CN107610785A - 导向管与上管座快速可拆连接装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种导向管与上管座快速可拆连接装置及方法，快速可拆连接装置包括安装在导向管上、与上管座上安装孔相适配的套接组件；所述套接组件包括套设在导向管上的套管、设置在所述套管远离导向管的一端上的连接管、可轴向移动套设在所述连接管上并可旋转的定位环、以及设置在所述定位环上的防转件；所述安装孔内设有与所述定位环相抵接、限制所述套接组件脱离安装孔的台阶；所述连接管上设有供所述防转件可脱离配合其中的第一卡槽和第二卡槽。本发明结构简单，连接可靠；解决了上管座和导向管连接不可重复拆装的问题，可进行反复拆装和安全自锁。

Description

导向管与上管座快速可拆连接装置及方法

技术领域

本发明涉及核燃料组件技术领域，尤其涉及一种导向管与上管座快速可拆连接装置及方法。

背景技术

核燃料组件一般由上管座、下管座、导向管、仪表管、格架和燃料棒等零部件构成，其中下管座、导向管、仪表管和格架组成燃料组件骨架，上管座与导向管连接起着保护燃料棒的作用。

目前燃料组件中上管座和导向管的连接方式主要为套筒螺钉与套管螺纹连接，套筒螺钉的裙边胀入上管座导向管孔的凹槽内，进而上管座与导向管连接成为一体。当燃料棒破损时需移除上管座进行更换，这时只能采用破坏套筒螺钉裙边的方法拆卸上管座，拆卸后的螺钉不可重复使用，且产生了松脱件，有落入乏池的潜在安全风险。而更换套筒螺钉时，在水下取、放、调运操作存在较大困难，利用套筒螺钉再次连接上管座与导向管的操作也更加困难。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种实现快速拆装、消除安全隐患的导向管与上管座快速可拆连接装置及导向管与上管座快速可拆连接方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种导向管与上管座快速可拆连接装置，所述上管座设有安装孔，所述快速可拆连接装置包括安装在导向管上、与所述安装孔相适配的套接组件；

所述套接组件包括套设在导向管上的套管、设置在所述套管远离导向管的一端上的连接管、可轴向移动套设在所述连接管上并可旋转的定位环、以及设置在所述定位环上的防转件；

所述安装孔内设有与所述定位环相抵接、限制所述套接组件脱离安装孔的台阶；所述连接管上设有供所述防转件可脱离配合其中的第一卡槽和第二卡槽；

所述套接组件穿进所述安装孔后处于第一位置时，所述防转件配合在所述第一卡槽内，所述定位环可沿所述连接管轴向移动带动所述防转件脱离所述第一卡槽；所述套接组件穿进所述安装孔后处于第二位置时，所述定位环通过旋转抵接在所述台阶上，所述防转件随所述定位环旋转并在所述定位环轴向移动复位后配合在所述第二卡槽内，使所述套接组件与上管座锁紧连接。

优选地，所述连接管远离所述套管的端部设有限位环，所述第一卡槽和第二卡槽沿所述限位环周向间隔设置其上；所述定位环位于所述限位环朝向所述套管的一侧。

优选地，所述定位环包括定位环体、至少一个自所述定位环体上径向向外延伸的定位部；所述防转件设置在所述定位部上并凸出所述定位部朝向所述限位环的一侧；

所述安装孔包括供所述定位环体穿过的中心部、至少一个供所述定位部穿过的槽部；所述槽部与所述中心部相连通；所述台阶位于所述中心部的外圈并与所述槽部相接，所述定位部穿过所述槽部后可旋转抵接在所述台阶上。

优选地，所述防转件为防转卡爪，所述定位部上设有供所述防转卡爪配合其中的台阶孔。

优选地，所述定位环包括对称设置在所述定位环体上的两个所述定位部，每一个所述定位部上设有所述防转件；

所述连接管设有两个对称设置的所述第一卡槽以及两个对称设置的所述第二卡槽。

优选地，所述第一卡槽和所述第二卡槽之间的距离不小于所述槽部的长度。

优选地，所述套管远离导向管的一端外周设有供上管座抵接定位其上的环形台阶。

优选地，所述套接组件还包括复位弹簧，所述复位弹簧套设在所述连接管上并抵接在所述套管和定位环之间。

本发明还提供一种导向管与上管座快速可拆连接方法，使用以上任一项所述的导向管与上管座快速可拆连接装置，该连接方法包括以下步骤：

S1、将套接组件安装在导向管的一端上；

S2、将所述套接组件上的定位环正对上管座上安装孔后穿进其中，直至上管座的一表面抵接到所述套接组件的套管上；

S3、下压所述定位环，使所述定位环上的防转件脱离所述套接组件的连接管上的第一卡槽，解除对所述定位环的周向约束；

S4、旋转所述定位环，使所述定位环与所述安装孔内的台阶相抵接，同时带动所述防转件进入所述连接管上的第二卡槽，完成导向管与上管座的连接。

优选地，导向管与上管座拆卸时，反向操作步骤S1-S4。

本发明的有益效果：结构简单，连接可靠；在导向管与上管座的拆卸过程中，不会产生松脱件，消除了安全隐患，解决了上管座和导向管连接不可重复拆装的问题，可进行反复拆装和安全自锁，可方便快速地在水下进行远距离拆装操作。整个连接装置在燃料组件寿期内无需更换，降低了成本。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一实施例的导向管与上管座快速可拆连接装置的(部分剖面)结构示意图；

图2是图1所示装置中上管座的俯视图；

图3是图1所示装置中套接组件的结构示意图；

图4是图3所示套接组件中定位环的结构示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1、2所示，本发明一实施例的导向管与上管座快速可拆连接装置，包括套接组件；上管座1上设有安装孔10，套接组件安装在导向管上并与安装孔10相适配。套接组件通过安装在导向管上与其形成一个整体结构，不会产生脱落件，消除了安全隐患；利用套接组件与安装孔10的配合锁紧，实现导向管和上管座1的连接。

其中，套接组件包括套管20、连接管30、定位环40以及防转件50。套管20套设在导向管上，根据导向管与上管座1的安装方向，主要套设在导向管的上端。连接管30设置在套管20远离导向管的一端上。定位环40套设在连接管40上，以与安装孔10干涉；定位环40可沿连接管40轴向来回移动，并可沿连接管40周向旋转。防转件50设置在定位环40上，用于与连接管40干涉，用于约束定位环40的周向旋转。

安装孔10内设有台阶11，与定位环40相抵接，限制套接组件脱离安装孔10。连接管30上设有第一卡槽31和第二卡槽32，供防转件50可脱离配合其中；通过防转件50分别配合在第一卡槽31或第二卡槽32内，实现套接组件和上管座之间的锁紧和解锁。

套接组件穿进安装孔10后处于第一位置时，防转件50配合在第一卡槽31内，此时套接组件和安装孔10之间未锁定，定位环40可沿连接管30轴向移动带动防转件50脱离第一卡槽31。套接组件穿进安装孔10后处于第二位置时，定位环40通过旋转抵接在台阶11上，防转件50随定位环40旋转并在定位环40轴向移动复位后配合在第二卡槽32内，使套接组件与上管座1锁紧连接。

如图1、3所示，在套接组件中，套管20可为等直径的管体，其远离导向管的一端外周设有凸出的环形台阶21，供上管座1抵接定位其上。对应地，上管座1朝向套管20的表面设有内凹的定位槽与环形台阶21配合，该定位槽可开设在安装孔10的内周。

连接管30设置在套管20的一端上，连接管30可以通过自身端部插接在套管20内与其连接，或通过焊接等方式连接在套管20的端部，或与套管20为一体连接结构。

连接管30远离套管20的端部设有限位环33，将定位环40限制在连接管30上，定位环40位于限位环33朝向套管20的一侧。第一卡槽31和第二卡槽32沿限位环33周向间隔设置其上，贯通限位环33相对两侧面。防转件50在定位环40上凸出定位环40朝向限位环33的一侧，从而可配合到第一卡槽31或第二卡槽32内。

限位环33可为一体形成在连接管30上，与连接管30为一体结构；限位环33也可为单独结构件，通过焊接等方式固定在连接管30上。

如图4所示，定位环40可包括定位环体41、至少一个自定位环体41上径向向外延伸的定位部42；定位部42可一体形成在定位环体41上。

防转件50设置在定位部42上并凸出定位部42朝向限位环33的一侧。防转件50通过其凸出部分配合到第一卡槽31或第二卡槽32内。

作为选择，防转件50可为防转卡爪，定位部42上设有供防转卡爪配合其中的台阶孔43。台阶孔43开设在定位部42朝向限位环33的端面上，并延伸至定位部42的侧面，呈L形状；防转卡爪包括相接的两段，一段于台阶孔43内配合在定位部42侧面内，另一段于台阶孔43内配合在定位部42的端面上并凸出端面。

又如图1、2所示，对应定位环40，安装孔10可包括供定位环体41穿过的中心部101、至少一个供定位部42穿过的槽部102；槽部102与中心部101相连通；台阶11位于中心部101的外圈并与槽部102相接，定位部42穿过槽部102后可旋转抵接在台阶11上。

在本实施例中，定位环40包括对称设置在定位环体41上的两个定位部42，每一个定位部42上设有防转件50。

连接管30设有两个对称设置的第一卡槽31以及两个对称设置的第二卡槽32。在未锁定状态，两个第一卡槽31分别供两个防转件50配合其中；在锁定状态，两个第二卡槽32分别供两个防转件50配合其中。

优选地，第一卡槽31和第二卡槽32之间的距离不小于安装孔10内槽部102的长度，使得在防转件50配合到第二卡槽32后，定位环40的定位部42可整体离开槽部102而抵接在台阶11上。

进一步地，套接组件还包括复位弹簧60，驱使定位环40轴向移动后复位。复位弹簧60套设在连接管30上并抵接在套管20和定位环40之间。复位弹簧60的两端可分别以焊接方式固定在套管20和定位环40上。

参考图1-4，本发明的导向管与上管座快速可拆连接方法，使用上述的导向管与上管座快速可拆连接装置实现，可包括以下步骤：

S1、将套接组件安装在导向管的一端上。

根据导向管与上管座1的安装方向，套接组件主要通过套管20与导向管配合安装在导向管的上端，从而套接组件与导向管形成一个整体结构。

S2、将套接组件上的定位环40正对上管座1上安装孔10后穿进其中，直至上管座1的一表面抵接到套接组件的套管20上。

套接组件中，定位环40上的防转件50配合在第一卡槽31内。

该步骤S2操作时，将定位环40的定位部42对准安装孔10的槽部102，将定位环40从上管座1一侧穿进安装孔10内，通过安装孔10露出上管座1的另一侧。上管座1下表面的定位槽与套管20的环形台阶21相配合，使上管座1和套管20定位。

S3、下压定位环40，使定位环40上的防转件50脱离套接组件的连接管30上的第一卡槽31，解除对定位环40的周向约束。

该步骤中，可使用专用工具下压定位环40，压缩复位弹簧60，沿连接管30轴向向套管20方向移动。定位环40的移动使得防转件50推出第一卡槽31，为定位环40的旋转、防转件50旋转进入第二卡槽32做准备。

S4、旋转定位环40，使定位环40与安装孔10内的台阶11相抵接，同时带动防转件50进入连接管30上的第二卡槽32，完成导向管与上管座1的连接。

其中，定位环40旋转的角度根据第一卡槽31和第二卡槽32之间的夹角而定，或者也可理解：定位环40旋转的距离与第一卡槽31和第二卡槽32之间的距离一致。当定位环40旋转带动防转件50旋转至与第二卡槽32对准时，定位环40在复位弹簧60作用下沿连接管30轴向向远离套管20的方向移动，驱使防转件50进入第二卡槽32，从而套接组件与安装孔10之间形成一个锁定的状态。

当将导向管与上管座1之间进行拆卸时，反向操作步骤S1-S4即可，操作快速简便。

综上，本发明的快速可拆连接装置及方法，方便燃料组件中破损燃料棒的更换，具有方便快装、快卸和自锁保险功能；整个连接装置在燃料组件寿期内无需更换，降低了维修成本。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种导向管与上管座快速可拆连接装置，所述上管座（1）设有安装孔（10），其特征在于，所述快速可拆连接装置包括安装在所述导向管上、与所述安装孔（10）相适配的套接组件；

所述套接组件包括套设在导向管上的套管（20）、设置在所述套管（20）远离导向管的一端上的连接管（30）、可轴向移动套设在所述连接管（30）上并可旋转的定位环（40）、以及设置在所述定位环（40）上的防转件（50）；

所述安装孔（10）内设有与所述定位环（40）相抵接、限制所述套接组件脱离安装孔（10）的台阶（11）；所述连接管（30）上设有供所述防转件（50）可脱离配合其中的第一卡槽（31）和第二卡槽（32）；

所述套接组件穿进所述安装孔（10）后处于第一位置时，所述防转件（50）配合在所述第一卡槽（31）内，所述定位环（40）可沿所述连接管（30）轴向移动带动所述防转件（50）脱离所述第一卡槽（31）；所述套接组件穿进所述安装孔（10）后处于第二位置时，所述定位环（40）通过旋转抵接在所述台阶（11）上，所述防转件（50）随所述定位环（40）旋转并在所述定位环（40）轴向移动复位后配合在所述第二卡槽（32）内，使所述套接组件与上管座（1）锁紧连接。

2.根据权利要求1所述的导向管与上管座快速可拆连接装置，其特征在于，所述连接管（30）远离所述套管（20）的端部设有限位环（33），所述第一卡槽（31）和第二卡槽（32）沿所述限位环（33）周向间隔设置其上；所述定位环（40）位于所述限位环（33）朝向所述套管（20）的一侧。

3.根据权利要求2所述的导向管与上管座快速可拆连接装置，其特征在于，所述定位环（40）包括定位环体（41）、至少一个自所述定位环体（41）上径向向外延伸的定位部（42）；所述防转件（50）设置在所述定位部（42）上并凸出所述定位部（42）朝向所述限位环（33）的一侧；

所述安装孔（10）包括供所述定位环体（41）穿过的中心部（101）、至少一个供所述定位部（42）穿过的槽部（102）；所述槽部（102）与所述中心部（101）相连通；所述台阶（11）位于所述中心部（101）的外圈并与所述槽部（102）相接，所述定位部（42）穿过所述槽部（102）后可旋转抵接在所述台阶（11）上。

4.根据权利要求3所述的导向管与上管座快速可拆连接装置，其特征在于，所述防转件（50）为防转卡爪，所述定位部（42）上设有供所述防转卡爪配合其中的台阶孔（43）。

5.根据权利要求3所述的导向管与上管座快速可拆连接装置，其特征在于，所述定位环（40）包括对称设置在所述定位环体（41）上的两个所述定位部（42），每一个所述定位部（42）上设有所述防转件（50）；

所述连接管（30）设有两个对称设置的所述第一卡槽（31）以及两个对称设置的所述第二卡槽（32）。

6.根据权利要求5所述的导向管与上管座快速可拆连接装置，其特征在于，所述第一卡槽（31）和所述第二卡槽（32）之间的距离不小于所述槽部（102）的长度。

7.根据权利要求1-6任一项所述的导向管与上管座快速可拆连接装置，其特征在于，所述套管（20）远离导向管的一端外周设有供上管座（1）抵接定位其上的环形台阶（21）。

8.根据权利要求1-6任一项所述的导向管与上管座快速可拆连接装置，其特征在于，所述套接组件还包括复位弹簧（60），所述复位弹簧（60）套设在所述连接管（30）上并抵接在所述套管（20）和定位环（40）之间。

9.一种导向管与上管座快速可拆连接方法，其特征在于，使用权利要求1-8任一项所述的导向管与上管座快速可拆连接装置，该连接方法包括以下步骤：

S1、将套接组件安装在导向管的一端上；

S2、将所述套接组件上的定位环（40）正对上管座（1）上安装孔（10）后穿进其中，直至上管座（1）的一表面抵接到所述套接组件的套管（20）上；

S3、下压所述定位环（40），使所述定位环（40）上的防转件（50）脱离所述套接组件的连接管（30）上的第一卡槽（31），解除对所述定位环（40）的周向约束；

S4、旋转所述定位环（40），使所述定位环（40）与所述安装孔（10）内的台阶（11）相抵接，同时带动所述防转件（50）进入所述连接管（30）上的第二卡槽（32），完成导向管与上管座（1）的连接。

10.根据权利要求9所述的导向管与上管座快速可拆连接方法，其特征在于，导向管与上管座（1）拆卸时，反向操作步骤S1-S4。