CN102693769B - 可伸缩式核电站乏燃料余热排出装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及核电站的一种可伸缩式乏燃料余热排出装置，属于反应堆工程技术领域。可伸缩式核电站乏燃料余热排出装置，其包括活动风管主体(1)、固定风管主体(5)和余热排放管(8)；固定风管下支撑板(18)上固定有固定风管前支撑板(13)和固定风管后支撑板(9)，固定风管前支撑板(13)和后支撑板(9)固定住固定风管主体(5)，固定风管主体(5)的前端为固定风管前段(3)，固定风管前段3插入活动风管主体(1)的内部；固定风管前支撑板(13)和后支撑板(9)上固定有直线轴承滑轨轴(25)。上述装置可用于球床高温气冷堆乏燃料贮存系统中屏蔽罩余热排放管道的对接，以将屏蔽罩内乏燃料贮罐的余热排放到外部大气。
Description
技术领域
本发明涉及核电站的一种可伸缩式乏燃料余热排出装置，属于反应堆工程技术领域。
背景技术
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，压制好的燃料元件外径为60mm。
球床高温气冷堆从堆芯排出的球形乏燃料，需要采用合适的乏燃料贮罐进行贮存，贮罐装满后需贮存在合适的中间贮存设施内。
为了降低成本和有效散热，乏燃料贮罐可以设计成薄壁裸罐，为此，乏燃料贮罐在装入乏燃料以及转移的过程中，需要将乏燃料贮罐置于具有辐射屏蔽功能的屏蔽罩内，以屏蔽乏燃料贮罐的放射性，该屏蔽罩置于地车上，地车可以携带屏蔽罩和乏燃料贮罐在装料位置和各乏燃料贮存竖井之间移动。
在屏蔽罩移至装料位置后，需要考虑乏燃料装料过程中，通过通风方式将乏燃料贮罐内乏燃料的余热排出，而屏蔽罩是移动设备，不能与通风管道固定连接，需要通过可伸缩式的对接装置将屏蔽罩上的通风管与舱室内的余热排放管道对接，以将屏蔽罩内乏燃料贮罐的余热排放到外部大气。
本专利说明了所研究设计的一种可伸缩式乏燃料余热排出装置，通过该装置能够实现将余热排放管道对接到乏燃料贮存系统屏蔽罩上排热管道的功能，该余热排出装置经过适当修改，可应用于压水堆核电站和其它类型核电站的类似工况，也可应用于普通工业各类工况下的管道对接。
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可伸缩式乏燃料余热排出装置，可用于球床高温气冷堆乏燃料贮存系统中屏蔽罩余热排放管道的对接，以将屏蔽罩内乏燃料贮罐的余热排放到外部大气。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种可伸缩式核电站乏燃料余热排出装置，其特征在于，包括活动风管主体1、固定风管主体5和余热排放管8；固定风管下支撑板18上固定有固定风管前支撑板13和固定风管后支撑板9，固定风管前支撑板13和固定风管后支撑板9固定住固定风管主体5，固定风管主体5的前端为固定风管前段3，固定风管前段3插入活动风管主体1的内部；
固定风管前支撑板13和固定风管后支撑板9上固定有直线轴承滑轨轴25；
固定风管底支撑板17固定在设备支撑板16上，固定风管底支撑板17支撑固定风管下支撑板18；设备支撑板16通过支架固定在侧墙上，或者预埋在舱室侧墙开孔的底面上；
电动推杆19的后端固定在电动推杆后支撑板14上，电动推杆后支撑板14固定在固定风管下支撑板18上，电动推杆19的前端固定在活动风管驱动板2上，固定风管前支撑板13上开有过孔，以容纳电动推杆19,活动风管驱动板2固定在活动风管主体1上。
其中，直线轴承滑轨轴25上套有直线轴承45，直线轴承45的前端为直线轴承法兰26，外部为直线轴承外套管27，直线轴承外套管27内设有2个直线轴承45，直线轴承45之间设有间隔套46进行定位，活动风管驱动板2固定在直线轴承法兰26上，活动风管驱动板2可以连同直线轴承45在电动推杆19的作用下前后运动。
其中，直线轴承滑轨轴25通过直线轴承滑轨轴螺纹段4、第一紧固螺母10和第二紧固螺母11固定在固定风管前支撑板13和固定风管后支撑板9上。
其中，固定风管底支撑板17通过支撑板固定螺栓15支撑固定风管下支撑板18。
其中，活动风管驱动板2的底部固定有撞铁支撑板21，撞铁支撑板21上固定有行程开关撞铁20，固定风管下支撑板18的前端固定有行程开关支撑板22，行程开关支撑板22上固定有行程开关23，当行程开关撞铁20运动至行程开关23后，会触发停车信号，将第一密封垫30贴合到屏蔽罩上排热管道出口的法兰上。
其中，活动风管驱动板2焊接固定在活动风管主体1的外圈，活动风管后端法兰41与固定法兰43通过紧固螺栓44固定，之间设有第二密封垫42，用以密封活动风管主体1与固定风管前段3之间的间隙，保证余热排出通风管道的密封性。
其中，活动风管主体1的前端焊接固定有活动风管前端法兰36，活动风管前端法兰36与密封垫固定法兰38通过紧固螺栓34连接，然后通过紧固螺母37固定，密封垫固定法兰38与微调风管39焊接固定，第一密封垫30通过螺钉固定在密封垫固定法兰38上，用以密封密封垫固定法兰38和与其贴合的屏蔽罩排热管道出口法兰，弹簧32套在紧固螺栓34上，用以缓冲伸缩运动的撞击力，并辅助第一密封垫30，密封密封垫固定法兰38和与其贴合的屏蔽罩排热管道出口法兰。
其中，活动风管主体1的前端和微调风管39上均开有沟槽，在沟槽内分别通过卡箍33和卡箍35固定通风软管40。
(三)有益效果
本发明提出的可伸缩式乏燃料余热排出装置，具有以下优点：
1.可以实现乏燃料余热排出装置与屏蔽罩排热管道的可靠对接，将屏蔽罩内乏燃料贮罐的余热排放到外部大气；
2.可以实现乏燃料余热排出装置与屏蔽罩排热管道对接与脱开的远程控制，避免操作人员近距离操作受到辐射；
3.通过电动推杆操作和行程开关的定位，可提高乏燃料余热排出装置与屏蔽罩排热管道对接与脱开操作的可靠性；
4.通过多处的密封设计，可确保乏燃料余热排出装置及与前后设备对接的密封性，使屏蔽罩排热管道系统的运行不会影响舱室内环境；
5.通过弹簧和密封垫的作用，不但能够密封余热排出装置与屏蔽罩排热管道，也可以缓冲伸缩运动的撞击力，提高设备操作的平稳性和可靠性；
6.通过对固定风管、活动风管、通风软管、电动推杆、直线轴承等设备的一体化设计，可以实现乏燃料余热排出装置操作的各项功能，满足核电站的集成化要求。
附图说明
图1是本发明可伸缩式核电站乏燃料余热排出装置的主视图；
图2是本发明可伸缩式核电站乏燃料余热排出装置的俯视图；
图3是图1中I局部放大图；
图4是图1中II局部放大图；
图5是图2中III局部放大图；
图6是本发明乏燃料余热排出装置的立体图。
其中，1-活动风管主体；2-活动风管驱动板；3-固定风管前段；4-直线轴承滑轨轴螺纹段；5-固定风管主体；6-固定风管法兰；7-余热排放管法兰；8-余热排放管；9-固定风管后支撑板；10-第一紧固螺母；11-第二紧固螺母；12-紧固螺栓；13-固定风管前支撑板；14-电动推杆后支撑板；15-支撑板固定螺栓；16-设备支撑板；17-固定风管底支撑板；18-固定风管下支撑板；19-电动推杆；20-行程开关撞铁；21-撞铁支撑板；22-行程开关支撑板；23-行程开关；24-紧固螺栓；25-直线轴承滑轨轴；26-直线轴承法兰；27-直线轴承外套管；28-固定风管前端面；29-活动风管伸出位置；30-第一密封垫；31-紧固螺栓；32-弹簧；33-卡箍；34-紧固螺栓；35-卡箍；36-活动风管前端法兰；37-紧固螺母；38-密封垫固定法兰；39-微调风管；40-通风软管；41-活动风管后端法兰；42-第二密封垫；43-固定法兰；44-紧固螺栓；45-直线轴承；46-间隔套。
下面结合附图和具体实施例对本发明可伸缩式核电站乏燃料余热排出装置进行详细介绍。
具体实施方式
该可伸缩式乏燃料余热排出装置的示意图如图1～图6所示。本发明可伸缩式乏燃料余热排出装置的结构如下：
余热排出装置主要由固定风管、活动风管、通风软管、电动推杆、直线轴承等部件构成。
活动风管伸出位置29处的左侧为屏蔽罩排热管道出口法兰，在余热排出装置伸出时第一密封垫30可以与屏蔽罩的排热管道出口法兰紧密贴合。余热排放管8与舱室外的余热排放管道连接，用以将屏蔽罩内乏燃料贮罐的余热排放到外部大气。
设备支撑板16可以通过支架固定在侧墙上，也可以预埋在舱室侧墙开孔的底面上，固定风管底支撑板17可通过焊接方式固定在设备支撑板16上，固定风管底支撑板17通过支撑板固定螺栓15支撑固定风管下支撑板18，固定风管下支撑板18可通过支撑板固定螺栓15进行调平和固定。
固定风管下支撑板18上固定有固定风管前支撑板13和固定风管后支撑板9，固定风管前支撑板13和固定风管后支撑板9焊接固定住固定风管主体5，固定风管主体5的前端为固定风管前段3，固定风管前段3插入活动风管主体1的内部，可以保证活动风管主体1向前运动时通风管道的密封性。
固定风管前支撑板13和固定风管后支撑板9上固定有直线轴承滑轨轴25，直线轴承滑轨轴25通过直线轴承滑轨轴螺纹段4、第一紧固螺母10和第二紧固螺母11固定在固定风管前支撑板13和固定风管后支撑板9上。直线轴承滑轨轴25上套有直线轴承45，直线轴承45的前端为直线轴承法兰26，外部为直线轴承外套管27，直线轴承外套管27内设有2个直线轴承45，直线轴承之间设有间隔套46进行定位，活动风管驱动板2固定在直线轴承法兰26上，活动风管驱动板2可以连同直线轴承45在电动推杆19的作用下前后运动。
电动推杆19的后端固定在电动推杆后支撑板14上，电动推杆后支撑板14通过紧固螺栓31固定在固定风管下支撑板18上。电动推杆19的前端固定在活动风管驱动板2上，固定风管前支撑板13上开有过孔，以容纳电动推杆19。
活动风管驱动板2的底部固定有撞铁支撑板21，撞铁支撑板21上固定有行程开关撞铁20，固定风管下支撑板18的前端固定有行程开关支撑板22，行程开关支撑板22上固定有行程开关23，当行程开关撞铁20运动至行程开关23后，会触发停车信号，将第一密封垫30贴合到屏蔽罩上排热管道出口的法兰上。
活动风管驱动板2焊接固定在活动风管主体1的外圈，活动风管后端法兰41与固定法兰43通过紧固螺栓44固定，之间设有第二密封垫42，用以密封活动风管主体1与固定风管前段3之间的间隙，保证余热排出通风管道的密封性。
活动风管主体1的前端焊接固定有活动风管前端法兰36，活动风管前端法兰36与密封垫固定法兰38通过紧固螺栓34连接，然后通过紧固螺母37固定。密封垫固定法兰38与微调风管39焊接固定。第一密封垫30通过螺钉固定在密封垫固定法兰38上，用以密封密封垫固定法兰38和与其贴合的屏蔽罩排热管道出口法兰，弹簧32套在紧固螺栓34上，用以缓冲伸缩运动的撞击力，并辅助第一密封垫30，密封密封垫固定法兰38和与其贴合的屏蔽罩排热管道出口法兰。活动风管主体1的前端和微调风管39上均开有沟槽，在沟槽内分别通过卡箍33和卡箍35固定通风软管40。
该可伸缩式乏燃料余热排出装置的操作过程如下：
将乏燃料余热排出装置的活动风管伸出：
初始状态为：活动风管主体1处于收回状态。
操作过程为：
开动电动推杆19，电动推杆19推动活动风管驱动板2向前运动，活动风管驱动板2带动活动风管主体1，沿着直线轴承滑轨轴25向前运动，活动风管前端法兰36通过紧固螺栓34和弹簧32带动密封垫固定法兰38向前运动，使第一密封垫30向前运动逐渐贴合到前方通风管道的法兰上，当行程开关撞铁20运动至行程开关23后，触发停车信号，完成余热排出装置与屏蔽罩排热管道的对接。
将乏燃料余热排出装置的活动风管收回：
初始状态为：活动风管主体1处于伸出状态。
操作过程为：
开动电动推杆19，电动推杆19带动活动风管驱动板2向后运动，活动风管驱动板2带动活动风管主体1，沿着直线轴承滑轨轴25向后运动，活动风管前端法兰36通过紧固螺栓34和弹簧32带动密封垫固定法兰38向后运动，使第一密封垫30向后运动，从前方通风管道的法兰上脱开，完成余热排出装置与屏蔽罩排热管道的分离。
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.可伸缩式核电站乏燃料余热排出装置，其特征在于，包括活动风管主体(1)、固定风管主体(5)和余热排放管(8)；固定风管下支撑板(18)上固定有固定风管前支撑板(13)和固定风管后支撑板(9)，固定风管前支撑板(13)和固定风管后支撑板(9)固定住固定风管主体(5)，固定风管主体(5)的前端为固定风管前段(3)，固定风管前段(3)插入活动风管主体(1)的内部；
固定风管前支撑板(13)和固定风管后支撑板(9)上固定有直线轴承滑轨轴(25)；
固定风管底支撑板(17)固定在设备支撑板(16)上，固定风管底支撑板(17)支撑固定风管下支撑板(18)；设备支撑板(16)通过支架固定在侧墙上，或者预埋在舱室侧墙开孔的底面上；
电动推杆(19)的后端固定在电动推杆后支撑板(14)上，电动推杆后支撑板(14)固定在固定风管下支撑板(18)上，电动推杆(19)的前端固定在活动风管驱动板(2)上，固定风管前支撑板(13)上开有过孔，以容纳电动推杆(19)，活动风管驱动板(2)固定在活动风管主体(1)上；
直线轴承滑轨轴(25)上套有直线轴承(45)，直线轴承(45)的前端为直线轴承法兰(26)，外部为直线轴承外套管(27)，直线轴承外套管(27)内设有2个直线轴承(45)，直线轴承(45)之间设有间隔套(46)进行定位，活动风管驱动板(2)固定在直线轴承法兰(26)上，活动风管驱动板(2)可以连同直线轴承(45)在电动推杆(19)的作用下前后运动。
2.如权利要求1所述的可伸缩式核电站乏燃料余热排出装置，其特征在于，直线轴承滑轨轴(25)通过直线轴承滑轨轴螺纹段(4)、第一紧固螺母(10)和第二紧固螺母(11)固定在固定风管前支撑板(13)和固定风管后支撑板(9)上。
3.如权利要求1所述的可伸缩式核电站乏燃料余热排出装置，其特征在于，固定风管底支撑板(17)通过支撑板固定螺栓(15)支撑固定风管下支撑板(18)。
4.如权利要求1所述的可伸缩式核电站乏燃料余热排出装置，其特征在于，活动风管驱动板(2)的底部固定有撞铁支撑板(21)，撞铁支撑板(21)上固定有行程开关撞铁(20)，固定风管下支撑板(18)的前端固定有行程开关支撑板(22)，行程开关支撑板(22)上固定有行程开关(23)，当行程开关撞铁(20)运动至行程开关(23)后，会触发停车信号，将第一密封垫(30)贴合到屏蔽罩上排热管道出口的法兰上。
5.如权利要求1所述的可伸缩式核电站乏燃料余热排出装置，其特征在于，活动风管驱动板(2)焊接固定在活动风管主体(1)的外圈，活动风管后端法兰(41)与固定法兰(43)通过紧固螺栓(44)固定，之间设有第二密封垫(42)，用以密封活动风管主体(1)与固定风管前段(3)之间的间隙，保证余热排出通风管道的密封性。
6.如权利要求1所述的可伸缩式核电站乏燃料余热排出装置，其特征在于，活动风管主体(1)的前端焊接固定有活动风管前端法兰(36)，活动风管前端法兰(36)与密封垫固定法兰(38)通过紧固螺栓(34)连接，然后通过紧固螺母(37)固定，密封垫固定法兰(38)与微调风管(39)焊接固定，第一密封垫(30)通过螺钉固定在密封垫固定法兰(38)上，用以密封密封垫固定法兰(38)和与其贴合的屏蔽罩排热管道出口法兰，弹簧(32)套在紧固螺栓(34)上，用以缓冲伸缩运动的撞击力，并辅助第一密封垫(30)，密封密封垫固定法兰(38)和与其贴合的屏蔽罩排热管道出口法兰。
7.如权利要求6所述的可伸缩式核电站乏燃料余热排出装置，其特征在于，活动风管主体(1)的前端和微调风管(39)上均开有沟槽，在沟槽内分别通过卡箍(33)和卡箍(35)固定通风软管(40)。
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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