CN104884821A - 锚固装置和包括该锚固装置的核设施 - Google Patents

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Abstract

锚固装置和包括这种锚固装置的核设施，所述锚固装置包括凹形部件(4)和凸形部件(6)，所述凹形部件(4)包括沿着纵向轴线(L)延伸的槽(8)，所述槽(8)具有横截面和纵向减小的宽度和横截面，所述凸形部件(6)包括滑块(28)，所述滑块具有的与所述槽(8)的形状互补的形状并且能够纵向插入到所述槽(8)中，所述槽(8)的横截面构造成防止所述滑块(28)横向于所述纵向轴线(L)从所述槽(8)脱出。所述锚固装置包括能够防止所述滑块(28)从所述槽(8)纵向滑出的锁定装置(40)。

Description

锚固装置和包括该锚固装置的核设施
技术领域
本发明涉及一种锚固装置，该锚固装置例如可以用于在核设施中、特别是在核电站的水池中悬挂用于接纳核燃料组件的工具或单元。
背景技术
核电站通常包括：核反应堆建筑，在该核反应堆建筑内有核反应堆，核反应堆被浸没在填充有水的水池中并且包括有容纳堆芯的容器，其中堆芯由多个并排定位在容器内部的燃料组件组成；以及至少一个称作燃料建筑的建筑，该建筑与核反应堆建筑相邻，并且通常包括至少一个用于存储使用过的燃料的水池，该水池可以设置成与核反应堆的水池连通。水保证保护以防辐射。
用于检查、以及在需要时修复燃料组件的操作(以便准备为反应堆装载新的或部分辐射的燃料组件以及可能修复好的燃料组件)，以及用于移除使用过的燃料组件的操作通常在燃料建筑的水池中的水下进行。
为了实现这些装载、维护和移除操作，所期望的是能够在水池中存储或操作工具或核燃料组件，并且为此所期望的是具有一个或数个水下锚固装置。
FR 2 684 481公开了一种工具保持件，该工具保持件包括具有减小宽度并且具有燕尾形轮廓的槽，该槽用于接纳匹配形状的凸榫，凸榫设置在将被钩挂在支承件上的工具上。
然而，在特殊情况下，例如在等级高的地震的情况下，至少在核电站的某些嵌入区域中，该工具保持件具有脱钩的风险。
本发明的多个目的中的一个在于提供一种使用简单且可靠的锚固装置。
发明内容
为此，本发明提供了一种锚固装置，所述锚固装置包括凹形部件和凸形部件，所述凹形部件包括沿着纵向轴线延伸的槽，所述槽具有横截面和纵向减小的宽度，所述凸形部件包括滑块，所述滑块具有与所述槽的形状匹配的形状并且能够纵向插入到所述槽中，所述槽的横截面构造成防止所述滑块横向于所述纵向轴线从所述槽脱出，所述锚固装置还包括能够防止所述滑块从所述槽纵向滑出的锁定装置。
根据其它实施例，所述锚固装置包括单独采用或根据所有技术上可能的组合采用的以下特征中的一个或多个：
-所述槽的横截面具有至少一个燕尾形部分；
-所述锁定装置包括至少一个锁定螺钉；
-至少一个锁定螺钉旋转地安装到所述凹形部件和所述凸形部件中的一者上，所述凹形部件和所述凸形部件中的另一者包括用于接纳所述锁定螺钉的螺纹孔；
-所述至少一个锁定螺钉安装成系留(captive)在所述凹形部件和所述凸形部件中的一者上；
-所述凸形部件包括内腔，所述内腔延伸穿过所述凸形部件、穿过所述滑块，以限定通过所述滑块附接所述凸形部件的内部边缘；
-所述锁定装置包括添加并附接到所述凸形部件上的锁定部分，所述锁定装置设置成将所述凹形部件保持在所述锁定部分上；
-所述锁定部分通过至少一个键附接到所述凸形部件上；
-所述锚固装置包括引导装置，所述引导装置用于在所述滑块与所述槽的侧壁接合之前在所述槽中纵向滑动期间引导所述滑块；
-所述引导装置包括所述凹形部件和所述凸形部件中的一者上的引导突出部以及所述凹形部件和所述凸形部件中的另一者上的引导孔口，在将所述滑块插入到所述槽中时，所述引导孔口在纵向滑动期间接纳所述引导突出部。
本发明还涉及一种核设施，所述核设施包括填充有水的水池和至少一个如上限定的锚固装置，所述凸形部件和所述凹形部件中的一者附接到所述水池的内壁上。
附图说明
通过阅读仅作为示例给出并且参照附图进行的下面的描述将更好地理解本发明以及其优点，在附图中：
图1为根据本发明的包括凸形部件和凹形部件的锚固装置的立体图，其中凸形部件和凹形部件未被锚固；
图2为图1的锚固装置在锚固之后的立体图；
图3为图1的锚固装置的凹形部件的正视图，其中该凹形部件附接在表面上；
图4为图3的凹形部件的底视图；
图5为图1的锚固装置的凸形部件的正视图；
图6为图5的凸形部件附接到支撑件上的顶视图；
图7为锚固装置的沿着图2中的VII-VII剖切的横截面图；以及
图8为凸形部件的沿着图5中的VIII-VIII剖切的截面图。
具体实施方式
图1中示出的锚固装置2包括彼此匹配的凹形部件4和凸形部件6，凹形部件4和凸形部件6构造成沿着纵向轴线L彼此装配到一起以相互锚固。
凹形部件4和凸形部件6旨在各自附接到相应的元件上，以便能够通过锚固装置2将两个元件彼此锚固。
凹形部件4包括沿着纵向轴线L在第一槽端部10与第二槽端部12之间延伸的槽8。槽8具有从第一槽端部10到第二槽端部12纵向减小的宽度。第一槽端部10宽于第二槽端部12。
槽8由彼此面对的两个侧壁14横向界定。侧壁14沿着纵向轴线L延伸，同时从第一槽端部10到第二槽端部12朝向彼此汇聚。
每个侧壁14沿着相应的相对于纵向轴线L倾斜的方向延伸。两个侧壁14的相应方向之间形成的角度α介于8°和60°之间。
槽8由底部16界定。底部16在侧壁14的基部之间横向延伸。
槽8通过纵向开口18垂直于纵向轴线L敞开。纵向开口18在侧壁14的自由边缘之间被界定出。每个侧壁14在底部16与纵向开口18之间延伸。
纵向开口18在正视图中(图3)具有等腰梯形轮廓，纵向开口18的相对于彼此倾斜的两个相对侧边由侧壁14限定。
第一槽端部10敞开。第二槽端部12由端部壁20闭合。替代性地，第二槽端部12敞开。
如作为图3的凹形部件4的底视图的图4中所示，槽8具有燕尾形横截面。
槽8在其纵向开口18处较窄并且在其底部16附近的基部处较宽。侧壁14沿纵向开口18的方向朝向彼此汇聚。侧壁14在这里界定出大致等腰梯形的轮廓。
在示出的示例中，凹形部分4包括板22，板22在至少一个面上设置有肋部，所述肋部之间界定出空腔(图3)。
槽8在相对于彼此倾斜的两个锚固肋部14之间被界定出，从而在这里形成“V”形。
每个锚固肋部24界定出相应的侧壁14，侧壁14由锚固肋部24的面向另一锚固肋部24的一个面形成。
底部16由板22的在锚固肋部24之间横向延伸的区域形成。
板22设置有沿着板22的边缘延伸的外周肋部26。
板22包括垂直于纵向轴线L延伸的横向外周肋部26以及各自从横向外周肋部26的相应端部沿着纵向轴线L延伸的两个纵向外周肋部26。每个锚固肋部24在相应的纵向外周肋部26的端部与横向外周肋部26的中心部分之间倾斜地延伸。锚固肋部24汇聚并且在靠近槽8的第二槽端部12的位置与外周肋部26联结。
如图5所示，凸形部件6包括构造成容置在槽8中的滑块28。滑块28具有与槽8的形状匹配的形状。插入到槽8中的滑块28提供了将凸形部件6和凹形部件4锚固到一起的可能性。
滑块28在第一滑块端部30与第二滑动端部32之间沿着滑块轴线L’延伸并同时渐缩。第一滑块端部30宽于第二滑块端部32。
滑块28具有横向界定滑块28的两个相对的侧面34。侧面34在第一滑块端部30与第二滑块端部32之间延伸。侧面34从第一滑块端部30到第二滑块端部32朝向彼此汇聚。
滑块28在正视图中(图5)具有等腰梯形轮廓，等腰梯形的相对于彼此倾斜的相对侧边由侧面34限定。侧面34沿着形成了角度β的相应方向延伸，角度β大致等于侧壁4的延伸方向之间的角度α。
每个侧面34在其第一滑块端部30与第二滑块端部32之间的中间部分设置有凹部35。
如在作为图5的滑块28的顶视图的图6中可以看到的，滑块28具有与槽8的横截面匹配的燕尾形横截面。侧面34相对于彼此倾斜。
凸形部件6包括刚性固定到滑块28的基部36。基部36优选地由与滑块28相同的材料制成。滑块28在其相邻于基部36的起始部38处比与基部36相反的正面39窄。
基部36呈板的形状。如从正面所看到的(图5)，基部36相对于滑块28横向伸出。
槽8能够通过从第一槽端部10到第二槽端部12沿着纵向轴线L相对滑动接合到滑块28上。
槽8能够在将滑块轴线L’与槽8所沿着延伸的纵向轴线L对准之后接合到滑块28上。
当滑块轴线L’与纵向轴线L对准时，由于槽8和滑块28的匹配的汇聚形状，在趋于使滑块28沿着纵向轴线L朝向第二槽端部12相对于槽8移位的力的作用下，接纳在槽8中的滑块28将抵接在槽8中。此外，滑块轴线L’和槽8的纵向轴线L将对准到一起。
滑块28将通过其侧面34与槽8的侧壁14的接触以及可能的其第二滑块端部32与使第二槽端部12闭合的端部壁20的接触而沿着纵向轴线L抵接在槽8中。
此外，如图7中所示，当滑块28抵接在槽8中时，槽8和滑块28的匹配的横截面防止了横向于纵向轴线L、具体地沿着箭头F通过纵向开口18使滑块28从槽8脱出。
彼此接合的滑块28和槽8仅允许凸形部件6相对于凹形部件4沿着纵向轴线L从第二槽端部12到第一槽端部10滑动。
凹部35提供了减少匹配长度和彼此面对的表面的跨距的可能性。角度α和β的值大于莫氏锥度的值，以防止抵靠彼此应用的侧面34和侧壁14粘附到一起。
返回参照图1和图2，锚固装置2包括锁定装置40，锁定装置40能够防止滑块28沿着纵向轴线L从第二槽端部12到第一槽端部10滑动到槽8以外。
为此，锁定装置40包括附加锁定构件，附加锁定构件设置在凹形部件4上和凸形部件6上并且能够配合以防止趋于使滑块28从槽8脱出的、凸形部件6相对于凹形部件4沿着纵向轴线L的平移。
锁定构件例如包括设置在凹形部件4和凸形部件6中的一者上的至少一个锁定螺钉42，每个锁定螺钉42构造成旋拧到设置在凹形部件14和凸形部件16中的另一者上的螺纹匹配孔44中(图1)。
每个锁定螺钉42安装成在凹形部件4和凸形部件6中的安装有锁定螺钉42的一者上系留并且旋转。
每个锁定螺钉42系留性地安装在接纳孔口46中，锁定螺钉42在有效位置(图1中的右侧)和静止位置(图1中的左侧)之间可滑动地接纳在接纳孔口46中，在有效位置中，锁定螺钉42的螺纹48从接纳孔口46伸出，以便将锁定螺钉42旋拧到用于接纳锁定螺钉42的螺纹孔44中，在静止位置中，锁定螺钉42的螺纹48缩回到接纳孔口46中。
每个锁定螺钉42通过复位构件50复位到静止位置，并且在相关联的接纳孔口46中逆着复位构件50朝向有效位置滑动。
在示出的示例中，两个锁定螺钉42安装成在凹形部件4上系留并且旋转，并且凸形部件6设置有两个螺纹孔44，每个螺纹孔44设置成螺纹连接相应的锁定螺钉42。接纳孔口46形成在凹形部件4中。
每个锁定螺钉42包括在第一端部处带有螺纹48的杆52和添加并附接在第二端部上的螺钉头54。这提供了通过如下方式将杆52插入到接纳孔口46中的可能性：从杆52的第二端部开始插入，然后添加螺钉头54，以便系留性地安装锁定螺钉42，从而使锁定螺钉42在一个方向上通过螺纹48并且在另一方向上通过螺钉头54轴向保持在接纳孔口46中。
凹形部件4包括在第一槽端部10的两侧延伸并且侧向向外突出的两个突出部60。每个突出部60设置有接纳相应的锁定螺钉42的接纳孔口46。
锁定装置40包括在凸形部件6上附接到第一滑块端部30的锁定部分62，锁定部分62包括在第一滑块端部30的两侧侧向向外延伸的两个侧向延伸部64。每个延伸部64设置有螺纹孔44。
当滑块28被接合并且纵向抵接在槽8中时，锁定螺钉40能够被锁定。
当滑块28被接合并且纵向抵接在槽8中时，每个锁定螺钉42与相应的螺纹孔44对准，以便能够旋拧到螺纹孔44中。锁定装置40在这里通过螺钉42锁定。
一旦锁定螺钉42被旋入，便能够防止滑块28从槽8纵向滑出。所产生的结果是凹形部件4和凸形部件6稳固地保持彼此锚固(图2)。
因而，当被锁定时，锁定装置40防止了滑块28从槽8纵向滑出。
为了允许凹形部件4与凸形部件6分离，必须事先解锁锁定装置40，这里通过拧出锁定螺钉42实现。
当被拧出时，锁定装置40允许滑块28从槽8纵向滑出。
锚固装置2包括引导装置65，引导装置65构造成在滑块28与槽8的侧壁14接合之前，在凹形部件4和凸形部件6沿着纵向轴线L相对于彼此滑动时对两者进行引导。
引导装置65包括引导突出部66和引导孔口68，引导孔口68构造成在将滑块28插入到槽8中时沿着纵向轴线L滑动地接纳引导突出部66。
引导突出部66在这里设置在凸形部件6上并且沿着滑块轴线L’延伸，并且引导孔口68在这里设置在凹形部件4上并且沿着纵向轴线L延伸。替代性地，引导突出部66被设置在凹形部件4上而引导孔口68被设置在凸形部件6上。
引导突出部66从第二滑块端部32突出并且引导孔口68在槽8的第二槽端部12处形成在端部壁20中。
引导突出部66构造成在将滑块28插入到槽8中时，在滑块28的侧面34与槽8的侧壁14接合之前开始插入到引导孔口68中。
引导突出部66构造成在滑块28从槽8脱出时，在滑块28的侧面34从槽8的侧壁14脱开之后将引导孔口68完全腾出。
由于槽8和滑块28的汇聚形状，当滑块28抵接在槽8中时，通过使滑块28沿着纵向轴线L沿脱出方向在槽8中滑动小于槽8的长度的幅度，也可以使侧面34从侧壁14脱开并且沿着图7的箭头F使滑块28通过槽8的纵向开口18横向脱出。
引导装置65提供了增大允许这样的脱出所需要的纵向行程的可能性。上述滑动例如可以由与由地震引起的振动类似的凹形部件4与凸形部件6之间的振动引起。
凹形部件4和凸形部件6设置成各自附接到相应的元件上，以允许将所述元件锚固到一起。
凹形部件4焊接或螺纹连接到相关联的元件上，并且凸形部件6焊接或螺纹连接到相关联的元件上。
如在图5中可以看到的，在一个实施例中，凸形部件6例如通过利用外部焊接将凸形部件6的外部边缘70焊接在相关联的元件上而被焊接在所述相关联的元件上。外部边缘70在这里为凸形部件6的基部36的外周边缘。
凸形部件6包括垂直于纵向轴线L延伸穿过凸形部件6、穿过滑块28的内腔72。如从正面看到的(图5)，内腔72优选地具有仿效滑块28的外部轮廓的等腰梯形或等腰三角形形状的内部轮廓。内腔72限定出内部边缘74，内部边缘74允许通过利用内部焊接来焊接内部边缘74而将凸形部件6附接到相关联的元件上。
凸形部件6的利用外部焊接和内部焊接的附接提供了改善附接并且特别是允许更好地耐受由地震引起的任何方向的应力的可能性。
每个焊接例如沿着相应的边缘实现为连续或不连续的焊缝。每个焊接例如通过TIG焊接或MIG焊接形成。
如在图8中可以看到的，锁定部分62可移除地添加并且附接到凸形部件6。
在示出的示例中，附接通过穿过形成在凸形部件6和锁定部分62中的键接孔口80、84插入的键76实现。
凸形部件6包括凸榫78，穿过凸榫78形成有键接孔口80。锁定部分62包括用于接纳凸榫78的榫眼82和与榫眼82相交的键接孔口84。锁定部分62通过将凸榫78插入到榫眼82中，使得键接孔口80、84对准，然后通过将键76插入到键接孔口80、84中而附接到凸形部件6上。
使锁定部分62与凸形部件6分离有利于凸形部件6的焊接。可移除的锁定部分62可以进一步在螺纹孔44劣化的情况下被替换。此外，允许锁定部分62的几何尺寸根据将被锚固到凸形部件6上的凹形部件4的几何尺寸进行所需要的调节。利用键附接对应用而言是简单的并且快速的，特别是在水下应用时。
锚固装置2有利地用于使一个元件悬挂于另一元件。纵向轴线L优选地竖向定向。在这种情况下，滑块28在重力的作用下纵向地保持抵接在槽8中。
例如，凸形部件6被附接在支撑件上，以允许凹形部件4通过锚固到凸形部件6而悬挂在支撑件上。凸形部件6被附接到支撑件上而使纵向轴线L竖向定向并且滑块28的宽度向上减小。在这种情况下，凹形部件4通过将槽8接合到滑块28上而从凸形部件4悬挂，并且重力在凹形部件6上施加竖向向下指向的力，从而使槽8抵靠在滑块28上，而滑块28抵接在槽8中。
替代性地，凹形部件4被附接到支撑件上，以允许凸形部件6通过锚固到凹形部件4而悬挂在支撑件上。凹形部件4被附接到支撑件上，而使纵向轴线L竖向定向并且槽8的宽度向下增大。在这种情况下，凸形部件6在将滑块28插入到槽8中时悬挂于凹形部件4，并且重力在凸形部件4上施加竖向向下指向的力，从而迫使滑块28抵接在槽8中。
在一个实施例中，锚固装置2被定位在核设施的水池中。
例如，凸形部件6被附接在锚固在核设施的核反应堆水池的内壁86中的金属支撑件88上(图6)。凹形部件4被附接在用于接纳核燃料组件的工具或单元的外表面90上(图4)。
在操作期间，操作者处于水池的边缘或通道处，设置有凹形部件4的待锚固的工具或单元由操作者例如通过锚固到操控架的操控工具进行操控。操作者将凹形部件4定位在凸形部件6附近，然后横向移位操控工具直到凹形部件4的底部16与滑块28的正面39接触。然后，操作者竖向向下移位操控工具，直到滑块28抵接在槽8中。然后，操作者使操控工具脱开，然后通过已知的方法将锁定装置40锁定。
操作优选地由控制或测量装置进行监控，例如，利用比如潜水摄像机……的可视化控制装置进行用可视化控制，通过弹簧秤……进行力的测量，特别是滑块28在槽8中的抵接的测量。锚固装置因而允许工具或单元悬挂在水池的内壁86上。
由于本发明，锚固和松脱设备件或设备支撑件的是简单的，特别是当上述操作远程执行以及如在核设施的水池中的情况中那样在水下进行时。
锚固装置2允许通过锚固装置2彼此锚固的元件自对中并且相对精确地定位。
锚固装置2允许实现简单的、可靠的和耐久的锚固，特别是在地震的情况下。锚固装置2限制了例如在由地震引起的振动的作用下意外的卡夹和脱钩的风险。

Claims (11)

1.一种锚固装置，包括凹形部件(4)和凸形部件(6)，所述凹形部件(4)包括沿着纵向轴线(L)延伸的槽(8)，所述槽(8)具有横截面和从第一槽端部(10)到第二槽端部(12)纵向减小的宽度，所述槽(8)由彼此面对的两个侧壁(14)侧向界定，所述侧壁(14)沿着所述纵向轴线(L)延伸同时从所述第一槽端部(10)到所述第二槽端部(12)朝向彼此汇聚，所述槽(8)通过在所述侧壁(14)的自由边缘之间界定出的纵向开口(18)垂直于所述纵向轴线(L)敞开，所述凸形部件(6)包括滑块(28)，所述滑块(28)具有与所述槽(8)的形状匹配的形状并且能够纵向插入到所述槽(8)中，所述槽(8)的横截面构造成防止所述滑块(28)横向于所述纵向轴线(L)从所述槽(8)脱出，其特征在于，所述锚固装置包括能够防止所述滑块(28)从所述槽(8)纵向滑出的锁定装置(40)。
2.根据权利要求1所述的锚固装置，其中，所述槽(8)的横截面具有至少一个燕尾形部分。
3.根据权利要求1或2所述的锚固装置，其中，所述锁定装置(40)包括至少一个锁定螺钉(42)。
4.根据权利要求3所述的锚固装置，其中，至少一个锁定螺钉(42)旋转地安装到所述凹形部件(4)和所述凸形部件(6)中的一者上，所述凹形部件(4)和所述凸形部件(6)中的另一者包括用于接纳所述锁定螺钉(42)的螺纹孔(44)。
5.根据权利要求4所述的锚固装置，其中，所述至少一个锁定螺钉(42)安装成系留在所述凹形部件(4)和所述凸形部件(6)中的一者上。
6.根据前述权利要求中任一项所述的锚固装置，其中，所述凸形部件(6)包括内腔(72)，所述内腔(72)延伸穿过所述凸形部件(6)、穿过所述滑块(28)，以限定通过所述滑块(28)附接所述凸形部件(6)的内部边缘(74)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的锚固装置，其中，所述锁定装置(40)包括添加并附接到所述凸形部件(6)上的锁定部分(62)，所述锁定装置(40)设置成将所述凹形部件(4)保持在所述锁定部分(62)上。
8.根据权利要求7所述的锚固装置，其中，所述锁定部分(62)通过至少一个键(76)附接到所述凸形部件(6)上。
9.根据前述权利要求中任一项所述的锚固装置，包括引导装置(65)，所述引导装置(65)用于在所述滑块(28)与所述槽(8)的侧壁(14)接合之前在所述槽(8)中纵向滑动时引导所述滑块(28)。
10.根据权利要求9所述的锚固装置，其中，所述引导装置(65)包括所述凹形部件(4)和所述凸形部件(6)中的一者上的引导突出部(66)，以及所述凹形部件(4)和所述凸形部件(6)中的另一者上的引导孔口(68)，在将所述滑块(28)插入到所述槽(8)中时，所述引导孔口(68)在纵向滑动期间接纳所述引导突出部(66)。
11.一种核设施，包括填充有水的水池和至少一个根据前述权利要求中任一项所述的锚固装置，所述凸形部件(6)和所述凹形部件(4)中的一者附接到所述水池的内壁(86)上。
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