CN1072283A - 易操纵的装卸核燃料组件的夹具 - Google Patents

Abstract

一种夹具包括用于固定到装载机构中的竖直柱 体底部的上端部分，同时具有用于锁定到核燃料组件 顶端部分的锁定装置。一个偏转装置将该上端部分 连接到锁定装置上，并能强制倾斜锁定装置的纵轴。 因此，也使被固定的端部的轴、相对于该上端部分的 竖直轴产生倾斜。

Description

本发明涉及一种用于装卸核燃料组件的装卸机械的夹具。其主要应用在核燃料组件，经历初步运行周期之后的重新加载。即是当在反应堆堆芯中的不同场所处，已经变形的辐照过的燃料组件，打算进行装载的情况。

公知类型的夹具包括：一个上端部分，其适于固定到装载机械中的竖直柱体的底部，还有与核燃料组件顶端管嘴相连接的装置。

正如在FR-A2588689文件中已经解释的那样，插入一个辐照过的燃料组件会遇到困难，是由于在反应堆中初步运行期间，该组件可能已经产生变形。

为了便于这种已经变形的组件重新装载，已经有人提出装设一个柱体，利用卡住组件的刚性元件使其上端部分固定到该柱体上。还提出在邻近要容纳已变形组件的地方，设置一个入口导向件。这类解决方案在FR-A2588689文件中作了介绍。它们已给出满意的效果。然而，第一种方案相当程度上复杂了装载机械，同时第二种方案需要操纵一个导向元件，增加了重新装载所需时间。

本发明的目的在于提供一种夹具，其能够装载一个变形的组件，而无需使用由柱体所带或在组件放入之前放置的导向元件。

装备上述类型夹具的这一端，还包含有将该上端部分连接锁定装置的偏转装置，其能使锁定装置的纵轴线强制倾斜，因而相对于该上端部分的竖直轴线，也被固定端部的轴线倾斜。

术语“锁定”一词，应理解如下：是指一种可松开的联接，这种联接不仅强制连在一起的两个部分同时运动，而且也迫使它们维持相互对准的状态。这样的锁定装置，一般用在装载燃料组件的夹具之中。

偏转装置一般提供用来在任意方向上倾斜锁定装置，该方向能够在围绕上端部分的轴线，在几度角度范围内进行调整。它们还包含介于上端部分和偏转装置之间的万向连接件，并与一些驱动元件组装在一起，例如和用于操纵锁定装置的致动器。然而，在某些情况下，提供这样一种偏转装置就足够了，该装置能够仅围绕与上端部分的轴线相垂直的轴线上，来操纵该锁定装置。

在大多数情况下，可以考虑这样一种偏转装置，其包含万向连接件和驱动装置，将顶部部分连接到装有锁定装置的底部部分。例如，万向连接件可以包含相对上端部分的纵轴线，是倾斜的一个球-承窝式连接件。驱动装置可以是围绕着上端部分的轴线进行分布的几个致动器。万向连接件可以是球-承窝式连接件，它的中心处在柱体底部的纵轴线上。驱动装置然后介于球与具有球面的承窝之间，而承窝属于带有锁定装置的夹具的下端部分。采用相反的结构当然也有可能。

在简化的实施例中，锁定装置具有多个卡紧钩，而偏转装置包含用于调节每个钩的爪部的水平高度及单个机构。

除去这些主要配备外，本发明还包含其它装置，最好与之同时使用（不过也可单独使用），下面进行更充分的介绍。

使用根据本发明给出的夹具，使之能够不用附加导向器件（例如在FR2588689文件中所介绍的）。而在装载新的燃料组件之前，使用装载机械需要重新配置这些导向器件。使用遥控致动器操纵夹具，使有可能在短得多的时间内，使核反应堆的堆芯重新加载。

此外，由操作者所吸收的幅射剂量明显降低，因为他们在强放射性或“热”区域中度过少得多的时间。

通过阅读非限定举例所给出的，如下介绍的特定实施例，将更好地理解本发明。参照附图进行介绍。

图1表示装备有本发明夹具的装载机械一般结构的正视简图，该夹具钩在一个组件上，为了更清晰表示，组件的变形被高度夸大了;

图2表示沿着一个易操纵夹具第一实施例的轴向平面的高度简化的横断面图;

图3和图4与图2相似，表示两个改型的实施例。

图1所示是一般结构的组件装载机械，其与作为参考的FR-A2588689文件中所介绍的结构相似。因而，本文介绍是非常简明的。该机械包括一个可水平移动的平台1，以便在装载各个燃料组件的所有场地上，能够使竖直柱体3处于竖直对准状态，如中心支柱所标示。例如，这些场地可以是在核反应堆的一个容器中（未示出）或者在一个燃料储存坑中。坑的底部或反应堆芯的底板9在装载组件的每一处所，都有一些销柱7，以便使组件的底端外8对准中心。图1示出已经就位的组件5和就要就位的组件6。

构制柱体3使行其底部在竖直方向是可替换的，并围绕柱体3的竖直轴线可旋转。实现此点，可采用在FR-A-2588689文件中介绍的结构。

为了能够使得将就位的组件顶端外11的轴线倾斜一个可调角度，夹具10包括一个准备刚性固定柱体底部4的顶部14，使得其纵向轴线16与柱体纵向轴线17相一致，并且底部15装有锁定到顶端外11的锁定装置。依靠偏转装置13把这些部分相互连接起来。

因此夹具能够使燃料组件处于某个角度位置，其底端块8的轴线是竖直的并且可以衔接销柱7。

参考附图2至4将介绍夹具10的各种可能的施例。

夹具10的顶部14，可以是一般公知的结构。表示在图2中的顶部，包括一个外壳，该外壳一般是圆柱形或者断面为方的，并且刚性固定到柱体的底部4。夹具的底部15包含锁定装置。在所示实例中，该底部包含套筒39，在套筒内部并沿套筒，一个载体34顺底部的轴线23可滑动。

用于将底部15锁定到顶端块11的锁定装置包括中心对准装置和钩紧装置。

如图所示，中心对准装置包括两个或多个销钉18，销钉装在载体外的底部法兰上，并被弹簧向下推动。这些销钉设计用来嵌入顶端块11的孔中，目的在于使顶端部分和夹具的底部15相对准。

钩紧装置包含卡紧钩口，该钩绕载体34提供的轴来铰接，并用来与下方的顶端块11的台肩相嵌接。

图2中所示控制卡紧钩口的机械，包含一个双向动作的致动器28，其活塞通过连杆连接到位于底部15内的轴套31，致动器28是由液压控制的。它的气缸由一个钟形件29所承载，钟形件通过装置30固定到载体34上，装置30能够轻微弯曲，以容纳由于使用偏转装置13所带来的偏差。将活塞与轴套31相连的连杆，包括两个杆件26和25，它们通过一个具有两个自由度的铰链铰接在一起，该铰链可以由万向连接件24构成。

此外，致动器28既可用于锁定装置的正常操作，也可用于紧急控制操作。

在图2所示的紧急控制机构，包含由电动机20组成的缓慢驱动的器械，电动机驱动轴经过齿轮机构旋转杆26。杆25的端部形成螺纹，以使其沿轴线23推动轴套31（以防止其旋转）。

如图2所示，当轴套31处于低位时，使卡紧钩口保持分离。当其上升到卡紧钩口的铰接轴线上方时，使钩彼此相向移动，并释开顶端块11。

在装载操作过程中，特别是当移动燃料组件之时，希望防止任何使钩过早解除锁定的发生。由于这个目的，夹具10装备有安全连锁机构32。其包含随着杆25的移动，而强制运动的套管37，例如通过卡住杆上限定在套管37的一个腔内的套环，套管37本身的安装使得其在载体34内滑动而不旋转。在套管圆柱形外表而有两个槽口35和36，其间有一定竖直间距，其相应于套筒39相对于载体34可能的竖直运动范围。贯穿载体壁，形成一个径向开孔，以容纳连锁球33。当套筒相对于载体处于其低位时，球朝向套筒39中的槽口38。可以看出，当由夹具悬挂的组件的重量，使得这些部件保持在如图2所示的配置情况时，球33（或围绕套筒轴线分布的多个球）阻止套管37，即轴套31的移动。

夹具的上面部分14和下面部分15，通过偏转装置13连接起来。在图2所示实施例中，这些装置包含一个万向连接件，例如，一种球-承窝式连接件21，将外壳的和套筒39法兰相互连接。该球-承窝式连接件，位于离开上部部分轴线16的一定距离处。偏转装置还包含驱动装置。假如需要，能将底部部分倾斜在任何方向上，该驱动装置包含多个双向动作的致动器，例如两个致动器彼此之间，以及与球-承窝式连接件21相对位置，按120°角配置。在图2所示的情况下，该致动器是一种旋转致动器，例如电致动器，它们具有螺旋驱动轴，与套筒39上的法兰所附各个螺母相啮合。

直接由上述介绍，说明图2所示夹具使用的方法如下：

为了安装一个组件，使柱体处于组件顶端外11的上方。夹具连同其轴套31下降，轴套通过致动器和安全连锁机构保持在高位上，使对中钉销18嵌入被安装的组件顶端块中。

柱体底部向下移动结束时，套筒39相对于载体移动直至槽口38与容纳球33的孔相对准。致动器28然后能够控制，使卡紧钩张开，借此，将夹具锁定到顶端外11上。例如需要，通过旋转杆26的电动机20，可以调整钩间的间隔。

夹具然后能够借助柱体上升。从储存在反应堆杭中的燃料组件提升一开始，套筒39相对载体34即移动，安全连锁机构继之防止组件的过早释开。可以操作致动器22以倾斜顶端块11的轴线，直到底端块8的轴线达到严格竖直。将组件移到反应堆芯的底板上方某一位置的装载组件的操作，可以是常规方式进行。

图3是本发明的一种改型的实施例，这个改型的实施例与图2所示实施例之间的主要区别，在于夹具轴线上所使用的万向连接件。

在图3所示夹具，只对那些不同于图2的那些部分进行介绍。

图3所示夹具40还包含上部41和下部43，该下部与图2所示下部15相似。

偏转装置还包含一个万向连接件和驱动装置。然而，万向连接件42的中心位于上部的轴线16上。其构成在于一个具有凸面球形部分或“球”46的球-承窝式连接件，端部47向上沿伸，杯形件44向下延伸，杯形件44的端部法兰固定到套筒39上。在球46的轴线上形成的管道54，贯穿一个管形护套55，护套55固定到载体34上，并贯穿一个控制杆56，利用致动器28控制锁定装置，致动器的气缸固定到护套上。

正面部分48由多个组装在一起的元部件组成，这些元部件一起限定个个半球凹面承窝，以容纳球46。借助法兰51把它固定到上部14的端部法兰52之上。

配置在球和承窝之间的驱动装置，可以采用不同的结构。在图3所示的情况下，其构成在于各微型致动器58，围绕端部47按角度均匀分布，一般有三或四个致动器，以使该端部处于任何所希望的倾斜角度。这些致动机构是双向动作的，可由电气控制或液压控制。

在图4所示一种改型的实施例中，锁定装置的轴线23倾斜角的调节，是通过分别调整卡紧钩64的各爪部68相对于载体34的水平高度。爪部相对于载体34上的板轴66的位置，能够进行调整。

上述配置具有的优点是非常简单。它有需要手动调节的缺点，因此，只有当所有燃料组件弯曲程度相近时才是满意的。此外，它仅考虑有限的变形量。为了能够进行更频繁的调节。螺母65（或其它手动调节元件）可以由微电机来替换，用来升降各钩。

本发明应用无须考虑选择控制方式（手动，遥控导向，或遥控）并且它也适用于驱动偏转装置和锁定装置的任何方法。

可能有几种解决方案。特别是钩的顶部可以包含一个滑块70，该滑块在轴线66上带有一个销子，并延伸通过钩中的沟槽。滑块在钩中的高度可用螺母72调整，该螺母旋入滑块的带螺纹的延伸部分。在另一个实施例中，钩由两部分构成，其底部固定到一个向上突出的螺纹杆上，该杆穿过轴线66上带有一个销子的顶部。调整插入到这两部分之间的楔形物，这两部分借助于一个螺母紧固在一起，该螺母旋到该杆的一部分上，该杆高出于顶部之上。

Claims (8)

1、一种用于核燃料组件装载机械的夹具，其特征在于：包括一个上端部分，用来刚性连接到装载机构的竖直柱体的底部，锁定装置，用以可取下地在某一位置上锁定到核燃料组件的顶端块，在该位置处，锁定装置的纵轴线与该端部的轴线相对准，还有偏离装置、以便连接所述上端部分到所述锁定装置上、其配置使得所述锁定装置的纵轴线相对于该上端部分的竖直轴线可进行可控地、强制地倾斜。

2、根据权利要求1所述的夹具、其特征在于：所述的偏转装置包括万向连接件和驱动装置。

3、根据权利要求2所述的夹具、其特征在于：所述的万向连接件包含一个球-承窝式连接件，相对倾斜于该上端部分的纵轴线，并且所述驱动装置包含，围绕所述上端部分竖直轴线分布的多个致动器，所述球-承窝式连接件和所述致动器将上端部分连接到具有所述锁定装置的下端部分。

4、根据权利要求2所述夹具、其特征在于：所述的万向连接件包含一个球-承窝式连接件，该连接件的中心相对偏离于该柱体下端部分的纵轴线，并且其中所述的驱动装置插入到夹具的上端部分和该球-承窝式连接器的球之间，该球属于夹具的下端部分，该夹具装有锁定装置。

5、根据权利要求4所述的夹具，其特征在于：所述的驱动装置包含至少三个致动器，该致动器围绕着该球-承窝式连接器的球的纵向突出部分、按角度均匀分布，该配置用以在径向上向所述突出部分施加作用力。

6、一种用于核燃料组件装载机械的夹具，其特征在于：一个具有竖直轴线的上端部分，用来刚性地连接到装载机构的竖直柱体的底部，锁定装置用以可取下地在某一位置处锁定到核燃料组件顶端块，在该位置处，锁定装置的纵轴线与该端外的轴线相对准，所述锁定装置具有围绕其所述纵轴线，按角度分布的多个卡紧钩，还有偏转装置包含一些单个机构，每一个都用来在竖直方向上调整钩件的爪端，借此，所述锁定装置强制地，可控地倾斜该端外的轴线，锁定装置是相对于上端部分的竖直轴线倾斜该端块轴线的。

7、根据权利要求6所述的夹具，其特征在于：单个调整装置是手动控制的。

8、根据权利要求6所述的夹具，其特征在于：单个调整装置是利用微电机控制的。

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