CN108701498A - 用于水下修复核反应堆部件的孔洞的设备和方法 - Google Patents
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Abstract
修复设备包括:支架(32);切削工具(22),切削工具(22)由支架(32)保持并具有用于再加工孔洞的内表面的至少一个切削齿(70),切削工具(22)具有在至少一个入口开口(46)与至少一个出口开口(48)之间延伸到切削工具(22)中的抽吸通道(44);用于旋转切削工具(22)的驱动轴(34),驱动轴(34)由支架(32)保持;以及抽吸管(36),抽吸管(36)连接到支架(32)并且流体地连接到抽吸通道(44)的出口开口(48)。
Description
【技术领域】
本发明涉及核反应堆部件,特别是核燃料组件的上管座的孔洞的水下修复的领域。
【背景技术】
核反应堆包括由并排布置在堆芯上板和堆芯下板之间的多个核燃料组件构成的反应堆堆芯。
每个核燃料组件包括在下管座和上管座之间延伸的一捆核燃料棒,核燃料组件通过下管座而搁置在堆芯下板上,核燃料组件通过上管座而抵靠堆芯上板。
为了横向定位核燃料组件,定心孔洞可以定位在每个核燃料组件的上管座的上表面上和/或下管座的下表面上。
它们旨在接收定位在核反应堆的堆芯上板的下表面上的,分别在堆芯下板的上表面上的定心销。
每个定心孔洞一般包括圆柱形盲孔洞或通孔洞,以及在定心孔洞入口处的斜面。
这些定心孔洞提供核燃料组件的上部,下部分别在反应堆的堆芯中的适当的定位,特别是用于确保冷却剂在核燃料组件之间的通过以及棒束的下降,使得可以控制反应堆堆芯的反应。
这些定心孔洞还使得可以确保用于处理核燃料组件和棒束的装备(例如用于装载核燃料组件的机器)的定位和对接以及用于在核燃料组件上介入(例如,更换核燃料棒)的装备。
在对接期间,通过敲击和推动在定心孔洞内的材料来可能损坏定心孔洞,从而形成在定心孔洞内的多余的材料。
这种损坏稍后可能会导致定心销在定心孔洞中卡住。在打开反应堆容器以在芯上进行操作期间,例如在损坏的定心孔洞和堆芯上板的销之间发生的这种卡住可能引起核燃料组件与堆芯上板一起从堆芯移除,。
当管座的定心孔洞损坏时,可以更换管座以使组件合格并允许其继续被使用。
更换管座是相对冗长的操作,并且可能导致损坏组件的其它部件,诸如引导管,该引导管在上管座和下管座之间延伸并且被提供为接收用于压水反应堆(PWR)的核燃料组件中的控制棒束或固定棒束的棒或者引导管与管座之间的连接。
更进一步地,管座是巨大且高放射性的部件,当其被移除时,在废核燃料组件的正常处理循环之外要求特定的存储和适当的移除模式。
【发明内容】
本发明的一个目的是提出一种修复设备,其允许更简单,更可靠并且更经济的修复,并且具有更低的风险。
为此,本发明提出了一种用于核反应堆部件的孔洞的水下修复的设备,包括:支架;切削工具,切削工具由支架保持并且具有用于加工孔洞的内表面的至少一个切削齿,切削工具具有在至少一个入口开口与至少一个出口开口之间延伸到切削工具中的抽吸通道;用于旋转切削工具的驱动轴,驱动轴由支架保持;以及抽吸管,抽吸管连接到支架的并且流体地连接到抽吸通道的出口开口。
根据具体的实施例,该设备包括单独考虑或根据任何技术上可能的(多个)组合而考虑的以下特征中的一个或多个:
-切削工具,包括切削部件和连接到驱动轴的驱动部件,出口开口出现在驱动轴的凹部中,驱动轴具有至少一个侧向开口,用于流体从凹部内部向外部的通路,抽吸通道与侧向开口对齐地连接到支架,以通过侧向开口抽吸流体;
-支架和驱动轴包括至少一个旋转引导组件,旋转引导组件包括提供在支架上的轴承和提供在驱动轴上的补充传动轴;
-支架和驱动轴包括两个旋转引导组件,该两个旋转引导组件沿着驱动轴位于侧向开口或每个侧向开口的任一侧上;
-至少一个旋转引导组件在支架和驱动轴之间提供密封;
-支架是支撑管,切削工具被布置在支架的一端部处,驱动轴在支架内在支架的端部之间延伸;
-切削工具沿着纵向轴线延伸,切削齿沿着纵向轴线基本上直线地延伸;
-抽吸通道的入口开口被布置在切削齿的底切面的底部处;
-抽吸通道的入口开口沿着切削齿伸长;
-切削工具是铰刀;
-切削齿包括用于加工圆柱形孔洞的部分和用于加工在圆柱形孔洞的入口处的截头圆锥形斜面的部分;
-切削工具在带有切削齿的切削工具的切削部件上包括至少一个平面,该至少一个平面相对于切削齿在切削部件的圆周上偏移;
-设备包括止动表面,该止动表面能够抵靠其中布置有待修复的孔洞的部件,以便限制切削工具在待修的孔洞中的行程;以及
-设备包括切削工具,以便产生用于核燃料组件上管座的定心孔洞,用于核燃料组件上管座的防错孔洞,用于核燃料组件下管座的定心孔洞,用于堆芯下板的孔洞或堆芯上板的孔洞。
本发明还涉及一种用于水下修复核反应堆部件的损坏的孔洞的方法,包括使用修复设备对孔洞进行再加工,修复设备包括切削工具,切削工具具有在切削工具内在至少一个入口开口与至少一个出口开口之间延伸的抽吸通道,以抽吸由切削工具产生的刨屑。
根据具体的实施例,该方法包括单独考虑或根据任何技术上可能的(多个)组合而考虑的以下特征中的一个或多个:
-切削工具是铰刀;
-孔洞是用于核燃料组件上管座的定心孔洞,用于核燃料组件下管座的定心孔洞,用于核燃料组件上管座的防错孔洞,堆芯下板的孔洞或堆芯上板的孔洞;
-出口开口在带有切削工具的支架内部出现,抽吸管连接到支架以抽吸刨屑;
-支架采用支撑管的形式,切削工具被布置在支架的一端部处,修复设备包括驱动轴以使切削工具旋转,驱动轴在支架内延伸。
本发明还涉及一种用于加工核反应堆部件的孔洞的内表面的切削工具,该切削工具包括在该切削工具内在至少一个入口开口与至少一个出口开口之间延伸的抽吸通道。
【附图说明】
通过阅读仅作为示例提供并且参照附图而进行的以下描述,将更好地理解本发明及其优点,其中:
-图1是其中放置有损坏的核燃料组件的核电站池以及修复系统的正视图;
-图2是核燃料组件的顶视图;
-图3是修复系统的修复设备的剖视图;
-图4是修复设备的切削工具的透视图;以及
-图5是图示了在修复之前和之后损坏的定心孔洞的剖面的示意图。
【具体实施方式】
在图1中,损坏的核燃料组件2被水下放置在核电站的池4中,以便使用修复系统6进行修复。
核燃料组件2包括在下部管座10与上部管座12之间延伸的细长的核燃料棒8的棒束,下部管座10被提供为放置在核电站的反应堆的堆芯下板上,而上部管座12被提供为抵靠核电站的反应堆的堆芯上板。在图1中,核燃料组件2是垂直的,下管座10位于底部而上管座12位于顶部。
常规地,上管座12包括弹簧14,弹簧14被提供为抵靠堆芯上板,以便向下推动核燃料组件2。
如图2所示,上管座12被提供有定心孔洞16,每个定心孔洞16旨在接收堆芯上板的相应的定心销,以便提供核燃料组件2上端的精确的绝对定位。
上管座12在此具有方形轮廓并且包括布置在上管座12的两个对角相对的角部中的两个定心孔洞16。在另一个角部中,上管座12还包括防错孔洞18,使得可以保证核燃料组件2被适当地定向。
定心孔洞16还用于核燃料组件2或操作装备的对接处理装备,以对核燃料组件2执行操作,例如替换核燃料棒8。
下管座10还包括在两个对角相对的角部中的定心孔洞(未示出),这些定心孔洞中的每个孔洞旨在便于核燃料组件2在堆芯下板上的对接以及接收堆芯下板的相应的定心销,以便保证核燃料组件2的下端的精确的绝对定位。这些定心孔洞还用于对接操作装备以在核燃料组件2上执行操作,例如用于需要事先翻转核燃料组件2的操作。
定心孔洞16一般包括入口斜面16A以及从入口斜面16A延伸的圆形圆柱盲孔洞16B或穿孔洞16B,。
在装备或芯板的对接期间可能损坏定心孔洞16。损坏的定心孔洞16可能已经推入在定心孔洞16内形成突起的材料中,并且可能导致稍后在损坏的定心孔洞16中卡住定心销。
回到图1,修复系统6包括修复设备20,其适于通过加工定心孔洞16,更具体地通过重新钻孔洞定心孔洞16来对核燃料组件2的损坏的定心孔洞16进行水下修复。
修复设备20包括用于加工损坏的定心孔洞16的内表面的切削工具,更具体地,用于重新钻孔洞定心孔洞16的切削工具22。
修复设备20能够被浸没并且可远程操纵,例如使用操纵杆24。
修复系统6还包括抽吸系统26,抽吸系统26包括用于抽吸由加工产生的刨屑的抽吸管28以及抽吸和过滤设备30,用于抽吸刨屑和水,过滤水以回收刨屑并将滤液排出到池4中。
修复设备20被布置在操纵杆24的一端部处并浸没在水下,抽吸管28的一端连接到修复设备20并且另一端连接到抽吸和过滤设备30,以抽吸刨屑。
如图3所示,修复设备20包括支架32,连接到由支架32保持的驱动轴34的切削工具22,驱动轴34在支架32内延伸以便使切削工具22旋转,以及用以抽吸由切削工具22产生的刨屑的抽吸管36。
切削工具22沿着纵向轴线L延伸,在加工期间切削工具22围绕纵向轴线L旋转。切削工具22沿着纵向轴线L依次具有,用以由于切削工具22的旋转驱动而切削材料的切削部件40,以及用以使切削工具22旋转的驱动部件42。
切削工具22具有沿着纵向轴线L在切削工具22内部延伸的抽吸通道44。抽吸通道44具有布置在切削部件40中的入口开口46和布置在驱动部件42中的出口开口48。
出口开口48出现在支架32内。抽吸管36连接到支架32,以便与抽吸通道44的出口开口48流体连通。
切削工具22的驱动部件42和驱动轴34被配置为围绕纵向轴线L旋转连接。
驱动轴34在此包括管状下部50,该管状下部50被提供有在驱动轴34的下端处出现的轴向凹部52,并且驱动部件42被布置在驱动轴34的下端处,同时被插入到轴向凹部52中。
驱动部件42和轴向凹部52的内表面带有互补的凸起,互补的凸起允许它们围绕纵向轴线L旋转连接。驱动部件42和轴向凹部52的内表面在此具有互补的刻面。
驱动轴34的管状下部50带有至少一个侧向开口54,以允许水在轴向凹部52的内部与驱动轴34的外部之间通过。
驱动轴34的管状下部50在此包括若干个侧向开口54。侧向开口54优选地均匀地成角度地分布在驱动轴34的圆周上。
驱动轴34的轴向凹部52是盲的。它在与驱动轴34的下端相对的端部处在侧向开口54或多个侧向开口54上方封闭。
支架32包括由驱动轴34横穿的抽吸室56,驱动轴34的侧向开口54在抽吸室56中出现。
抽吸管36与抽吸室56对齐地连接到支架32,以便通过侧向开口54抽吸填充有来自切削工具22的抽吸通道44的刨屑的水。
支架32和驱动轴34具有至少一个旋转引导组件58,其包括形成在支架32上的轴承60和形成在驱动轴34上的补充传动轴62,用于引导驱动轴34相对于支架32的旋转。
支架32和驱动轴34在此具有位于抽吸室56任意一侧上的两个旋转引导组件58。
每个旋转引导组件58在支架32和驱动轴34之间提供密封。这使得可以保证通过抽吸管36有效地抽吸经由抽吸室56从抽吸通道44到来的水和刨屑。修复设备20包括至少一个垫圈63,例如O形圈,其定位在轴承60和传动轴62之间,以便增强密封。
支架32被提供有连接器64,以将支架32连接到操纵器,在此是操纵杆24。连接器64在此具有用于将其旋拧到操纵杆24的螺纹。
驱动轴34的与切削工具22相对的端部34A被配置成与另一个驱动轴旋转连接。因此可以远程地旋转修复设备20的驱动轴34。该驱动是由操作员手动完成的或使用马达完成的。
在此,支架32是支撑管,切削工具22被布置在支撑管的一端部处,并且驱动轴34在支撑管内在支撑管的端部之间延伸。因此,支架32具有与核设施的池中使用的操纵杆24的形状相似的形状。
支架32具有第一管状端段32A,中间管状段32B和第二管状端段32C。中间管状段32B界定抽吸室56。一个旋转引导组件58位于第一管状端段32A中,并且另一个旋转引导组件位于第二管状端段32C中。抽吸管36连接在中间管状段32B上。
如图示的那样,第一管状端段32,中间管状段32B和第二管状端段32C是分开的并且首尾相连地组装以便形成支架32。
第一管状端段32A采用紧固到中间管状段32B的下端的套筒的形式。第一下部管状段32A例如嵌套并且用力地装配在中间管状段32B的一端部处。在一替代方案中,下管状段32A和中间管状段32B是由单件材料制成的。
如图示的那样,抽吸管36与中间管状段32B形成为单件材料。中间管状段32B和抽吸管36是由三通管状接头而形成的。在一替代方案中,管36与中间管状段32B分离并且例如通过焊接组装在中间管状段32B上。
修复设备20具有止动表面65,该止动表面65被提供成与其中形成待重新钻孔的孔洞的部件接触,以便限制切削工具22沿切削工具22的纵向轴线L的行程。在此止动表面65是当切削工具22被安装在支架32上时围绕切削工具22的环形径向表面。
在此,修复设备20具有安装在支架32的下端部处并围绕切削工具22的止动环66。止动环66被旋拧在提供于支架32的下端的外表面上的螺纹上。止动表面65是止动环66的下表面。
如图4所示,切削工具22是铰刀,即适于重新对预先存在的孔洞进行钻孔的切削工具。
铰刀的切削部件40具有至少一个切削齿70。切削部件40在此具有精确地一个切削齿70。替代地,切削部件40具有若干个切削齿,优选均匀地分布在切削部件40的圆周上。如果提供了若干个切削齿70,则优选地切削齿70具有相同的形状,并且通过围绕纵向轴线L旋转另一个切削齿70来获得每个切削齿70。
切削齿70具有切削刃72。切削刃72位于切削面74与底切面76之间的接合处。切削面74在切削工具22的切削方向上的旋转期间朝向切削刃72的后部定向,同时底切面76朝向切削刃72的前部定向。
相对于切削工具22的纵向轴线L在径向方向上看,切削刃72是直线的。换句话说,切削刃72包含在包含铰刀的纵向轴线L的径向平面中。
切削工具22被配置成在单个操作中钻出定心孔洞16,即提供在定心孔洞16的入口处的圆形圆柱孔洞16B和斜面16A。
切削刃72连续地具有允许逐渐切削攻击的倾斜部分,平行于纵向轴线L的直线部分72C,远离纵向轴线L移动的倾斜部分72A,以钻出圆形圆柱孔洞16B,平行于纵向轴线L的直线部件72D,以及远离纵向轴线L移动的倾斜部件72B,以加工提供在定心孔洞16的入口处的斜面16A。
切削部件40具有从其与驱动部件42相对的自由端朝向驱动部件42逐渐增加的直径。
切削部件40沿着纵向轴线L从其自由端朝向驱动部件42依次具有引导端80,截头圆锥形引导段82,截头圆锥形切削段83,圆柱段,切削截头圆锥段84,圆柱形段和切削截头圆锥形段86。
引导端80优选地具有圆锥形或尖顶形状。
引导端80和截头圆锥形引导段82使得可以在切削工具22插入到希望产生的定心孔洞16中时引导切削工具22。截头圆锥形切削段83允许定心孔洞16的逐渐切削攻击。截头圆锥形切削段84和截头圆锥形切削段86使得可以分别加工圆柱形孔洞16B和斜面16A。
切削刃72沿切削截头圆锥形段83延伸,在其后面布置圆柱形段,截头圆锥形切削段84,在其后布置的圆柱形段以及截头圆锥形切削段86。更具体地,倾斜部分72A在截头圆锥形切削段84上延伸并且倾斜部分72B在截头圆锥形切割段86上延伸。切削刃72在此也沿着截头圆锥形引导段82的部分延伸。
切削部件40在其截头圆锥形切削段84上具有至少一个平面88。至少一个平面88的存在使得可以减小切削部分与待重新加工的孔洞的内表面之间的接触,并且因此减小切削工具22与待重新加工的孔洞的内表面之间的摩擦。
在一实施例中,切削部件40包括分布在截头圆锥形切削段84的圆周上的若干个平面88。优选地,切削齿70和平面88均匀地分布在截头圆锥形切削段84的圆周上。切削齿70取代平面88。
在加工期间,切削刃72穿透材料并且在底切面76的侧部上形成刨屑。
抽吸通道44的入口开口46是沿着切削齿70的底切面76而形成的。入口开口46优选地位于底切面76的底部。因此,由切削刃72移除的材料沿着底切面76滑动并且直接穿过入口开口46以便在其中被抽吸。
入口开口46沿着纵向轴线L伸长。其优选地基本上在切削齿70的整个长度上延伸。这使得可以回收沿着切削齿70在任何位置中形成的刨屑。
抽吸通道44在切削工具22内轴向上从入口开口46到出口开口48延伸。
在此出口开口48位于与切削部件40相反的驱动部件42轴向端部处。出口开口48轴向地出现。
在一实施例中,切削工具22例如由一等级的非常坚硬且耐磨的低碳不锈钢制成,例如根据标准ASTM A276或X90CrMoV18钢的ASTM 440A和B钢,或属于商品名M340的钢。
参照图1至图4,下面描述了一种使用修复设备20而执行的用于修复上管座12的定心孔洞16的方法。
具有损坏的定心孔洞16的核燃料组件2从核反应堆的堆芯取出并放置在核电站的池4中。优选地,它被布置在单元中,例如储存单元,转移单元或斜槽单元。
在所有这些操作期间,核燃料组件2保持在水下。一旦核燃料组件2适当地布置在池4中,核燃料组件2的上管座12位于水的自由表面下方几米处,典型地为3至5米。
修复设备20的支架32提供有经校准的切削工具22,例如铰刀,其形状和尺寸,并且特别是切削齿70的形状和尺寸被适配于损坏的定心孔洞16的形状和尺寸,并且调节止动环66以便加工圆柱形孔洞16B和位于定心孔洞16的入口处的斜面16A,而不超过定心孔洞16的最大设计尺寸。
修复设备20的支架32由提升工具悬挂,并且修复设备20的驱动轴34被连接到上升到池4的自由表面的另一驱动轴。提升工具例如是管状操纵杆24,另一驱动轴在操纵杆24内延伸。
抽吸管36的出口被流体地连接到抽吸管28,抽吸管28被流体地连接到抽吸和过滤设备30。
修复设备20下降到池4中,直到发起将切削工具22插入损坏的定心孔洞16中。
启动抽吸和过滤设备30,以便通过切削工具22的抽吸通道44和抽吸管28抽吸流体,过滤抽吸的流体并将滤液排放到池4中。
切削工具22经由驱动轴34手动或使用马达而被旋转,然后支架32被逐渐地降低以重新对损坏的定心孔洞16进行钻孔并加工斜面16A,直到止动表面65与上管座12接触为止,在上管座12中布置有定心孔洞16。
在加工期间,由切削工具22产生的刨屑由底切面76和切削刃72提升,并由抽吸和过滤设备30依次通过抽吸通道44的入口开口46、该抽吸通道44、抽吸通道44的出口开口48、驱动轴34的轴向凹部52、驱动轴34的侧向开口54、抽吸管36和抽吸管28与水一起抽吸。抽吸的刨屑由抽吸和过滤设备30保持。来自池4的与刨屑一起抽吸的水在抽吸和过滤设备30的出口处被排放到池4中。接下来像放射性废物一样处理放射性的回收的刨屑。
必须以严格的加工余量来制造核燃料组件2的上管座12的定心孔洞16,以保证核燃料组件2在核反应堆的堆芯中的精确的定位。
在圆柱形孔洞16B和斜面16A的再加工期间,可以增加圆柱形孔洞16B和斜面16A的尺寸。然而,调节止动环66并且选择切削工具22以便不超过定心孔洞16的最大包络。
在图5中,第一假想包络E1和第二假想包络E2分别表示具有最大尺寸和最小设计尺寸的圆柱形孔洞16B和斜面16A的包络。
第三包络E3代表损坏的定心孔洞16的包络。在损坏之前,第三包络E3位于第一包络E1与第二包络E2之间。给定加工余量,第三包络E3一般不与第一包络E1或第二包络E2组合。
第四包络E4代表使用修复设备20而再加工的定心孔洞16的包络。第四包络E4位于第一包络E1与第三包络E3之间。圆柱形孔洞16B和再加工的斜面16A的尺寸大于初始的定心孔洞16的尺寸。因此,第四包络E4对应于比第三包络E3的尺寸更大的尺寸。
调节止动环66并且校准和选择用于再加工的切削工具22,以便不超过第一包络E1的最大尺寸。因此,第四包络E4对应于小于第一包络E1的尺寸。
在一特定实施例中,选择切削工具22以在加工结束时获得精确地对应于最大设计尺寸的圆柱形孔洞16B和斜面16A。这使得可以保证由于定心孔洞16的损坏所致的材料突起的粘结。
本发明不限于所图示的实施例。
修复设备可用于核电站中的其它损坏的孔洞的水下修复。特别地,修复设备可用于修复上芯管座的防错孔洞或核燃料组件下部管座或芯板的定心孔洞,例如下部或上部芯板的水分配孔洞。
铰刀可以由另一种切削工具替换,例如加工切刀。如果圆柱形孔洞本身没有被损坏,则圆锥形加切刀可以例如用于再加工损坏的截头圆锥形斜面,而不重新加工从斜面延伸的圆形圆柱孔洞。如果斜面孔洞本身没有被损坏或者如果损坏的孔洞不具有入口斜面,则传统的圆形加切刀可以例如用于再加工圆形圆柱孔洞,而不再加工斜面。成形加工切刀可用于再加工斜面和圆形圆柱孔洞。
一般地,修复设备被提供用于切削工具,该切削工具包括位于切削部件中的入口开口与提供在切削工具的驱动部件上的出口开口之间的抽吸通道。入口开口优选地类似于图4的铰刀的入口开口。它在切削齿的切削面的底部处延伸,同时优选地是细长的并且基本上在切削齿的整个长度上延伸。
切削工具可包括一个或若干个齿,每个齿沿着切削工具的纵向轴线直线地,相对于切削工具倾斜地或者围绕切削工具螺旋地延伸。
由于修复设备和方法,很快地完成通过在水下再加工来修复核反应堆部件的孔洞。再加工是容易的,并且一般比更换部件更容易且更快。
更进一步地,修复部件使得可以延长部件的使用寿命。它避免了必须储存和处理高度放射性的被移除部件。
修复设备使得可以可靠地执行精确的加工,这使得可以保持低于最大设计尺寸。当然,如果因为孔洞已经达到最大尺寸而无法重新加工孔洞,则应当更换部件,或者可接受的是证明超过最大设计尺寸是合理的。
基于要执行的操作,修复设备简单且易于使用,消除污染并从一个核站点运输到另一核站点。它可以通过快速培训而由操作员使用。
重新加工定心孔洞比更换核燃料组件上管座更快。损坏核燃料组件其它部件的风险是低的。
一般提供有棒束的燃料组件,与更换上管座不同,再加工定心孔洞不需要移除棒束并临时存储棒束。
经校准的铰刀和止动环的调节使得可以确保经加工的孔洞保持在针对孔洞的预定的最大尺寸内。因此,在重新钻孔结束时不必对损坏的孔洞执行尺寸上的检查。视觉外观检查足以验证推入的材料确实已被移除。
符合最大设计尺寸使得可以确保修复的上管座保持与被要求与该定心孔洞配合的核设施的元件兼容,像堆芯上板的定心销,用于核燃料组件的处理装备和核燃料组件上的操作装备。
更进一步地,修复设备具有小的体积,特别是在其带有切削工具的下部中,以使得损坏在核燃料组件中接收的上管座或棒束的弹簧的风险是低的。采用类似于标准操纵杆的管的形式的支架是特别紧凑的并且适合于进入定心孔洞而没有与周围元件干扰的风险。
Claims (20)
1.一种通过再加工核反应堆部件的孔洞来水下修复孔洞的设备,所述修复设备包括:支架(32);切削工具(22),切削工具(22)由支架(32)保持并具有用于再加工孔洞的内表面的至少一个切削齿(70),切削工具(22)具有在至少一个入口开口(46)与至少一个出口开口(48)之间延伸到切削工具(22)中的抽吸通道(44);用于旋转切削工具(22)的驱动轴(34),驱动轴(34)由支架(32)保持;以及抽吸管(36),抽吸管(36)连接到支架(32)并且流体地连接到抽吸通道(44)的出口开口(48)。
2.根据权利要求1所述的修复设备,其中切削工具(22)包括切削部件(40)和连接到驱动轴(34)的驱动部件(42),出口开口(48)出现在驱动轴(34)的凹部中,驱动轴(34)具有至少一个侧向开口(54),用于流体从凹部内部向外部的通路,抽吸通道(36)与侧向开口(54)对齐地连接到支架(32)以通过侧向开口(54)抽吸流体。
3.根据权利要求1或2所述的修复设备,其中支架(32)和驱动轴(34)包括至少一个旋转引导组件(58),旋转引导组件(58)包括提供在支架(32)上的轴承(60)和提供在驱动轴(34)上的补充传动轴(62)。
4.根据权利要求2和3组合的所述的修复设备,其中支架(32)和驱动轴(34)包括两个旋转引导组件(58),所述两个旋转引导组件(58)沿着驱动轴(34)位于侧向开口(54)或每个侧向开口(54)的任一侧上。
5.根据权利要求3或4所述的修复设备,其中至少一个旋转引导组件(58)在支架(32)和驱动轴(34)之间提供密封。
6.根据前述权利要求中任一项所述的修复设备,其中支架(32)是支撑管,切削工具(22)被布置在支架(32)的一端部处,驱动轴(34)在支架(32)内在支架的端部之间延伸。
7.根据前述权利要求中任一项所述的修复设备,其中切削工具(22)沿着纵向轴线(L)延伸,切削齿(70)沿着纵向轴线(L)基本上直线地延伸。
8.根据前述权利要求中任一项所述的修复设备,其中抽吸通道(44)的入口开口(46)被布置在切削齿(70)的底切面(76)的底部处。
9.根据前述权利要求中任一项所述的修复设备,其中抽吸通道(44)的入口开口(46)沿着切削齿(70)伸长。
10.根据前述权利要求中任一项所述的修复设备,其中切削工具(22)是铰刀。
11.根据前述权利要求中任一项所述的修复设备,其中切削齿(70)包括用于加工圆柱形孔洞(16B)的部分和用于加工在圆柱形孔洞(16B)的入口处的截头圆锥形斜面(16A)的部分。
12.根据前述权利要求中任一项所述的修复设备,其中切削工具(22)在带有切削齿(70)的切削工具(22)的切削部件(40)上包括至少一个平面(88),所述至少一个平面(88)相对于切削齿(70)在切削部件(40)的圆周上偏移。
13.根据前述权利要求中任一项所述的修复设备,包括止动表面(65),止动表面(65)能够抵靠其中布置有待修复的孔洞的部件,以便限制切削工具(22)在待修复的孔洞中的行程。
14.根据前述权利要求中任一项所述的修复设备,包括切削工具(22),以便产生用于核燃料组件(2)上管座(12)的定心孔洞(16),用于核燃料组件(2)上管座(12)的防错孔洞(18),用于核燃料组件(2)下管座(10)的定心孔洞,用于堆芯下板的孔洞或用于堆芯上板的孔洞。
15.一种用于水下修复核反应堆部件的损坏的孔洞的方法,所述修复方法包括使用修复设备(20)对孔洞的内表面进行再加工,修复设备(20)包括切削工具(22),切削工具(22)具有在切削工具(22)内在至少一个入口开口(46)与至少一个出口开口(48)之间延伸的抽吸通道(44),以抽吸由切削工具(22)产生的刨屑,而不超过孔洞的最大设计尺寸。
16.根据权利要求15所述的修复方法,其中切削工具(22)是铰刀。
17.根据权利要求15或16所述的修复方法,其中孔洞是核燃料组件(2)上管座(12)的定心孔洞(16),核燃料组件(2)下管座(10)的定心孔洞,核燃料组件(2)上管座(12)的防错孔洞(18),堆芯下板的孔洞或堆芯上板的孔洞。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的修复方法,其中出口开口(48)在带有切削工具(22)的支架(32)内部出现,抽吸管(36)连接到支架(32)以抽吸刨屑。
19.根据权利要求18所述的修复方法,其中支架(32)采用支撑管的形式,切削工具(22)被布置在支架(32)的一端部处,修复设备(20)包括驱动轴(34)以使切削工具(22)旋转,驱动轴(34)在支架(32)内延伸。
20.一种用于加工核反应堆部件的孔洞的内表面的切削工具,所述切削工具(22)包括在所述切削工具(22)内在至少一个入口开口(46)与至少一个出口开口(48)之间延伸的抽吸通道(44)。
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2983989A (en) * | 1959-07-06 | 1961-05-16 | Charles E Frantz | Broaching and tube-installing apparatus |
JPH0366509A (ja) * | 1989-08-01 | 1991-03-22 | Hideki Kubota | 穴加工装置 |
US5802126A (en) * | 1995-09-15 | 1998-09-01 | General Electric Company | Underwater remote drilling tool and methods |
JP2013129031A (ja) * | 2011-12-22 | 2013-07-04 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 水中穴明け装置及び該装置を用いた水中リラッキング工法 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3351143A (en) * | 1965-06-01 | 1967-11-07 | Alvin V Seibold | Concrete drill bit guide and dust remover |
US4538944A (en) * | 1981-09-21 | 1985-09-03 | Hougen Everett D | Annular cutter |
US4690593A (en) * | 1986-01-24 | 1987-09-01 | Westinghouse Electric Corp. | Tool for cutting locking cups from guide tube mounting screws in a nuclear reactor |
DE3807224C1 (zh) * | 1988-03-05 | 1989-04-20 | Mapal Fabrik Fuer Praezisionswerkzeuge Dr. Kress Kg, 7080 Aalen, De | |
DE3826400A1 (de) * | 1988-08-03 | 1990-02-08 | Siemens Ag | Verfahren und vorrichtung zum auswechseln von bolzen an kerneinbauteilen von kernreaktoren |
US6132147A (en) * | 1998-12-29 | 2000-10-17 | General Electric Company | Apparatus and methods for drilling with capture of all process debris |
FR2894375B1 (fr) * | 2005-12-06 | 2008-01-25 | Framatome Anp Sas | Procede et dispositif de prelevement d'une partie de gaine d'un crayon de combustible nucleaire. |
WO2009006042A1 (en) * | 2007-06-29 | 2009-01-08 | Allied Machine & Engineering Corp. | Ejector drill system |
US20120251256A1 (en) * | 2011-04-04 | 2012-10-04 | GM Global Technology Operations LLC | Cutting tool for control of surface roughness |
JP5802893B2 (ja) * | 2011-05-18 | 2015-11-04 | Uht株式会社 | ドリル及びそれを用いた穿孔装置 |
FR2975316B1 (fr) * | 2011-05-20 | 2014-05-09 | Airbus Operations Sas | Outil coupant optimise pour un usinage avec aspiration des copeaux |
US9555480B2 (en) * | 2013-08-19 | 2017-01-31 | The Boeing Company | Fluid-fed vacuum cutters |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2983989A (en) * | 1959-07-06 | 1961-05-16 | Charles E Frantz | Broaching and tube-installing apparatus |
JPH0366509A (ja) * | 1989-08-01 | 1991-03-22 | Hideki Kubota | 穴加工装置 |
US5802126A (en) * | 1995-09-15 | 1998-09-01 | General Electric Company | Underwater remote drilling tool and methods |
JP2013129031A (ja) * | 2011-12-22 | 2013-07-04 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 水中穴明け装置及び該装置を用いた水中リラッキング工法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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