CN107767967A - 燃料组件下部锁紧装置及锁紧、解锁方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃料组件下部锁紧装置及锁紧、解锁方法，锁紧装置包括可轴向往复运动地设置在管腿内的导杆、设置在管腿内的支撑架、可横向移动设置在支撑架上的销件、设置在所述导杆下端的驱动结构；所述驱动结构与销件相配合以驱动销件的横向移动；所述管腿的管壁对应所述销件设有滑槽；所述导杆在所述管腿内处于第一位置时，所述销件位于所述管腿内；所述导杆在所述管腿内处于第二位置时，所述销件在所述驱动结构驱动下沿着所述滑槽横向移动伸出所述管腿，抵接在下堆芯板一侧。本发明的锁紧装置结构简单可靠，锁紧和解锁动作与燃料组件的换料动作同步，操作方便；对换料装置要求较低，减少换料装置和锁紧装置的复杂性和提高锁紧装置可靠性。

Description

燃料组件下部锁紧装置及锁紧、解锁方法

技术领域

本发明涉及反应堆燃料组件技术领域，尤其涉及一种燃料组件下部锁紧装置及锁紧、解锁方法。

背景技术

快堆是实现核燃料增值、提高铀资源利用率、减少长寿命核素的最重要途径，目前国际上大部分的液态快堆都采用池式结构。为了保证系统边界的完整性，反应堆需处于密封的状态，即使是在换料过程反应堆的顶盖也不能打开。因此，在这样特殊的环境下，为满足不开盖换料反应堆堆芯无上堆芯板。为了防止燃料组件在地震等工况下发生起跳，有必要在下管腿部位增加下部锁紧装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种简单可靠的燃料组件下部锁紧装置以及燃料组件下部锁紧方法、燃料组件下部解锁方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种燃料组件下部锁紧装置，所述燃料组件下部设有与下堆芯板配合的管腿，所述锁紧装置包括可轴向往复运动地设置在所述管腿内的导杆、设置在所述管腿内的支撑架、可横向移动设置在所述支撑架上的销件、设置在所述导杆下端上的驱动结构；所述驱动结构与所述销件相配合以驱动所述销件的横向移动；所述管腿的管壁对应所述销件设有滑槽；

所述导杆在所述管腿内处于第一位置时，所述销件位于所述管腿内；

所述导杆在所述管腿内处于第二位置时，所述销件在所述驱动结构驱动下沿着所述滑槽横向移动伸出所述管腿，抵接在所述下堆芯板一侧，将所述燃料组件锁紧在所述下堆芯板上。

优选地，所述支撑架包括支撑主体、数个间隔设置在所述支撑主体上并向外延伸的连接部、以及数个开设在所述支撑主体上的插槽；所述支撑架通过所述连接部固定在所述管腿内；每一个所述插槽位于每相邻的两个所述连接部之间，与所述销件配合。

优选地，所述插槽与所述管腿上的滑槽相对；所述销件的两端分别配合在所述插槽和滑槽内。

优选地，所述驱动结构包括相对所述导杆中心轴向外扩张的钩爪；所述销件的数量与所述钩爪的钩腿数量一致，且每一所述销件上设有供钩腿活动穿设其中的通孔；

在所述第一位置，所述钩腿靠近所述导杆的一端配合在所述销件上；

在所述第二位置，所述钩腿远离所述导杆的一端配合在所述销件上。

优选地，所述燃料组件下部锁紧装置还包括套设在所述导杆上，驱动所述导杆轴向移动复位的复位弹簧。

优选地，所述燃料组件下部锁紧装置还包括固定在所述管腿内的支撑环，所述导杆穿过所述支撑环；所述导杆上设有凸出且与所述支撑环相对的环形部；所述复位弹簧的两端分别抵接所述环形部和支撑环。

优选地，所述驱动结构和环形部在所述管腿内分别位于所述支撑环的相对两侧。

优选地，所述导杆在所述管腿内延伸至所述燃料组件的上部。

本发明还提供一种燃料组件下部锁紧方法，包括以下步骤：

S1、换料装置夹持燃料组件的同时，换料装置下压燃料组件内的导杆，所述导杆上的驱动结构与燃料组件管腿内的销件相配合，驱动所述销件横向移动至所述管腿内；

S2、所述燃料组件在所述下堆芯板上插接到位后，所述导杆轴向移动复位，所述驱动结构驱动所述销件横向移动伸出所述管腿，抵接在所述下堆芯板一侧，将所述燃料组件锁紧在所述下堆芯板上。

优选地，所述驱动结构包括相对所述导杆中心轴向外扩张的钩爪；所述销件的数量与所述钩爪的钩腿数量一致，且每一所述销件上设有供钩腿活动穿设其中的通孔；

在步骤S1中，所述钩腿靠近所述导杆的一端配合在所述销件上；

在步骤S2中，所述钩腿远离所述导杆的一端配合在所述销件上。

本发明还提供一种燃料组件下部解锁方法，包括以下步骤：

A1、换料装置夹持燃料组件的同时，换料装置下压燃料组件内的导杆；

A2、所述导杆上的驱动结构与燃料组件管腿内的销件相配合，驱动所述销件自下堆芯板一侧横向移动至所述管腿内，对所述燃料组件解锁，此时燃料组件可从所述下堆芯板上取出。

本发明的有益效果：锁紧装置结构简单可靠，锁紧和解锁动作与燃料组件的换料动作同步，操作方便；对换料装置要求较低，在满足燃料组件锁紧的条件下，减少换料装置和锁紧装置的复杂性和提高锁紧装置可靠性。

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燃料组件下部锁紧装置在解锁状态的结构示意图；

图2是本发明一实施例的燃料组件下部锁紧装置在锁紧状态的结构示意图；

图3是本发明一实施例的燃料组件下部锁紧装置在下堆芯板上的锁紧状态结构示意图；

图4是本发明一实施例的燃料组件下部锁紧装置中支撑架的结构示意图；

图5是本发明一实施例的燃料组件下部锁紧装置中销件的结构示意图；

图6是本发明一实施例的燃料组件下部锁紧装置中驱动结构在导杆上的结构示意图。

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。

本发明一实施例的燃料组件下部锁紧装置，用于将燃料组件锁紧在下堆芯板上，防止燃料组件在地震等工况下发生起跳。如图1、2所示，该燃料组件下部锁紧装置可包括导杆10、支撑架20、销件30以及驱动结构40；燃料组件下部设有与下堆芯板配合的管腿1，导杆10可轴向往复运动地设置在管腿1内，支撑架20设置在管腿1内，销件30可横向移动设置在支撑架20上，驱动结构40设置在导杆10下端上。其中，驱动结构40与销件30相配合，驱动销件30的横向移动；管腿1的管壁对应销件30设有滑槽2，销件30通过横向来回移动进出滑槽2。

如图1所示，导杆10在管腿1内处于第一位置时，销件30位于管腿1内，此时燃料组件在下堆芯板上未锁定。

如图2、3所示，导杆10在管腿1内处于第二位置时，销件30在驱动结构40驱动下沿着滑槽2横向移动伸出管腿1，抵接在下堆芯板3一侧，将燃料组件锁紧在下堆芯板3上。在锁紧状态时，其轴向作用力施加给管腿1和支撑架20等固定结构，销件30等活动部件不承受轴向作用力，较好得到保护。

导杆10在管腿1内延伸至燃料组件的上部，整体贯穿燃料组件的包壳，从而可在换料时受换料装置的驱动实现轴向移动，实现锁紧和解锁与燃料组件换料动作同步。

如图1、4所示，支撑架20可包括支撑主体21、数个间隔设置在支撑主体21上并相对支撑主体21中心向外延伸的连接部22、以及数个开设在支撑主体21上的插槽23。支撑架20通过连接部22固定在管腿1内；每一个插槽23位于每相邻的两个连接部22之间，与销件30配合，为销件30提供支撑。

其中，支撑主体21不限于图4所示的圆形，还可多边形等其他的形状，外周尺寸小于管腿1内径。

插槽23与管腿1上的滑槽2相对，为销件30提供支撑；销件30的两端分别配合在插槽23和滑槽2内，可在两者之间来回移动。

如图5所示，销件30可为任何形状的条状滑块，长度大于插槽23和滑槽2之间的距离。

本发明中，通过驱动结构40的设置，将导杆10的轴向运动转为销件30的横向运动，实现燃料组件的锁紧。

如图6所示，本实施例中，驱动结构40包括相对导杆10中心轴向外扩张的钩爪；销件30的数量与钩爪的钩腿41数量一致，且每一销件30上设有供钩腿41活动穿设其中的通孔31。由于钩爪相对导杆10中心轴向外扩张，其宽度较小的一端连接导杆10，宽度较大的一端远离导杆10，钩爪的钩腿41相对导杆10中心轴向管腿1内壁倾斜，与导杆10之间具有一定的夹角(锐角)。

如图1所示，导杆10在管腿1内处于第一位置时，钩腿41靠近导杆10的一端配合在销件30上，此时销件30未伸出管腿1。当导杆10在第一位置向第二位置运动时(在管腿1内往上移动)，钩爪随导杆10向上移动，使得钩腿41沿通孔31向上移动，带动销件30往远离导杆10中心轴方向移动，从而伸出管腿1。如图2所示，导杆10在管腿1内处于第二位置时，钩腿41远离导杆10的一端配合在销件30上，此时销件30伸出管腿1，可抵接在下堆芯板的下方，限制燃料组件向上运动。

在其他实施例中，驱动结构40也可以包括导向块，导向块设有与销件配合的导向面；导向面可以是朝向管腿1内壁的斜面或弧面。

进一步地，又如图1、2所示，燃料组件下部锁紧装置还包括套设在导杆10上的复位弹簧50，驱动导杆10轴向移动复位。

为定位复位弹簧50，燃料组件下部锁紧装置还包括固定在管腿1内的支撑环60，导杆10穿过支撑环60。导杆10上设有凸出且与支撑环60相对的环形部11；复位弹簧50的两端分别抵接环形部11和支撑环60。驱动结构40和环形部11在管腿1内分别位于支撑环60的相对两侧。

当导杆10受压向下运动，压缩复位弹簧50；当压力消失，复位弹簧50可伸展复原，驱动导杆10向上运动。

本发明的锁紧装置，其锁紧(解锁)动作与燃料组件换料动作同步，在燃料组件与换料装置抓紧的同时即实现解锁，在换料装置脱离燃料组件的同时即实现燃料组件锁紧。

参考图1-3，本发明的燃料组件下部锁紧方法，可采用上述的燃料组件下部锁紧装置实现，该锁紧方法可包括以下步骤：

S1、换料装置夹持燃料组件的同时，换料装置下压燃料组件内的导杆10，导杆10上的驱动结构40与燃料组件管腿1内的销件30相配合，驱动销件30横向移动至管腿1内。

S2、燃料组件在下堆芯板3上插接到位后，换料装置脱离燃料组件，导杆10轴向移动复位，驱动结构40驱动销件30横向移动伸出管腿1，抵接在下堆芯板3一侧，将燃料组件锁紧在下堆芯板3上，限制燃料组件向上运动脱离下堆芯板3。

本实施例中，驱动结构40包括相对导杆10中心轴向外扩张的钩爪；销件30的数量与钩爪的钩腿41数量一致，且每一销件30上设有供钩腿41活动穿设其中的通孔31。

在步骤S1中，钩腿41靠近导杆10的一端配合在销件30上，销件30在管腿1内并未伸出管腿1，此时锁紧装置处于未锁定(解锁)状态。

在步骤S2中，钩腿41远离导杆10的一端配合在销件30上，销件30的一端伸出管腿1，此时锁紧装置处于锁紧状态。

当将燃料组件从下堆芯板3上取出，需要对燃料组件下部进行解锁。对此，本发明的燃料组件下部解锁方法，同样可参考图1-3，该解锁方法可包括以下步骤：

A1、换料装置夹持燃料组件的同时下压燃料组件内的导杆10；

A2、驱动结构40与销件30相配合，驱动销件30自下堆芯板3一侧横向移动至管腿1内，对燃料组件进行解锁，燃料组件可自由从下堆芯板3上取出。

其中，在下压导杆10时，驱动结构40的钩腿41相对销件10的通孔31移动，钩腿41从远离导杆10的一端配合在销件30上变为靠近导杆10的一端配合在销件30上，使得销件30在管腿1上横向移动至整体进入管腿1内。

当燃料组件脱离换料装置后，其内部导杆10不受换料装置的下压而移动复位，销件30在驱动结构40作用下横向移动伸出燃料组件管腿1。

本发明的锁紧和解锁方法中，换料装置由现有技术实现，只要其上设有与导杆10配合，可下压导杆10的结构即可。

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 (11)

1.一种燃料组件下部锁紧装置，所述燃料组件下部设有与下堆芯板配合的管腿（1），其特征在于，所述锁紧装置包括可轴向往复运动地设置在所述管腿（1）内的导杆（10）、设置在所述管腿（1）内的支撑架（20）、可横向移动设置在所述支撑架（20）上的销件（30）、设置在所述导杆（10）下端上的驱动结构（40）；所述驱动结构（40）与所述销件（30）相配合以驱动所述销件（30）的横向移动；所述管腿（1）的管壁对应所述销件（30）设有滑槽（2）；

所述导杆（10）在所述管腿（1）内处于第一位置时，所述销件（30）位于所述管腿（1）内；

所述导杆（10）在所述管腿（1）内处于第二位置时，所述销件（30）在所述驱动结构（40）驱动下沿着所述滑槽（2）横向移动伸出所述管腿（1），抵接在所述下堆芯板（3）一侧，将所述燃料组件锁紧在所述下堆芯板（3）上。

2.根据权利要求1所述的燃料组件下部锁紧装置，其特征在于，所述支撑架（20）包括支撑主体（21）、数个间隔设置在所述支撑主体（21）上并向外延伸的连接部（22）、以及数个开设在所述支撑主体（21）上的插槽（23）；所述支撑架（20）通过所述连接部（22）固定在所述管腿（1）内；每一个所述插槽（23）位于每相邻的两个所述连接部（22）之间，与所述销件（30）配合。

3.根据权利要求2所述的燃料组件下部锁紧装置，其特征在于，所述插槽（23）与所述管腿（1）上的滑槽（2）相对；所述销件（30）的两端分别配合在所述插槽（23）和滑槽（2）内。

4.根据权利要求1所述的燃料组件下部锁紧装置，其特征在于，所述驱动结构（40）包括相对所述导杆（10）中心轴向外扩张的钩爪；所述销件（30）的数量与所述钩爪的钩腿（41）数量一致，且每一所述销件（30）上设有供钩腿（41）活动穿设其中的通孔（31）；

在所述第一位置，所述钩腿（41）靠近所述导杆（10）的一端配合在所述销件（30）上；

在所述第二位置，所述钩腿（41）远离所述导杆（10）的一端配合在所述销件（30）上。

5.根据权利要求1所述的燃料组件下部锁紧装置，其特征在于，所述燃料组件下部锁紧装置还包括套设在所述导杆（10）上，驱动所述导杆（10）轴向移动复位的复位弹簧（50）。

6.根据权利要求5所述的燃料组件下部锁紧装置，其特征在于，所述燃料组件下部锁紧装置还包括固定在所述管腿（1）内的支撑环（60），所述导杆（10）穿过所述支撑环（60）；所述导杆（10）上设有凸出且与所述支撑环（60）相对的环形部（11）；所述复位弹簧（50）的两端分别抵接所述环形部（11）和支撑环（60）。

7.根据权利要求6所述的燃料组件下部锁紧装置，其特征在于，所述驱动结构（40）和环形部（11）在所述管腿（1）内分别位于所述支撑环（60）的相对两侧。

8.根据权利要求1-7任一项所述的燃料组件下部锁紧装置，其特征在于，所述导杆（10）在所述管腿（1）内延伸至所述燃料组件的上部。

9.一种燃料组件下部锁紧方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、换料装置夹持燃料组件的同时，换料装置下压燃料组件内的导杆（10），所述导杆（10）上的驱动结构（40）与燃料组件管腿（1）内的销件（30）相配合，驱动所述销件（30）横向移动至所述管腿（1）内；

S2、所述燃料组件在下堆芯板（3）上插接到位后，所述导杆（10）轴向移动复位，所述驱动结构（40）驱动所述销件（30）横向移动伸出所述管腿（1），抵接在所述下堆芯板（3）一侧，将所述燃料组件锁紧在所述下堆芯板（3）上。

10.根据权利要求9所述的燃料组件下部锁紧方法，其特征在于，所述驱动结构（40）包括相对所述导杆（10）中心轴向外扩张的钩爪；所述销件（30）的数量与所述钩爪的钩腿（41）数量一致，且每一所述销件（30）上设有供钩腿（41）活动穿设其中的通孔（31）；

在步骤S1中，所述钩腿（41）靠近所述导杆（10）的一端配合在所述销件（30）上；

在步骤S2中，所述钩腿（41）远离所述导杆（10）的一端配合在所述销件（30）上。

11.一种燃料组件下部解锁方法，其特征在于，包括以下步骤：

A1、换料装置夹持燃料组件的同时，换料装置下压燃料组件内的导杆（10）；

A2、所述导杆（10）上的驱动结构（40）与燃料组件管腿（1）内的销件（30）相配合，驱动所述销件（30）自下堆芯板（3）一侧横向移动至所述管腿（1）内，对所述燃料组件解锁，此时燃料组件可从所述下堆芯板（3）上取出。