CN103971772A - 用于球床反应堆燃料球的卸料装置及卸料方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于球床反应堆燃料球的卸料装置及卸料方法，该卸料装置包括卸料部件、至少一限位装置、驱动装置和固定装置；该卸料部件用于放置若干待卸出燃料球；各该限位装置用于实现相应的待卸出燃料球的限位；该驱动装置用于为该限位装置提供驱动力。该卸料方法包括以下具体步骤：S₁、将该卸料部件与相应的该待卸出燃料球对齐；S₂、使各限位装置位于设定的初始位置；S₃、该驱动装置带动限位装置旋转，使得相应的各该待卸出燃料球完全进入该卸料部件内；S₄、将各该待卸出燃料球卸出至相应的指定位置；S₅、重复步骤S₁～S₄。本发明能实现规则排列的球床反应堆燃料球的卸出以及燃料球的批次卸出。

Description

用于球床反应堆燃料球的卸料装置及卸料方法

技术领域

本发明涉及核反应堆工程与安全技术领域，特别涉及一种用于球床反应堆燃料球的卸料装置及卸料方法。

背景技术

现有的球床反应堆燃料球都呈无序排列状态，也就是说，燃料球落入堆芯内部时位置不确定。然而，燃料球呈无序状态排列时，使得各燃料球的反应实验环境不一致，导致反应的效果较差。因此，为了保证各燃料球的反应环境一致且均匀，且提高其物理性能，球床反应堆燃料球呈规则排列状态成为一种选择。

现有的用于球床反应堆燃料球的卸料装置在燃料循环时，燃料球靠自重从燃料区上部移动到堆芯底部，通过锥形漏斗从底部卸出。然而，这种装载装置主要存在以下技术问题：因燃料球在堆芯内部按照规则排列状态，在卸出过程中，燃料球不能移动，不能通过锥形漏斗从底部卸出。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术中传统的用于球床反应堆燃料球的卸料装置及卸料方法不能将燃料球从堆芯底部卸出的缺陷，提供一种用于球床反应堆燃料球的卸料装置及卸料方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种用于球床反应堆燃料球的卸料装置，其特点在于，包括一卸料部件、至少一限位装置、一驱动装置和一固定于所述卸料部件上的固定装置；

所述卸料部件用于放置若干待卸出燃料球；

各所述限位装置穿设于所述卸料部件内，并用于实现放置于所述卸料部件内的相应的所述待卸出燃料球的限位；

所述驱动装置固定于所述固定装置上，并用于为所述限位装置提供驱动力，所述驱动装置的输出轴与所述限位装置传动连接。

在本方案中，当球床反应堆进行卸料操作时，该卸料装置能够实现规则排列的球床反应堆燃料球的卸出；另外，该卸料装置结构简单、易于加工制造、运行稳定，为规则排列球床反应堆卸料提供更可靠的手段。

较佳地，所述卸料部件上设有若干卸料孔，各所述卸料孔用于放置相应的所述待卸出燃料球。

较佳地，所述卸料孔的数量大于或等于四个，各所述卸料孔的直径大于待卸出燃料球的直径。

较佳地，各所述限位装置均包括一转动轴，所述卸料部件上设有若干通孔，各通孔位于四个相邻的所述卸料孔的中心，各所述转动轴贯穿于所述通孔。

较佳地，各所述转动轴的底面上均固设有至少一限位块，每一所述限位块用于限位相应的所述待卸出燃料球。

较佳地，每一所述限位块通过焊接与相应的所述转动轴形成一整体。

在本方案中，采用上述结构形式，能保证限位块在旋转过程中一直与转动轴同步旋转，从而提高其限位的精确性，避免进入所述卸料孔内的待卸出燃料球释放出来。

较佳地，每一所述转动轴的所述限位块的数量均为四个，四个所述限位块沿相应的所述转动轴的周向均布设置。

在本方案中，采用上述结构形式，可实现燃料球的批次卸出，缩短燃料球卸出时间。

较佳地，各所述限位块的形状为弧形。

在本方案中，限位块的形状为弧形，这样可避免待卸出燃料球层的下一层燃料球对限位块产生干涉，从而提高了旋转的精确性。

较佳地，各所述限位装置均还包括一从动齿轮，所述传动轴嵌设于相应的所述从动齿轮内，并与所述从动齿轮传动连接，所述驱动装置的输出轴嵌设于一主动齿轮内，并与所述主动齿轮传动连接，所述主动齿轮用于驱动各所述从动齿轮。

在本方案中，该驱动装置的输出轴与主动齿轮传动连接，可通过主动齿轮驱动多个从动齿轮，从而联动转动轴和限位块同步旋转，可实现燃料球的批次卸出，缩短了燃料球卸出时间。

较佳地，所述固定装置包括一安装板和若干吊柱，所述驱动装置固定于所述安装板上，各所述吊柱的一端与所述安装板固接，各所述吊柱的另一端与所述卸料部件固接。

在本方案中，采用上述结构形式，可便于吊升机构通过吊运该吊柱将该卸料装置移动至指定位置。

本发明还提供了一种用卸料装置卸出燃料球的卸料方法，所述卸料装置如上所述，其特点在于，所述卸料方法包括以下具体步骤：

S₁、将所述卸料装置移动至若干所述待卸出燃料球的上方，所述卸料部件与相应的所述待卸出燃料球对齐；

S₂、使各所述限位装置位于设定的初始位置；

S₃、将所述卸料装置下降至球床反应堆的压力容器内一第一设定位置，所述驱动装置带动各所述限位装置旋转一定角度，使得相应的各所述待卸出燃料球完全进入所述卸料部件内；

S₄、将所述卸料装置移动至一第二指定位置，将各所述待卸出燃料球卸出至相应的指定位置；

S₅、重复步骤S₁～S₄。

在本方案中，当球床反应堆进行卸料操作时，该卸料方法能够实现规则排列的球床反应堆燃料球的卸出；另外，可实现燃料球的批次卸出，缩短了燃料球卸出时间。

较佳地，步骤S₁中的所述卸料部件上设有若干卸料孔，各所述卸料孔通过一辅助对齐机构与相应的所述待卸出燃料球对齐。

在本方案中，辅助对齐机构的设置能保证卸料部件的卸料孔与相应的所述待卸出燃料球对齐的精确性，保证运行更加稳定可靠。

较佳地，步骤S₂中的各所述限位装置均包括一转动轴，且各所述转动轴的底面上均固设有至少一限位块，所述初始位置为：各所述限位块位于相应的各所述待卸出燃料球之间的缝隙内。

较佳地，步骤S₃中的所述卸料部件上设有若干卸料孔，相应的各所述待卸出燃料球完全进入所述卸料孔内。

较佳地，步骤S₃中的各所述限位装置均包括一转动轴，且各所述转动轴的底面上均固设有至少一限位块，各所述限位块旋转的角度为45°。

在本方案中，限位块旋转的角度为45°，这样能更好的保证进入到卸料孔内的待卸出燃料球不会释放出来。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

本发明能实现规则排列的球床反应堆燃料球的卸出，同时还可实现燃料球的批次卸出，缩短了燃料球卸出时间。

附图说明

图1为本发明卸料装置的较佳实施例的结构示意图。

图2为与图1对应的侧视图。

图3为与图1对应的仰视图。

图4为图3中限位块的限位状态图。

图5为本发明卸料装置在卸料时的使用状态示意图。

附图标记说明：

卸料部件：1 卸料孔：11 通孔：12

限位装置：2 转动轴：21 限位块：22

从动齿轮：23

驱动装置：3 输出轴：31 主动齿轮：32

固定装置：4 安装板：41 吊柱：42

待卸出燃料球：5

具体实施方式

下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。

如图1～3所示，本发明用于球床反应堆燃料球的卸料装置包括一卸料部件1、至少一限位装置2、一驱动装置3和一固定装置4。在本实施例中，卸料部件1的形状为六面体，当然，在实际的应用中，可以根据具体的实际情况选择合适的形状，并不局限于六面体形状。

其中，所述卸料部件1用于放置若干待卸出燃料球5（如图5所示）。固定装置4固定在卸料部件1上。各所述限位装置2穿设于所述卸料部件1内，并用于实现放置于卸料部件1内的相应的待卸出燃料球5的限位。

另外，所述驱动装置3固定在固定装置4上，并用于为限位装置2提供驱动力。所述驱动装置3的输出轴31与限位装置2传动连接。在本实施例中，驱动装置可以为电机。

在本实施例中，当球床反应堆进行卸料操作时，该卸料装置能够实现规则排列的球床反应堆燃料球的卸出。另外，该卸料装置结构简单、易于加工制造、运行稳定，为规则排列球床反应堆卸料提供更可靠的手段。

此外，如图3～4所示，所述卸料部件1上设有若干卸料孔11，各所述卸料孔11用于放置相应的所述待卸出燃料球5。在实际的应用中，卸料部件1可根据待卸出燃料球5之间的间距及尺寸来分布卸料孔11，卸料孔11的深度要求能够存储一个待卸出燃料球5。

其中，所述卸料孔11的数量大于或等于四个。各卸料孔11的直径大于待卸出燃料球5的直径。

进一步，如图1所示，各所述限位装置2均包括一转动轴21。所述卸料部件1上设有若干通孔12。各通孔12位于四个相邻的所述卸料孔11的中心。各转动轴21贯穿于所述通孔12。

更进一步，如图1所示，各所述转动轴21的底面上均固设有至少一限位块22。每一限位块22用于限位相应的所述待卸出燃料球5。在本实施例中，利用燃料球规则排列的特性，通过驱动零部件及限位零部件的配合达到限制燃料球位置的方式实现燃料球单个及多个卸出。

其中，每一所述限位块22通过焊接与相应的所述转动轴21形成一整体。这样能保证限位块22在旋转过程中一直与转动轴21同步旋转，从而提高其限位的精确性，避免进入所述卸料孔11内的待卸出燃料球5释放出来。

其中，如图3～4所示，每一所述转动轴21的限位块22的数量均为四个。四个所述限位块22沿相应的所述转动轴21的周向均布设置。这样可实现燃料球的批次卸出，缩短燃料球卸出时间。

优选的，如图1～2所示，各限位块22的形状为弧形，这样可避免待卸出燃料球层的下一层燃料球对限位块22产生干涉，从而提高了旋转的精确性。

另外，各所述限位装置2均还包括一从动齿轮23。所述传动轴嵌设于相应的所述从动齿轮23内，并与所述从动齿轮23传动连接。所述驱动装置3的输出轴31嵌设于一主动齿轮32内，并与所述主动齿轮32传动连接。所述主动齿轮32用于驱动各所述从动齿轮23。

在本实施例中，该驱动装置3的输出轴31与主动齿轮32传动连接，可通过主动齿轮32驱动多个从动齿轮23，从而联动转动轴21和限位块22同步旋转，可实现燃料球的批次卸出，缩短了燃料球卸出时间。

此外，如图1～2所示，所述固定装置4包括一安装板41和若干吊柱42。所述驱动装置3固定在安装板41上。各吊柱42的一端与安装板41固接，各吊柱42的另一端与卸料部件1固接。

在本实施例中，可便于吊升机构通过吊运该吊柱42将该卸料装置移动至指定位置。

如图5所示，本发明还提供了一种用卸料装置卸出燃料球的卸料方法，所述卸料方法包括以下具体步骤：

步骤100，将所述卸料装置移动至若干所述待卸出燃料球5的上方，所述卸料部件1与相应的所述待卸出燃料球5对齐。

所述卸料部件1上设有若干卸料孔11。各卸料孔11通过一辅助对齐机构与相应的待卸出燃料球5对齐。辅助对齐机构的设置能保证卸料部件1的卸料孔11与相应的所述待卸出燃料球5对齐的精确性，保证运行更加稳定可靠。

步骤101，使各所述限位装置2位于设定的初始位置。

各所述限位装置2均包括一转动轴21，且各所述转动轴21的底面上均固设有至少一限位块22。其中，如图3所示，所述初始位置为：各所述限位块22位于相应的各所述待卸出燃料球5之间的缝隙内。此时，对应限位块22与卸料孔11无交集状态。

步骤102，将所述卸料装置下降至球床反应堆的压力容器内一第一设定位置，所述驱动装置3带动各所述限位装置2旋转一定角度，使得相应的各所述待卸出燃料球5完全进入所述卸料部件1内。

其中，所述卸料部件1上设有若干卸料孔11，相应的各所述待卸出燃料球5完全进入所述卸料孔11内。各所述限位装置2均包括一转动轴21，且各所述转动轴21的底面上均固设有至少一限位块22，如图4所示，各所述限位块22旋转的角度为45°。这样能更好的保证进入到卸料孔11内的待卸出燃料球5不会释放出来。

在本实施例中，通过驱动装置控制转动轴21及限位块22的旋转角度从而改变限位块22与卸料孔11的位置关系来实现燃料球的卸出。所述卸料部件1下降至球床反应堆的压力容器内一第一设定位置，驱动装置3带动主动齿轮32旋转，联动从动齿轮23，从而带动转动轴21及限位块22旋转一定角度，使得相应的各所述待卸出燃料球5完全进入卸料孔11内，同时各所述限位块22限制相应的所述待卸出燃料球5从卸料孔11内坠出。

此外，转动轴21以及限位块22旋转45°，限位块22将待卸出燃料球5拨动至卸料部件1的卸料孔11内，锁定转动轴21的角度防止转动轴21旋转，如图4所示，对应限位块22与卸料部件1的卸料孔11存在交集，且限位块22旋转的角度为45°，燃料球被限制在卸料筒的孔洞中。用于燃料球的卸出。

步骤103，将所述卸料装置移动至一第二指定位置，将各所述待卸出燃料球5卸出至相应的指定位置。

在本实施例中，通过一吊升装置整体吊升该卸料装置，待卸出燃料球5通过限位块22被限制在卸料部件1的卸料孔11内。

步骤104，重复步骤100～步骤103。

综上所述，当球床反应堆进行卸料操作时，该卸料方法能够实现规则排列的球床反应堆燃料球的卸出；另外，可实现燃料球的批次卸出，缩短了燃料球卸出时间。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种用于球床反应堆燃料球的卸料装置，其特征在于，包括一卸料部件、至少一限位装置、一驱动装置和一固定于所述卸料部件上的固定装置；

所述卸料部件用于放置若干待卸出燃料球；

各所述限位装置穿设于所述卸料部件内，并用于实现放置于所述卸料部件内的相应的所述待卸出燃料球的限位；

所述驱动装置固定于所述固定装置上，并用于为所述限位装置提供驱动力，所述驱动装置的输出轴与所述限位装置传动连接。

2.如权利要求1所述的卸料装置，其特征在于，所述卸料部件上设有若干卸料孔，各所述卸料孔用于放置相应的所述待卸出燃料球。

3.如权利要求2所述的卸料装置，其特征在于，所述卸料孔的数量大于或等于四个，各所述卸料孔的直径大于待卸出燃料球的直径。

4.如权利要求3所述的卸料装置，其特征在于，各所述限位装置均包括一转动轴，所述卸料部件上设有若干通孔，各通孔位于四个相邻的所述卸料孔的中心，各所述转动轴贯穿于所述通孔。

5.如权利要求4所述的卸料装置，其特征在于，各所述转动轴的底面上均固设有至少一限位块，每一所述限位块用于限位相应的所述待卸出燃料球。

6.如权利要求5所述的卸料装置，其特征在于，每一所述限位块通过焊接与相应的所述转动轴形成一整体。

7.如权利要求5所述的卸料装置，其特征在于，每一所述转动轴的所述限位块的数量均为四个，四个所述限位块沿相应的所述转动轴的周向均布设置。

8.如权利要求5所述的卸料装置，其特征在于，各所述限位块的形状为弧形。

9.如权利要求4所述的卸料装置，其特征在于，各所述限位装置均还包括一从动齿轮，所述传动轴嵌设于相应的所述从动齿轮内，并与所述从动齿轮传动连接，所述驱动装置的输出轴嵌设于一主动齿轮内，并与所述主动齿轮传动连接，所述主动齿轮用于驱动各所述从动齿轮。

10.如权利要求1～9中任意一项所述的卸料装置，其特征在于，所述固定装置包括一安装板和若干吊柱，所述驱动装置固定于所述安装板上，各所述吊柱的一端与所述安装板固接，各所述吊柱的另一端与所述卸料部件固接。

11.一种用卸料装置卸出燃料球的卸料方法，所述卸料装置如权利要求1～10中任意一项所述，其特征在于，所述卸料方法包括以下具体步骤：

S₁、将所述卸料装置移动至若干所述待卸出燃料球的上方，所述卸料部件与相应的所述待卸出燃料球对齐；

S₂、使各所述限位装置位于设定的初始位置；

S₃、将所述卸料装置下降至球床反应堆的压力容器内一第一设定位置，所述驱动装置带动各所述限位装置旋转一定角度，使得相应的各所述待卸出燃料球完全进入所述卸料部件内；

S₄、将所述卸料装置移动至一第二指定位置，将各所述待卸出燃料球卸出至相应的指定位置；

S₅、重复步骤S₁～S₄。

12.如权利要求11所述的卸料方法，其特征在于，步骤S₁中的所述卸料部件上设有若干卸料孔，各所述卸料孔通过一辅助对齐机构与相应的所述待卸出燃料球对齐。

13.如权利要求11所述的卸料方法，其特征在于，步骤S₂中的各所述限位装置均包括一转动轴，且各所述转动轴的底面上均固设有至少一限位块，所述初始位置为：各所述限位块位于相应的各所述待卸出燃料球之间的缝隙内。

14.如权利要求11所述的卸料方法，其特征在于，步骤S₃中的所述卸料部件上设有若干卸料孔，相应的各所述待卸出燃料球完全进入所述卸料孔内。

15.如权利要求11所述的卸料方法，其特征在于，步骤S₃中的各所述限位装置均包括一转动轴，且各所述转动轴的底面上均固设有至少一限位块，各所述限位块旋转的角度为45°。