CN104343979A - 压水堆具有自锁功能的楔块辐照样品孔塞 - Google Patents

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Abstract

本发明属于核电站压水堆技术，具体公开了一种压水堆具有自锁功能的楔块辐照样品孔塞。它包括基座、上端头和弹簧，上端头下端位于基座的杯形座内基座加工有孔的圆形挡板，基座下端设有锥形孔锥形孔内设有楔块，楔块与锥形孔接触，基座下方设有推杆，能够带动楔块沿着其与锥形孔的接触面运动，实现在进行反应堆安注试验或发生故障的情况下保证通过水压推杆推动楔块压紧辐照样品孔壁产生摩擦力实现自锁，防止辐照样品孔塞被一回路冷却剂冲出随机散落在反应堆中。同时，由于设计了楔块沿锥面运动，在孔塞拆除过程中，产生径向的分力，促使楔块回缩，可轻松将孔塞拔出。

Description

压水堆具有自锁功能的楔块辐照样品孔塞
技术领域
本发明属于核电站压水型核反应堆结构技术，具体涉及一种辐照样品孔塞。
背景技术
在压水型反应堆堆内构件的吊篮筒体上设有辐照样品架。辐照样品架中放置的试样材料与反应堆压力容器的材料完全相同，以便在反应堆寿期内的不同阶段取出进行力学性能试验。相应的，在吊篮法兰上对应辐照样品架的位置开孔，以便后期利用专用长杆工具对辐照试样进行拆卸，为了不产生额外的旁流，在开孔位置放置辐照样品孔塞，在反应堆运行时起到限制旁流的作用。
目前压水型反应堆辐照样品孔塞由上端头、基座、光轴和弹簧组成，如图1，该结构不具有自锁功能，在拆卸压紧辐照样品孔塞的上部堆内构件后，在进行反应堆安注试验或发生故障的情况下，存在辐照样品孔塞被一回路冷却剂冲出随机散落在反应堆中的可能，存在较大的隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有自锁功能的滚珠锥面辐照样品孔塞。
实现本发明的技术方案如下：
一种压水堆具有自锁功能的楔块辐照样品孔塞，它包括基座、设在基座上端的上端头和设在基座内的弹簧，所述的基座的上端为杯形座，所述的杯形座上设有腰形孔；所述的上端头下端设有水平通孔，光轴穿过通孔，光轴的两端位于基座上端两侧的腰形孔内，使得上端头的下端安装在基座的杯形座内；所述的基座内设有中心加工有孔的圆形挡板，所述的弹簧位于该圆形挡板和上端头下表面之间；在所述圆形挡板下方、基座的下端两侧分别设有锥形孔，其孔底面为锥面；所述的锥形孔内设有楔块，楔块与锥形孔接触的底面为锥面；所述的基座下方设有推杆，推杆的上端通过第一轴与设在圆形挡板下方的两根连杆的一端分别进行轴连接，每根连杆的另一端均通过第二轴与上述的楔块进行轴连接；所述的两个连杆之间设有弹簧丝，该弹簧丝的中部与上述第一轴固定。
在上述的压水堆具有自锁功能的楔块辐照样品孔塞中：所述的推杆中部为圆柱，推杆下端加工成锥形结构，锥形结构的锥形缘边卡在基座的底部。
在上述的压水堆具有自锁功能的楔块辐照样品孔塞中：所述的推杆上端加工有连接块，该连接块通过第一轴与连杆的一端轴连接。
在上述的压水堆具有自锁功能的楔块辐照样品孔塞中：所述的楔块的外表面为球形。
本发明所取得的有益效果如下：
通过设计基座结构，基座下方安装包括推杆、连接、轴和弹簧丝等部件构成的运动副，能够带动楔块沿着其与锥形孔的接触面运动，实现在进行反应堆安注试验或发生故障的情况下保证通过水压推杆推动楔块压紧辐照样品孔壁产生摩擦力实现自锁，防止辐照样品孔塞被一回路冷却剂冲出随机散落在反应堆中。同时，由于设计了楔块沿锥面运动，在孔塞拆除过程中，产生径向的分力，促使楔块回缩，可轻松将孔塞拔出。
进一步的，由于基座腔壁与推杆和运动副中的部件之间的空隙，形成了连同孔塞的上下部的通道，可以形成溢流，避免运动副之间产生内压而破坏自锁条件。
附图说明
图1为现有技术中的压水型反应堆辐照样品孔塞示意图；
图2为压水堆具有自锁功能的楔块辐照样品孔塞结构示意图；
图中：1.上端头，2.光轴；3.基座；4.弹簧；5.楔块；6.第二轴；7.连杆；8.弹簧丝；9.第一轴；10.推杆；3.1.杯形座；3.2.腰形孔；3.3.圆形挡板；3.4.锥形孔；3.5.锥面；10.1.连接块；10.2.锥形结构。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细的描述。
如图2所示，所述的基座3整体为开口的阶梯筒状，其上端加工成杯形座3.1，杯形座3.1两侧壁上加工有两个腰形孔3.2，基座3腔内壁一体化加工有圆形挡板3.3，所述的圆形挡板3.3中心加工有凸起，凸起上加工有通孔，通过该凸起，使得弹簧4安装在圆形挡板3.3和上端头1下表面之间。基座3的下端内腔壁的两侧加工有锥形孔3.4，孔底面为锥面3.5。
所述的上端头1的下端水平加工有通孔，并且上端头1的下端安装在基座3的杯形座3.1内，通过光轴2穿过通孔，光轴2的两端扣在基座3上端两侧的腰形孔3.2内。
在所述的锥形孔3.4内安装有楔块5，所述的楔块5的外表面为球形，楔块5与锥形孔3.4接触的底面为锥面3.5，当楔块5的运动时，楔块5沿着其与锥形孔3.4的接触的锥面3.5运动。
所述的基座3下方为推杆10，所述的推杆10的上端加工有连接块10.1，该连接块10.1通过第一轴9与连杆7的一端轴连接，每个连杆7的另一端均通过第二轴6与上述的楔块5轴连接。
在所述的两个连杆7之间固定连接有一根弹簧丝8，所述的弹簧丝8的中间卡在上述第一轴9上加工的槽内。
为了限制推杆9的运动范围，所述的推杆1中部为圆柱，推杆1下端加工成锥形结构10.2，锥形结构10.2的锥形缘边卡在基座3的底部，从而限制推杆10的向上运动。
工作原理：
a.自由状态时，弹簧4使上端头1复位到最上端，弹簧丝8使两侧楔块5向外推出约0.2mm的同时使推杆10运动到最上端（推杆10上端面与基座3接触）；
b.装入过程中，操作工具抓住上端头1内壁将孔塞插入辐照样品孔，当两侧楔块5在锥面3.5导向的作用下向内缩，使孔塞轻松进入辐照样品孔；
c.进行安注等试验时，孔塞下方如果出现水压冲击，冷却水将推动推杆10向上运动，由于此时两侧连杆7所成角度满足自锁条件，无论水压多高（在结构强度的承受范围内）两侧楔块5均能牢固地撑住孔壁，阻止孔塞向上运动；
d.当孔塞下方承受恒定水压时，沿配合间隙向上渗透的少量冷却水可通过推杆10四周与基座3内壁之间的缝隙，经基座3下端圆形挡板3.3中心处的通孔以及基座上部腰形孔3.2向外溢流，避免基座3与推杆10之间形成内压而破坏自锁条件；
e.反应堆运行期间，压紧组件将上端头1向下压入约6mm，上端头1正好将基座3上部腰形孔3.2封堵，有利于降低渗漏；
f.拆出过程中，操作工具抓住上端头1内壁向上拔，带动基座3向上运动，由于基座3上安装楔块5的锥形孔3.4下表面加工成与楔块5配合的锥面3.5，可以推动楔块5向上运动，同时产生径向的分力，促使楔块5向内回缩，该受力状况下摩擦力随作用力的增大而减小，因此不会出现自锁，可轻松将孔塞拔出。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。倘若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种压水堆具有自锁功能的楔块辐照样品孔塞，它包括基座（3）、设在基座（3）上端的上端头（1）和设在基座（3）内的弹簧（4），所述的基座（3）的上端为杯形座（3.1），所述的杯形座（3.1）上设有腰形孔（3.2）；所述的上端头（1）下端设有水平通孔，光轴（2）穿过通孔，光轴（2）的两端位于基座（3）上端两侧的腰形孔（3.2）内，使得上端头（1）的下端安装在基座（3）的杯形座（3.1）内；所述的基座（3）内设有中心加工有孔的圆形挡板（3.3），所述的弹簧（4）位于该圆形挡板（3.3）和上端头（1）下表面之间；在所述圆形挡板（3.3）下方、基座（3）的下端两侧分别设有锥形孔（3.4），其孔底面为锥面（3.5）；所述的锥形孔（3.4）内设有楔块（5），楔块（5）与锥形孔（3.4）接触的底面为锥面（3.5）；所述的基座3下方设有推杆（10），推杆（10）的上端通过第一轴（9）与设在圆形挡板（3.3）下方的两根连杆（7）的一端分别进行轴连接，每根连杆（7）的另一端均通过第二轴（6）与上述的楔块（5）进行轴连接；所述的两个连杆（7）之间设有弹簧丝（8），该弹簧丝（8）的中部与所述的第一轴（9）固定。
2.如权利要求1所述的压水堆具有自锁功能的楔块辐照样品孔塞，其特征在于：所述的推杆（1）中部为圆柱，推杆（1）下端加工成锥形结构（10.2），锥形结构（10.2）的锥形缘边卡在基座（3）的底部。
3.如权利要求1所述的压水堆具有自锁功能的楔块辐照样品孔塞，其特征在于：所述的推杆（10）的上端加工有连接块（10.1），该连接块（10.1）通过第一轴（9）与连杆（7）的一端轴连接。
4.如权利要求1所述的压水堆具有自锁功能的楔块辐照样品孔塞，其特征在于：所述的楔块（5）的外表面为球形。
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