，其在背板开有出球管3的出口，其顶部安装该排风口17，其与装料管15位于下限位置时对应的前面板上开有装料孔，在装料孔处安装有合页式通风箱盖11。

实施例1

如图1-3所示，本实施例的球床高温堆新燃料筒式电动装料机构包括：通风箱1、出球凹头2、出球管3、球头支架4、凸轮支座5、凸轮杆6、切线轮7、下限位挡块8、V型滑道9、装料管盖10、通风箱盖11、装料管限位架挡块12、上限位挡块13、元件筒14、装料管15、球形元件16、排风口17、过球球头18、电机减速机19。出球管3中心轴向下倾斜15°穿出通风箱1背板。

本实施例的装料管抬升机构包括：凸轮支座5、电机减速机19、凸轮杆6以及切线轮7。

其中，凸轮支座5固定在通风箱1的底板上；电机减速机19固定在凸轮支座5上，且穿出通风箱1；凸轮杆6为单柄双支结构，其键槽孔与电机减速机19的键相连，在电机减速机19带动下转动；切线轮7可转动安装于凸轮杆6的双支端，安装位置位于装料管15下面且与装料管15相切。

装料管限位机构包括：装料管限位架12、上限位挡块13、以及下限位挡块8。

其中，两个装料管限位架12对称布置在装料管15的两侧并固定在通风箱1的底板上；上限位挡块13固定两个在装料管限位架12之间，用于限定装料管15上下摆动的上限位置；下限位挡块8固定在两个装料管限位架12之间，用于限定装料管15上下摆动的下限位置。上限位挡块13与下限位挡块8之间的距离保证装料管15在上下摆动时角度需要。

本实施例的球床高温堆新燃料筒式装料机构的工作原理为：启动与排风口17相连的风机，保证通风箱1处于负压通风状态，同时保证装料管15位于装料管下限位挡块8上。打开通风箱盖11，打开装料管盖10，沿元件筒V型滑道9向装料管15内装入盛满球形元件16的元件筒14，关闭装料管盖10，关闭通风箱盖11。启动电机减速机19，凸轮杆6在电机减速机19的带动下向上缓慢转动，并通过切线轮7将装料管15抬升至上限位，使装料管15轴线与出球管3的轴线同轴，停止电机减速机19，使球形元件16全部依靠重力流出元件筒14，并进入出球管3。再次启动电机减速机19，凸轮杆6向下转动，装料管15在切线轮7的承托下回到下限位。再次停止电机减速机19，打开通风箱盖11，打开装料管盖10，退出元件筒14，完成一次新燃料装料过程。

实施例2

如图4-5所示，本实施例的球床高温堆新燃料筒式手动装料机构包括：通风箱1、出球凹头2、出球管3、球头支架4、切线轮7、下限位挡块8、V型滑道9、装料管盖10、装料管限位架12、上限位挡块13、元件筒14、装料管15、球形元件16、排风口17、过球球头18、曲柄支座20、曲柄21、手动曲柄22、手动曲柄上限位挡块23、手动曲柄下限位挡块24。出球管3中心轴向下倾斜15°穿出通风箱1背板。

装料管抬升机构包括：曲柄支座20、曲柄21、手动曲柄22、以及切线轮7。

其中，两个曲柄支座20对称布置在装料管15两侧，且固定在通风箱1的底板上；两个曲柄21各自的一端通过曲柄轴和轴承可转动安装在各自的曲柄支座20上；手动曲柄22一端通过曲柄轴和轴承可转动安装在任一曲柄支座20上，另一端穿出通风箱1；切线轮7通过轮轴、轴承以及销钉可转动安装于两个曲柄21的另外一端的孔中，安装位置位于装料管15下面且与装料管15相切。

装料管限位机构包括：装料管限位架12、上限位挡块13、下限位挡块8、手动曲柄上限位挡块23、以及手动曲柄下限位挡块24。

其中，两个装料管限位架12对称布置在装料管15的两侧并固定在通风箱1的底板上；上限位挡块13固定在两个装料管限位架12之间，用于限定装料管15上下摆动的上限位置；下限位挡块8固定在两个装料管限位架12之间，用于限定装料管15上下摆动的下限位置。上限位挡块13与下限位挡块8之间的距离保证装料管15在上下摆动时角度需要。手动曲柄上限位挡块23固定在手动曲柄22一侧的装料管限位架12上，用于限定手动曲柄22上下摆动的上限位置；手动曲柄下限位挡块24固定在手动曲柄22一侧的装料管限位架12上，用于限定手动曲柄22上下摆动的下限位置。手动曲柄上限位挡块23以及手动曲柄下限位挡块24的安装位置及上下距离满足手动曲柄22的行程要求。

本实施例的球床高温堆新燃料筒式装料机构的工作原理为：启动与排风口17相连的风机，保证通风箱1处于负压通风状态，同时保证装料管15位于装料管下限位挡块8上。打开装料管盖10，沿元件筒V型滑道9向装料管15内装入盛满球形元件16的元件筒14，关闭装料管盖10，压下手动曲柄22，曲柄21和手动曲柄22向上运动，并通过切线轮7将装料管15抬升至上限位，使装料管15轴线与出球管3的轴线同轴，保持手动曲柄22在下限位停留2～10秒，使球形元件16全部依靠重力流出元件筒14，并进入出球管3，抬起手动曲柄22至上限位，曲柄21向下转动，装料管15在切线轮7的承托下回到下限位，打开装料管盖10，退出元件筒14，完成一次新燃料装料过程。

实施例3

如图6所示，本实施例的球床高温堆新燃料筒式手动装料机构包括：通风箱1、出球凹头2、出球管3、球头支架4、切线轮7、下限位挡块8、V型滑道9、装料管盖10、通风箱盖11、装料管限位架12、上限位挡块13、元件筒14、装料管15、球形元件16、排风口17、过球球头18、曲柄支座20、曲柄21、脚踏曲柄25、脚踏连杆26、踏板27、脚踏曲柄上限位28、以及脚踏曲柄下限位29。出球管3中心轴向下倾斜15°穿出通风箱1背板。

装料管抬升机构包括：曲柄支座20、曲柄21、脚踏曲柄25、切线轮7、脚踏连杆26、以及脚踏板27。

其中，两个曲柄支座20对称布置在装料管15两侧，且固定在通风箱1的底板上；两个曲柄21中的每一个的一端均通过曲柄轴和轴承分别可转动安装在各自的曲柄支座20上；脚踏曲柄25一端通过曲柄轴和轴承可转动安装在任一曲柄支座20上；切线轮7通过轮轴和轴承及销钉可转动安装于两个曲柄21的另外一端的孔中，安装位置位于装料管15下面且与装料管15相切；脚踏连杆26一端通过轴与脚踏曲柄25的另一端可转动连接，另一端穿出通风箱1；脚踏板27通过轴可转动安装于脚踏连杆26穿出通风箱1的一端。

装料管限位机构包括：装料管限位架12、上限位挡块13、下限位挡块8、脚踏曲柄上限位挡块28、以及脚踏曲柄下限位挡块29。

其中，两个装料管限位架12对称布置在装料管15的两侧并固定在通风箱1的底板上；上限位挡块13固定在两个装料管限位架12之间，用于限定装料管15上下摆动的上限位置；下限位挡块8，固定在两个装料管限位架12之间，用于限定装料管15上下摆动的下限位置。上限位挡块13与下限位挡块8之间的距离保证装料管15在上下摆动时角度需要。脚踏曲柄上限位挡块28固定在脚踏曲柄25一侧的装料管限位架12上，用于限定脚踏曲柄25上下摆动的上限位置；脚踏曲柄下限位挡块29固定在脚踏曲柄25一侧的装料管限位架12上，用于限定脚踏曲柄25上下摆动的下限位置。脚踏曲柄上限位挡块28以及脚踏曲柄下限位挡块29的安装位置及上下距离满足脚踏曲柄25的行程要求。

本实施例的球床高温堆新燃料筒式装料机构的工作原理为：启动与排风口17相连的风机，保证通风箱1处于负压通风状态，同时保证装料管15位于下限位挡块8上。打开通风箱盖11，打开装料管盖10，沿元件筒V型滑道9向装料管15内装入盛满球形元件16的元件筒14，关闭装料管盖10，关闭通风箱盖11，踩下踏板27，通过脚踏连杆26带动脚踏曲柄25和曲柄21向上转动，并通过切线轮7将装料管15抬升至上限位，使装料管15轴线与出球管3的轴线同轴，保持踏板27在下限位停留2～10秒，使球形元件16全部依靠重力流出元件筒14，并进入出球管3。松开踏板27，脚踏曲柄25和曲柄21在装料管15重力作用下向下移动，装料管15绕过球球头18轴转动并在切线轮7的承托下回到下限位，打开通风箱盖11，打开装料管盖10，退出元件筒14，完成一次新燃料装料过程。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (14)

1.一种球床高温堆新燃料筒式装料机构，其特征在于，该机构包括：通风箱（1）以及安装于所述通风箱（1）内的：

球头支架（4），固定在通风箱（1）的底板上；

过球球头（18），通过转动轴可转动安装于所述球头支架（4）顶端；

装料管（15），一端与所述过球球头（18）固定连接，且其与所述过球球头（18）构成的整体可绕所述过球球头（18）的转动轴上下摆动，用于装入元件筒，并将所述元件筒内的元件送入出球管（3）；

出球凹头（2），其一端固定在所述球头支架（4）顶端，并与所述过球球头（18）配合连接，构成旋转出球铰接副；

出球管（3），与所述出球凹头（2）的另一端连接，且沿水平向下成设定角度布置，并穿出所述通风箱（1）的背板；

装料管抬升机构，固定在所述通风箱（1）的底板上，可带动所述装料管（15）上下摆动；

装料管限位机构，固定在所述通风箱（1）的底板上，用于限制所述装料管（15）的摆动范围。

2.如权利要求1所述的球床高温堆新燃料筒式装料机构，其特征在于，所述球床高温堆新燃料筒式装料机构还包括：V型滑道（9），设置在所述装料管（15）的下部内壁上。

3.如权利要求1所述的球床高温堆新燃料筒式装料机构，其特征在于，所述过球球头（18）为球体，其球心开有过球孔，球体外设置有两个所述转动轴，所述两个转动轴的连线经过所述过球球头（18）的球心，所述两个转动轴分别可转动安装在两个所述球头支架（4）上。

4.如权利要求3所述的球床高温堆新燃料筒式装料机构，其特征在于，所述出球凹头（2）的中心轴通过所述过球球头（18）的球心。

5.如权利要求1所述的球床高温堆新燃料筒式装料机构，其特征在于，所述设定角度的范围为5～25°。

6.如权利要求1所述的球床高温堆新燃料筒式装料机构，其特征在于，所述装料管（15）的另一端设置有装料管盖（10）。

7.如权利要求1所述的球床高温堆新燃料筒式装料机构，其特征在于，所述通风箱（1）前面板上对应所述装料管（15）的下限位置设置有装料孔，所述装料孔处安装有通风箱盖（11）。

8.如权利要求1所述的球床高温堆新燃料筒式装料机构，其特征在于，所述装料管抬升机构进一步包括：

凸轮支座（5），固定在所述通风箱（1）的底板上；

电机减速机（19），固定在所述凸轮支座（5）上，且穿出所述通风箱（1）；

凸轮杆（6），为单柄双支结构，其键槽孔与所述电机减速机（19）的键相连，在所述电机减速机（19）带动下转动；

切线轮（7），可转动安装于所述凸轮杆（6）的双支端，安装位置位于所述装料管（15）下面且与所述装料管（15）相切。

9.如权利要求8所述的球床高温堆新燃料筒式装料机构，其特征在于，所述装料管限位机构进一步包括：

两个装料管限位架（12），对称布置在所述装料管（15）的两侧并固定在所述通风箱（1）的底板上；

上限位挡块（13），固定在所述两个装料管限位架（12）之间，用于限定所述装料管（15）上下摆动的上限位置；

下限位挡块（8），固定在所述两个装料管限位架（12）之间，用于限定所述装料管（15）上下摆动的下限位置。

10.如权利要求1所述的球床高温堆新燃料筒式装料机构，其特征在于，所述装料管抬升机构进一步包括：

两个曲柄支座（20），对称布置在所述装料管（15）两侧，且固定在所述通风箱（1）的底板上；

两个曲柄（21），每个曲柄（21）的一端分别可转动安装在各自的曲柄支座（20）上；

手动曲柄（21），其一端可转动安装在任一所述曲柄支座（20）上，另一端穿出所述通风箱（1）；

切线轮（7），可转动安装于所述两个曲柄（21）的另外一端，安装位置位于所述装料管（15）下面且与所述装料管（15）相切。

11.如权利要求10所述的球床高温堆新燃料筒式装料机构，其特征在于，所述装料管限位机构进一步包括：

两个装料管限位架（12），对称布置在所述装料管（15）的两侧并固定在所述通风箱（1）的底板上；

上限位挡块（13），固定在所述两个装料管限位架（12）之间，用于限定所述装料管（15）上下摆动的上限位置；

下限位挡块（8），固定在所述两个装料管限位架（12）之间，用于限定所述装料管（15）上下摆动的下限位置；

手动曲柄上限位挡块（23），固定在所述手动曲柄（21）一侧的装料管限位架（12）上，用于限定所述手动曲柄（21）上下摆动的上限位置；

手动曲柄下限位挡块（24），固定在所述手动曲柄（21）一侧的装料管限位架（12）上，用于限定所述手动曲柄（21）上下摆动的下限位置。

12.如权利要求1所述的球床高温堆新燃料筒式装料机构，其特征在于，所述装料管抬升机构进一步包括：

两个曲柄支座（20），对称布置在所述装料管（15）两侧，且固定在所述通风箱（1）的底板上；

两个曲柄（21），每个曲柄（21）的一端分别可转动安装在各自的曲柄支座（20）上；

脚踏曲柄（25），其一端可转动安装在任一所述曲柄支座（20）上；

切线轮（7），可转动安装于所述两个曲柄（21）的另外一端，安装位置位于所述装料管（15）下面且与所述装料管（15）相切；

脚踏连杆（26），其一端与所述脚踏曲柄（25）的另一端可转动连接，另一端穿出所述通风箱（1）；

脚踏板（27），可转动安装于所述脚踏连杆（26）穿出所述通风箱（1）的一端。

13.如权利要求12所述的球床高温堆新燃料筒式装料机构，其特征在于，所述装料管限位机构进一步包括：

两个装料管限位架（12），对称布置在所述装料管（15）的两侧并固定在所述通风箱（1）的底板上；

上限位挡块（13），固定在所述两个装料管限位架（12）之间，用于限定所述装料管（15）上下摆动的上限位置；

下限位挡块（8），固定在所述两个装料管限位架（12）之间，用于限定所述装料管（15）上下摆动的下限位置；

脚踏曲柄上限位挡块（28），固定在脚踏曲柄（25）一侧的所述装料管限位架（12）上，用于限定所述脚踏曲柄（25）上下摆动的上限位置；

脚踏曲柄下限位挡块（29），固定在所述脚踏曲柄（25）一侧的装料管限位架（12）上，用于限定所述脚踏曲柄（25）上下摆动的下限位置。

14.如权利要求1-13任一项所述的球床高温堆新燃料筒式装料机构，其特征在于，所述通风箱（1）顶板上设置有排风口（17）。

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