CN109390062B - 用于核燃料处理的模块化下移动系统以及使用其补给核燃料的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于核燃料处理的模块化下移动系统，该模块化下移动系统包括：下反应堆容器组件，该下反应堆容器组件包括加载在所述下反应堆容器组件内部的核燃料；承载件，该承载件具有允许下反应堆容器组件容纳在其中的空间；轨道，该轨道从反应堆区域延伸到燃料处理区域；传输车，该传输车能够沿着轨道水平移动；升降装置，该升降装置安装在传输车上，并能够相对于传输车向上或向下移动；以及驱动装置，该驱动装置被构造为将动力供给到传输车和升降装置。使用模块化下移动系统补给核燃料的方法包括承载件上升过程、下反应堆容器组件拆卸过程、将下反应堆容器组件容纳在承载件中的过程、承载件下降过程、传输车移动过程、核燃料卸载过程和核燃料加载过程。

Description

用于核燃料处理的模块化下移动系统以及使用其补给核燃料 的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年8月3日在韩国知识产权局提交的第10-2017-0098522号韩国专利申请的权益，该韩国专利申请的全部公开内容在此通过引用并入本文。

技术领域

一个或多个实施方案涉及一种用于核燃料处理的模块化下移动系统以及使用其补给核燃料的方法，更特别地，涉及一种能够从反应堆容器的下部拆卸加载有核燃料的下反应堆容器组件且使用升降装置和传输车从反应堆容器的下部移动核燃料的用于核燃料处理的模块化下移动系统以及使用其补给核燃料的方法。

背景技术

在现有压力水反应堆式核电站中，为了更换乏燃料，反应堆操作应当停止，反应堆顶盖区结构组件应当连同反应堆容器封装盖一起被移除，在反应堆内部的上引导结构也应被移除。然而，作为移除相关组件的主要过程，这些过程需要复杂的步骤和操作。

首先，通过停止反应堆操作、从反应堆的延伸轴拆卸控制棒驱动装置以及使相关线缆分开来执行乏燃料更换过程。反应堆容器封装盖螺栓被移除，然后导向销安装在容器螺孔中，在反应堆容器密封突环和补给池底部埋置环之间的空间由反应堆腔池密封组件密封，密封介质和插入到反应堆芯中的所有堆芯仪表被取出。

接着，补给燃料池被填充补给水，上引导结构升降装置安装在上引导结构中且与上引导结构紧固，然后最终的结构从反应堆容器移除，且储存在上引导结构下管区(laydown area)上，由此形成允许从反应堆卸载核燃料的环境。

随后，在反应堆中利用补给燃料机抓取乏燃料，随后补给燃料机经过补给燃料管道移动，且乏燃料经由位于补给燃料管道的核燃料传输系统被传输到燃料建筑。位于燃料建筑中的乏燃料处理机取出经由燃料传输系统运载的乏燃料，并将乏燃料传输到乏燃料池中的乏燃料储存架。

然后按照与乏燃料卸载步骤相反的顺序颠倒核燃料再加载过程。当完成补给燃料时，上引导结构再次插入到反应堆容器中，控制棒组件和控制棒组件延伸轴也返回到它们的初始位置，堆芯仪表再次插入到芯中，线缆彼此连接，由此完成补给核燃料。

如上所述，反应堆容器封装盖应当从反应堆顶盖区结构组件移除，以更换乏燃料，且反应堆容器内部的上引导结构应该被移除。然而，多个复杂的结构位于反应堆容器的上部，需要复杂步骤和操作用于移除这些结构，且需要各种设备用于移除这些结构的复杂步骤和操作。

发明内容

一个或多个实施方案包括一种能够从反应堆容器的下部拆卸加载有核燃料的下反应堆容器组件且使用升降装置和传输车从反应堆容器的下部移动核燃料的用于核燃料处理的模块化下移动系统以及使用其补给核燃料的方法。

另外方面将在以下的描述中部分地阐述，以及根据以下的描述部分将是显而易见的，或可以通过当前实施方案的实践而被习得。

根据一个或多个实施方案，一种用于核燃料处理的模块化下移动系统，该模块化下移动系统包括：下反应堆容器组件，该下反应堆容器组件安装在位于反应堆区域中的反应堆容器的下方，能够从反应堆容器拆卸并包括加载在下反应堆容器组件中的核燃料；承载件，该承载件具有允许从反应堆容器拆卸的下反应堆容器组件容纳在其中的空间；轨道，该轨道安装在传输管道的底部且从反应堆区域延伸到燃料处理区域；传输车，该传输车能够沿着轨道水平移动；升降装置，该升降装置安装在传输车上，并能够与传输车一起沿着轨道水平移动以及能够相对于传输车向上或向下移动；以及驱动装置，该驱动装置被构造为将动力供给到传输车和升降装置，其中，承载件装配在升降装置上，以经由升降装置上升或下降，从反应堆容器拆卸的下反应堆容器组件被容纳在承载件中，承载件经由传输车能够沿着轨道水平移动。

驱动装置可以包括：驱动单元，该驱动单元安装在燃料处理区域中并被构造为提供动力；第一伸长杆，该第一伸长杆连接到驱动单元并从驱动单元向下延伸；第一齿轮轴，该第一齿轮轴连接到第一伸长杆并连接到传输车；第二伸长杆，该第二伸长杆连接到驱动单元并从驱动单元向下延伸；以及第二齿轮轴，该第二齿轮轴连接到第二伸长杆并连接到升降装置，其中，经由第一伸长杆和第一齿轮轴将驱动单元的动力传递到传输车，并且经由第二伸长杆和第二齿轮轴将驱动单元的动力传递到升降装置。第一齿轮轴可以经由齿轮连接到传输车，以将第一齿轮轴的旋转运动转换为传输车的水平移动，并且第二齿轮轴可以经由齿轮连接到升降装置，以将第二齿轮轴的旋转运动转换为升降装置的竖直移动。

承载件可以在承载件的内壁处设置有从承载件向内突出的插入键，并且下反应堆容器组件可以在下反应堆容器组件的外壁处设置有从下反应堆容器组件向外突出的键座，且各键座具有允许插入键插入到其中的槽，插入键可以以插入键之间具有90°的恒定间隔沿着承载件的内壁安装，键座可以以键座之间具有90°的恒定间隔沿着下反应堆容器组件的外壁安装。

固定引导销可以安装在反应堆区域的侧面和燃料处理区域的另一侧面处，固定引导销从底面向上延伸并具有杆形状，并且可以配置旋转引导销，旋转引导销从底面向上延伸、与固定引导销间隔开恒定距离并具有杆形状，其中，旋转引导销可以绕着沿与旋转引导销向上延伸所沿的方向平行的方向延伸的第一假想轴线旋转。驱动装置可以包括：驱动单元，该驱动单元安装在燃料处理区域中并被构造为提供动力；第一伸长杆，该第一伸长杆连接到驱动单元并从驱动单元向下延伸；第一齿轮轴，该第一齿轮轴连接到第一伸长杆并连接到传输车；以及旋转齿轮，该旋转齿轮连接到第一齿轮轴的侧面，其中，旋转齿轮的中心可以位于第一假想轴线上，旋转引导销可以偏心地安装在旋转齿轮上，允许旋转引导销能够经由旋转齿轮旋转。

模块化下移动系统还可以包括：孔塞，该孔塞安装在承载件、升降装置和传输车中的至少一个上，且具有允许固定引导销或旋转引导销插入其中的槽形状。

根据一个或多个实施方案，一种使用用于核燃料处理的模块化下移动系统补给核燃料的方法，该模块化下移动系统包括：下反应堆容器组件，该下反应堆容器组件安装在位于反应堆区域中的反应堆容器的下方，能够从反应堆容器拆卸并包括加载在下反应堆容器组件内的核燃料；承载件，该承载件具有允许从反应堆容器拆卸的下反应堆容器组件容纳在其中的空间；轨道，该轨道安装在传输管道的底部且从反应堆区域延伸到燃料处理区域；传输车，该传输车能够沿着轨道水平移动；升降装置，该升降装置安装在传输车上、能够与传输车一起沿着轨道水平移动以及能够相对于传输车向上或向下移动；以及驱动装置，该驱动装置被构造为将动力供给到传输车和升降装置，其中，承载件装配在升降装置上，以经由升降装置上升或下降，从反应堆容器拆卸的下反应堆容器组件被容纳在承载件中，承载件经由传输车能够沿着轨道水平移动，所述方法包括：经由升降装置使在反应堆区域中的承载件上升；拆卸安装在反应堆容器的下方的下反应堆容器组件；将拆卸的下反应堆容器组件容纳在承载件中；经由升降装置使承载件下降；使传输车从反应堆区域水平地移动到燃料处理区域；以及通过经由升降装置使承载件上升而卸载被加载在下反应堆容器组件中的核燃料。

卸载可以包括：通过使被传输到燃料处理区域的传输车的升降装置上升而将核燃料抓至安装在乏燃料处理机处的处理工具；以及经由乏燃料处理机将核燃料输送到乏燃料储存罐。

所述方法还可以包括：补给被加载在下反应堆容器组件中的核燃料；经由升降装置使承载件下降；使传输车从燃料处理区域水平移动到反应堆区域；经由升降装置使承载件上升；以及将下反应堆容器组件联接到反应堆容器的下部。

附图说明

通过下面结合附图对实施方案的详细描述，以上和/或其他方面将变得显而易见并更加容易被理解，在附图中：

图1是示出根据一个实施方案的安装在反应堆容器的下方且从反应堆容器可拆卸的下反应堆容器组件的视图；

图2是示出根据一个实施方案的使用用于核燃料处理的模块化下移动系统进行核燃料更换的视图；

图3是沿着图2的A-A线截取的截面图；

图4是沿着图2的B-B线截取的截面图；

图5是图4的A部分的局部放大图；

图6是示出根据一个实施方案的使用用于核燃料处理的模块化下移动系统补给核燃料的方法的流程图；以及

图7是示出根据另一实施方案的使用用于核燃料处理的模块化下移动系统进行核燃料更换的视图。

具体实施方式

现在将详细参照实施方案，在附图中示出实施方案的示例，其中在整个说明书中，同样的附图标记指代同样的元件。在这方面，本实施方案可以具有不同的形式，且不应当被解释为限于这里阐述的描述。因此，以下仅仅通过参照图描述实施方案，以解释描述的方面。在一系列元件之前的诸如“中的至少一个”的表达修饰整个系列元件，且不修饰所述系列元件中的单独元件。

一个或多个实施方案涉及一种能够从反应堆容器的下部拆卸加载有核燃料的下反应堆容器组件且使用升降装置和传输车从反应堆容器的下部移动核燃料的用于核燃料处理的模块化下移动系统以及使用该模块化下移动系统的补给核燃料的方法。在下文中，将参照附图详细地描述本公开的示例性实施方案。

用于核燃料处理的模块化下移动系统被构造为经由安装在安装有反应堆容器的反应堆区域10和燃料处理区域20之间的传输管道30来传输核燃料，并包括下反应堆容器组件111、承载件120、轨道130、传输车140、升降装置150和驱动装置160。

参照图1，下反应堆容器组件111安装在位于反应堆区域10中的反应堆容器110的下方并具有在反应堆容器110下方加载的核燃料112。

下反应堆容器组件111可拆卸地联接到反应堆容器110。特别地，下反应堆容器组件111经由凸缘113、螺栓114和螺母115可拆卸地联接到反应堆容器110。

凸缘113包括安装在反应堆容器110处的上凸缘113a和安装在下反应堆容器组件111处的下凸缘113b。通孔形成在上凸缘113a和下凸缘113b中，螺栓114插入到相应的通孔中，螺母115与各螺栓114紧固，使得下反应堆容器组件111联接到反应堆容器110。

密封介质可以插入在上凸缘113a和下凸缘113b之间，以保持反应堆的固有密封功能，密封介质可以插入到形成在下凸缘113b的上表面上的槽中，以密封反应堆。螺母115安装在下凸缘113b的底表面上，如此能够施加当上凸缘113a与下凸缘113b螺栓紧固时所需的拉伸力，并且可以增强在窄空间中的可加工性。

为了卸载或再加载核燃料112，首先从反应堆容器110拆卸下反应堆容器组件111。此时，考虑到反应堆区域10的操作条件，可以远距离地移除螺栓114，由此从反应堆容器110拆卸下反应堆容器组件111。

参照图2，承载件120具有能够容纳从反应堆容器110拆卸的下反应堆容器组件111的空间。承载件120用作用于容纳下反应堆容器组件111的支撑件，承载件120的空间具有与下反应堆容器组件111的外部形状对应的形状。承载件120可以具有各种形状，只要承载件120可以容纳和承载下反应堆容器组件111。

参照图3，当下反应堆容器组件111被容纳在承载件120中时，键座116可以安装在下反应堆容器组件111的外壁中，以利于对准下反应堆容器组件111，插入键121可以安装在承载件120的内壁上。

特别地，键座116从下反应堆容器组件111的外壁突出，且各键座116具有允许插入键121插入到其中的槽117。插入键121从承载件120的内壁突出到承载件120中并可以插入到相应的槽117中。

在插入键121插入到键座116的槽117中，下反应堆容器组件111可以在没有摇晃的状态下被容纳在承载件120中，且当下反应堆容器组件111再次安装在反应堆容器110时下反应堆容器组件111可以沿其插入方向容易地对准。

插入键121可以以其间具有90°的恒定间隔沿着承载件120的内壁安装，键座116可以以其间具有90°的恒定间隔沿着下反应堆容器组件111的外壁安装。然而，本公开不限于以上示例，且根据需要，插入键121和键座116可以形成在不同的位置上。

参照图2，轨道130安装在传输管道30的底部并从反应堆区域10延伸到燃料处理区域20。可以安装多个轨道130，且可以经由轨道130传输以下将描述的传输车140。

传输车140可以经由轨道130水平地移动且可以经由轨道130从反应堆区域10移动到燃料处理区域20或从燃料处理区域20移动到反应堆区域10。

升降装置150安装在传输车140处。升降装置150可以安装在传输车140的上部处，且可以与传输车140一起沿着轨道130水平地移动。也就是说，升降装置150随同传输车140一起移动。

升降装置150能够相对于传输车140向上或向下移动。特别地，升降装置150可以包括支撑部151和十字支架152。十字支架152在折叠或展开的同时向上或向下移动，且支撑部151可以支撑承载件120。

容纳有从反应堆容器110拆卸的下反应堆容器组件111的承载件120可以连接到升降装置150以向上或向下移动。特别地，承载件120通过使升降装置150的十字支架152向上移动而连接到支撑部151的上部，且然后十字支架152向下移动。随后，当传输车140沿着轨道130被传输时，安装在传输车140的上部的升降装置150和连接到升降装置150的承载件120可以与传输车140一起水平地移动。

参照图2，驱动装置160可以将动力施加到传输车140和升降装置150。特别地，驱动装置160可以包括驱动单元161、第一伸长杆162、第二伸长杆163、第一齿轮轴164和第二齿轮轴165。

驱动单元161被构造为提供动力且可以安装在燃料处理区域20的上部。水位形成在燃料处理区域20中，因此驱动单元161可以安装在燃料处理区域20的未达到水位的上部。

第一伸长杆162、第二伸长杆163、第一齿轮轴164和第二齿轮轴165被构造为传递驱动单元161的动力。特别地，第一伸长杆162和第二伸长杆163连接到驱动单元161，且从驱动单元161向下延伸。第一伸长杆162和第二伸长杆163可以经由齿轮连接到驱动单元161，且通过驱动单元161是可旋转的。

可以经由第一伸长杆162和第一齿轮轴164从驱动单元161传递能够使传输车140沿着轨道130移动的动力。参照图2和图4，驱动单元161的动力被传递到第一伸长杆162以使第一伸长杆162旋转。旋转的第一伸长杆162使从第一伸长杆162的下部水平延伸的第一齿轮轴164旋转。

第一齿轮轴164经由齿轮连接到传输车140，以将第一齿轮轴164的旋转运动转换为传输车140的水平移动。特别地，第一齿轮轴164经由齿条和小齿轮171连接到传输车140，使得第一齿轮轴164的旋转运动被转换为传输车140的水平移动。

可以经由第二伸长杆163和第二齿轮轴165从驱动单元161传递能够使升降装置150相对于传输车140向上或向下移动的动力。参照图2和图4，驱动单元161的动力被传递到第二伸长杆163，以使第二伸长杆163旋转。旋转的第二伸长杆163使从第二伸长杆163的下部水平延伸的第二齿轮轴165旋转。

第二齿轮轴165经由齿轮连接到升降装置150，以将第二齿轮轴165的旋转运动转换为升降装置150的竖直移动。特别地，第二齿轮轴165经由多个中间齿轮172连接到安装在升降装置150处的第一升降齿轮173。第一升降齿轮173是具有沿与升降装置150向上或向下移动所沿的方向平行的方向的轴的齿轮。第一升降齿轮173连接到由齿条和小齿轮构成的第二升降齿轮174，第二升降齿轮174连接到十字支架152，使得十字支架152是可折叠的。第二齿轮轴165经由齿轮连接到十字支架152，以折叠或展开十字支架152，使得升降装置150可以向上或向下移动。

用于核燃料处理的模块化下移动系统还可以包括固定引导销181和旋转引导销182。容纳有下反应堆容器组件111的承载件120应当使用升降装置150向上或向下移动，而同时保持没有向左或向右摇动的水平状态，因此，核燃料112可以安全地补给。

固定引导销181和旋转引导销182被构造为引导升降装置150向上或向下移动，而同时保持没有向左或向右摇动的水平状态。固定引导销181安装在反应堆区域10的侧面和燃料处理区域20的另一侧面，并从底面31从向上延伸。

特别地，参照图2，反应堆区域10的侧面为反应堆区域10的侧壁，燃料处理区域20的另一侧面为燃料处理区域20的侧壁(即，反应堆区域10的侧面为与传输管道30相对的侧，燃料处理区域20的另一侧面为与传输管道30相对的侧)。固定引导销181具有杆状并从底表面31向上延伸到下反应堆容器组件111联接到反应堆容器110的部分。

旋转引导销182从底表面31向上延伸并以与固定引导销181具有恒定间隔的方式安装为与固定引导销181分开。旋转引导销182相应地安装在反应堆区域10和燃料处理区域20，并包括以其间具有恒定间隔的方式与反应堆区域10的侧面间隔开的旋转引导销182以及以其间具有恒定间隔的方式与燃料处理区域20的另一侧面间隔开的旋转引导销182。这样，以恒定间隔与固定引导销181分开的方向为朝向传输管道30的方向(即，当固定引导销181位于反应堆区域10时，旋转引导销182定位成沿朝向传输管道30的方向与反应堆区域10分隔开，当固定引导销181位于燃料处理区域20时，旋转引导销182定位成沿朝向传输管道30的方向与燃料处理区域20分隔开)。

使固定引导销181或旋转引导销182插入到其中的槽状孔塞122可以设置在承载件120、传输车140和升降装置150中的至少一个上。固定引导销181或旋转引导销182插入到孔塞122中，使得可以由此限制承载件120、传输车140和升降装置150的水平移动，因此，升降装置150可以在保持没有向左或向右摇晃的水平状态时向上移动。

特别地，参照图4，可以安装两个固定导向销181和两个旋转引导销182。在反应堆区域10的情况下，两个固定引导销181可以安装在反应堆区域10的侧面(即，反应堆区域10的侧壁)，可以安装以其间具有恒定间隔的方式与固定引导销181间隔开的两个旋转引导销182。在燃料处理区域20的情况下，两个固定引导销181可以安装在燃料处理区域10的另一侧面(即，燃料处理区域20的侧壁)，可以安装以其间具有恒定间隔的方式与固定引导销181间隔开的两个旋转引导销182。

如上所述，由于承载件120、传输车140和升降装置150一体地水平移动，孔塞122可以安装在承载件120、传输车140和升降装置150中的至少一个上。然而，为了有效地防止承载件120摇动，孔塞122可以仅安装在承载件120和传输车140上。

由于固定引导销181和旋转引导销182限制承载件120、传输车140和升降装置150的水平移动，因此担心传输车140的移动受旋转引导销182限制。因此，旋转引导销182绕着与旋转引导销182向上延伸所沿的方向平行的方向延伸的第一假想轴线183是可旋转的。

特别地，当承载件120通过升降装置150向上或向下移动时，旋转引导销182插入到孔塞122(参照图5)中，由此限制承载件120、传输车140和升降装置150的水平移动。然而，当传输车140需要沿着轨道130水平地移动时，旋转引导销182从孔塞122退出，而同时绕着第一假想轴线183旋转。

在这方面，旋转引导销182旋转以位于传输车140的水平移动路径外侧的部分。当旋转引导销182通过从孔塞122退出而位于传输车140的水平移动路径外侧的部分时，旋转引导销182不再限制承载件120、传输车140和升降装置150的水平移动，使得传输车140可以水平地移动。

用于使旋转引导销182旋转的驱动力可以由单独的驱动力装置提供，但是可以由上述驱动装置160提供。特别地，可以通过第一伸长杆162和连接到第一伸长杆162的第一齿轮轴164传递驱动力。

参照图5，旋转齿轮170可以安装在第一齿轮轴164的侧面上，旋转引导销182偏心地安装在旋转齿轮170上。旋转齿轮170连接到第一齿轮轴164并可以通过第一齿轮轴164旋转。旋转齿轮170的中心可以位于第一假想轴线183上。

当旋转齿轮170旋转时，偏心地安装在旋转齿轮170上的旋转引导销182以从旋转齿轮170的中心偏心的半径旋转。随着旋转引导销182以偏心半径旋转，旋转引导销182在从孔塞122退出时位于传输车140的水平移动路径外侧。

以下将描述使用上述用于核燃料处理的模块化下移动系统补给燃料的方法。在补给核燃料的方法中使用的用于核燃料处理的模块化下移动系统与上述的相同，因此将省略其详细描述。

使用上述用于核燃料处理的模块化下移动系统补给核燃料的方法是从反应堆区域10向燃料处理区域20传输核燃料112的过程，但是本公开不限于此，且还可以包括从燃料处理区域20向反应堆区域10传输核燃料112的过程(特别地，核燃料加载过程)(操作S700)

参照图6，使用上述用于核燃料处理的模块化下移动系统补给核燃料的方法包括承载件上升过程(操作S100)、下反应堆容器组件拆卸过程(操作S200)、将下反应堆容器组件容纳在承载件中的过程(操作S300)、承载件下降过程(操作S400)、传输车水平移动过程(操作S500)和核燃料卸载过程(操作S600)。

承载件上升过程(操作S100)是经由升降装置150使承载件120从反应堆区域10上升的过程。参照图2，升降装置150向上移动到允许承载件120连接到升降装置150以支撑下反应堆容器组件111的位置。也就是说，承载件120向上移动，使得下反应堆容器组件111被容纳在承载件120中以紧密地接触承载件120。

参照图3，当下反应堆容器组件111被容纳在承载件120中时，为了利于对准下反应堆容器组件111，键座116可以安装在下反应堆容器组件111的外壁并且插入键121可以安装在承载件120的内壁。

特别地，键座116从下反应堆容器组件111的外壁突出并具有允许插入键121插入到其中的槽117。插入键121从承载件120的内壁突出到承载件120中且可以插入到相应的槽117中。

随着插入键121插入到键座116的槽117中，下反应堆容器组件111可以在没有摇动的状态下被容纳在承载件120中，下反应堆容器组件111沿指定的方向被容纳在承载件120中。

插入键121可以以其间具有90°的恒定间隔沿着承载件120的内壁安装，键座116可以以其间具有90°的恒定间隔沿着下反应堆容器组件111的外壁安装。然而，本公开不限于以上示例，根据需要，插入键121和键座116可以形成在不同的位置处。

可以经由固定引导销181和旋转引导销182来使升降装置150上升。固定引导销181和旋转引导销182被构造为引导升降装置150以上升，使得经由固定引导销181和旋转引导销182水平地限制升降装置150，因此升降装置150在没有向左或向右的摇动的情况下上升。

旋转引导销182绕着第一假想轴线183是可旋转的，且当升降装置150上升时旋转，以被插入到孔塞122中。特别地，旋转引导销182偏心地安装在安装在第一齿轮轴164的侧面上的旋转齿轮170中(旋转齿轮170可以从第一齿轮轴164接收动力)。

当旋转齿轮170旋转时，偏心地安装在旋转齿轮170上的旋转引导销182可以以从旋转齿轮170的中心偏心的半径旋转。在承载件上升过程(操作S100)，旋转引导销182旋转以被插入到孔塞122中，使得可以由此水平地限制承载件120b。

下反应堆容器组件拆卸过程(操作S200)是拆卸安装在反应堆容器110下方的下反应堆容器组件111的过程。下反应堆容器组件111由通过升降装置150而上升的承载件120支撑。因此，利用承载件120，下反应堆容器组件111可以在不掉落的情况下被拆卸。

通过使穿过上凸缘113a和下凸缘113b的螺栓114与和螺栓114紧固的螺母115分开而使反应堆容器110从下反应堆容器组件111分开。此时，由于反应堆区域10的辐射环境可以远程地执行螺栓114和螺母115之间的分开。

将下反应堆容器组件容纳在承载件中的过程(操作S300)是将从反应堆容器110拆卸的下反应堆容器组件111容纳在承载件120中的过程。由于承载件120上升到能够支撑下反应堆容器组件111的位置，当螺栓114与螺母115分开时，下反应堆容器组件111被容纳在承载件120中。

承载件下降过程(操作S400)是经由升降装置150使承载件120下降的过程。在升降装置150下降的同时，承载件120向下移动，因此，容纳在承载件120中的下反应堆容器组件111与承载件120一起向下移动。

传输车水平移动过程(操作S500)是使传输车140从反应堆区域10水平地移动到燃料处理区域20的过程，且传输车140经由传输管道30从反应堆区域10传输到燃料处理区域20。传输车140沿着轨道130移动，在传输车140沿着轨道130移动之前，旋转引导销182通过旋转从孔塞122退出。

当旋转引导销182位于孔塞122时，传输车140被水平地限制，且因此不能执行水平移动。因此，旋转引导销182通过旋转从孔塞122退出，且旋转引导销182旋转直到旋转引导销182偏离传输车140的水平移动路径。

传输车140被传输到燃料处理区域20至固定引导销181的安装在燃料处理区域20的另一侧面的位置。也就是说，传输车140被传输直到固定引导销181插入到安装在承载件120、升降装置150和传输车140中的至少一个处的孔塞122中(此时，安装在燃料处理区域20处的旋转引导销182也处于旋转状态，因此在传输车140的水平移动路径的外侧)。

核燃料卸载过程(操作S600)是通过经由升降装置150使承载件120上升而卸载安装在下反应堆容器组件111中的核燃料112的过程。特别地，核燃料卸载过程(操作S600)包括通过使被传输到燃料处理区域20的传输车140的升降装置150上升而将核燃料112连接到乏燃料处理机190，和经由乏燃料处理机190将核燃料112输送到乏燃料储存罐40。

当传输车140被传输到燃料处理区域20，旋转引导销182通过旋转插入到孔塞122中，使得限制传输车140的水平移动。

当限制传输车140的水平移动时，升降装置150通过被固定引导销181和旋转引导销182引导而向上移动，且承载件120同时上升。此时，承载件120的上升后的位置是允许下反应堆容器组件111的核燃料112与安装在燃料处理区域20的乏燃料处理机190固定在适当位置(fasten)的高度。

参照图2，核燃料112被固定到乏燃料处理机190的处理工具192且然后被传输到乏燃料储存罐40。特别地，核燃料112经由乏燃料处理机190被传输到乏燃料储存罐40，该乏燃料储存罐40经由水门41连接到燃料处理区域20并包括安装在其中的乏燃料储存架42。

使用用于核燃料处理的模块化下移动系统补给核燃料的方法还可以包括核燃料加载过程(操作S700)。核燃料加载过程(操作S700)可以以与承载件上升过程(操作S100)、下反应堆容器组件拆卸过程(操作S200)、将下反应堆容器组件容纳在承载件中的过程(操作S300)、承载件下降过程(操作S400)、传输车水平移动过程(操作S500)和核燃料卸载过程(操作S600)相反的顺序执行。

特别地，经由乏燃料处理机190从下反应堆容器组件111卸载核燃料112，然后新的核燃料112经由乏燃料处理机190被加载在下反应堆容器组件111中。随后，承载件120经由升降装置150下降，传输车140从燃料处理区域20水平地传输到反应堆区域10。之后，承载件120经由升降装置150上升，下反应堆容器组件111联接到反应堆容器110的下部，由此完成补给核燃料112。

在使用用于核燃料处理的模块化下移动系统补给核燃料的方法中，经由驱动装置160提供用于驱动传输车140和升降装置150的动力。特别地，驱动装置160可以包括驱动单元161、第一伸长杆162、第二伸长杆163、第一齿轮轴164和第二齿轮轴165。

驱动单元161被构造为提供动力，并可以安装在燃料处理区域20的上部。由于水位形成在燃料处理区域20中，因此驱动单元161可以安装在燃料处理区域20的未形成水位的上部。

第一伸长杆162、第二伸长杆163、第一齿轮轴164和第二齿轮轴165被构造为传递驱动单元161的动力。特别地，第一伸长杆162和第二伸长杆163连接到驱动单元161，且从驱动单元161向下延伸。第一伸长杆162和第二伸长杆163可以经由齿轮连接到驱动单元161，且通过驱动单元161是可旋转的。

可以经由第一伸长杆162和第一齿轮轴164从驱动单元161传递能够使传输车140沿着轨道130移动的动力。参照图2和图4，驱动单元161的动力被传递到第一伸长杆162，以使第一伸长杆162旋转。旋转的第一伸长杆162使从第一伸长杆162的下部水平延伸的第一齿轮轴164旋转。

第一齿轮轴164经由齿轮连接到传输车140，以将第一齿轮轴164的旋转运动转换为传输车140的水平移动。特别地，第一齿轮轴164经由齿条和小齿轮171连接到传输车140，使得第一齿轮轴164的旋转运动被转换为传输车140的水平移动。

可以经由第二伸长杆163和第二齿轮轴165从驱动单元161传递能够使升降装置150相对于传输车140向上或向下移动的动力。参照图2和图4，驱动单元161的动力被传递到第二伸长杆163，以使第二伸长杆163旋转。旋转的第二伸长杆163使从第二伸长杆163的下部水平延伸的第二齿轮轴165旋转。

第二齿轮轴165经由齿轮连接到升降装置150，以将第二齿轮轴165的旋转运动转换为升降装置150的竖直移动。特别地，第二齿轮轴165经由中间齿轮172连接到安装在升降装置150的第一升降齿轮173。第一升降齿轮173是具有沿与升降装置150向上或向下移动所沿的方向平行的方向的轴的齿轮。第一升降齿轮173连接到由齿条和小齿轮构成的第二升降齿轮174，第二升降齿轮174连接到十字支架152，使得十字支架152是可折叠的。第二齿轮轴165经由齿轮连接到十字支架152，以折叠或展开十字支架152，使得升降装置150可以向上或向下移动。

可以通过单独的驱动力装置提供用于使旋转引导销182旋转的驱动力，但是可以由上述驱动装置160提供用于使旋转引导销182旋转的驱动力。特别地，可以通过第一伸长杆162和连接到第一伸长杆162的第一齿轮轴164传递驱动力。

参照图5，旋转齿轮170可以安装在第一齿轮轴164的侧面上，且旋转引导销182偏心地安装在旋转齿轮170上。旋转齿轮170连接到第一齿轮轴164，且可以通过第一齿轮轴164旋转。旋转齿轮170的中心可以位于第一假想轴线183上。

图7示出使用用于核燃料处理的模块化下移动系统补给核燃料的方法的另一实施方案。图7的实施方案与上述实施方案的相同之处在于下反应堆容器组件111经由传输车140从反应堆区域10被传输到燃料处理区域20，不同之处于在当从燃料处理区域20卸载核燃料112时可以使用起重机191。

为了使用起重机191，燃料处理区域20由具有不同高度的建筑构成。特别地，燃料处理区域20包括处于较低高度的第一区域21和处于比第一区域21高并包括允许承载件120安装在其上的临时储存台23的第二区域22。

参照图7，被传输到燃料处理区域20的第一区域21的承载件120连接到起重机191，以被输送到第二区域22的临时储存台23。被输送到临时储存台23的承载件120使用与上述方法相同的方法经由乏燃料处理机190被传输到乏燃料储存罐40。

同样地，当利用使用起重机191将承载件120从第一区域21传输到第二区域22的过程时，承载件120无需上升。另外，由于承载件120无需上升，因此能够在不受限于升降装置150上升高度的情况下进行传输过程，即使升降装置150发生故障，也可以使用起重机191。

上述用于核燃料处理的模块化下移动系统以及使用上述用于核燃料处理的模块化下移动系统补给核燃料的方法具有以下效果。

在本公开中，加载有核燃料112的下反应堆容器组件111从反应堆容器110的下部拆卸，且使用升降装置150和传输车140从反应堆容器110的下部传输核燃料112，因此，可以独立地执行核燃料补给操作，而不受上附属设备的移除的影响。另外，当需要时，可以并行地执行相关的上附属设备移除过程和燃料处理过程，因此有效地减少工作时间。

另外，无需用于移除上附属设备的单独设备，因此可以简化设备，因此实现核燃料处理的经济效果和安全性。

在应用模块化方法的方面，对于以低速度安全地处理为重上升件(heavy lift)的下反应堆容器组件111而言是相当重要的。在本公开中，为了解决在液压维护和维修方面的问题，使用齿轮传递动力，且使用齿轮传输下反应堆容器组件111，因此提高设备可靠性。

另外，键座116以其间具有90°的恒定间隔安装在下反应堆容器组件111的外壁，插入键121安装在承载件120的内壁，因此当下反应堆容器组件111再次安装在水中时，下反应堆容器组件111的对准可以是容易的，且可以提高下反应堆容器组件111在窄空间中的可加工性。

另外，承载件120、传输车140和升降装置150的水平移动可以经由固定引导销181和旋转引导销182而限制在反应堆区域10或燃料处理区域20中，由此使承载件120在没有摇动的情况下上升或下降。

在现有压力水反应堆式核电站中，为了再加载核燃料，反应堆顶盖区结构组件、反应堆容器封装顶盖和上导向结构应当全被移除，因此需要复杂的步骤和操作用于移除相关组件。另外，近年来，诸如顶部安装堆芯仪表(TM-ICI)等的各种最新技术已被应用于反应堆的上部，并且大量设备已位于诸如小型模块化反应堆(SMR)的反应堆中的核燃料的上部，因此增加了设计复杂性，因此需要大量处理时间来再加载核燃料，对于安全相关的事故存在风险。因此，需要开发一种处理核燃料的新型方法。

本公开提供了一种不同于现有方法的核燃料处理方法，其中应用从在反应堆下方加载的核燃料的上端(即，反应堆容器的下端部)可拆卸的模块化型，且包括在反应堆下方加载的核燃料的下反应堆容器组件通过模块化下移动系统被传输，因此维持装置的固有功能并且实现提高制造和经济效率的设计特性。

特别地，由于应用从反应堆容器的下端部(核燃料的上端部)可拆卸的模块化型，因此核燃料补给操作可以独立地执行而不受上反应堆附属设备的移除的影响，并且当需要时，可以并行执行相关的上附属设备移除过程和燃料处理过程，从而有效地减少工作时间。

另外，在本公开中，由于现有的适用于轻量化和短距离燃料传输的线绳式或液压动力单元不能保证核燃料在输送承载件的重上升件中的核燃料以及核燃料在区域之间的传输中的安全性，因此显著增强核燃料安全性的齿轮可用作水下动力，从而精确地传递动力。特别地，在使用齿轮的用于核燃料处理的模块化下移动系统，多个安全装置(例如，键座、插入键、固定引导销、旋转引导销等)被机械地操作，且核燃料应当在反应堆下方被处理，如此减少了辐射暴露并降低了潜在事故风险的可能性，且在上侧和下侧的双操作是容易的，这产生提高的利用效果，因此有利于核燃料处理方法。

如从前面的描述显而易见的，从反应堆容器的下部拆卸加载有核燃料的下反应堆容器组件，且使用升降装置和传输车从反应堆容器的下部传输核燃料，因此可以独立地执行核燃料补给操作，而不受上附属设备的移除的影响。

另外，无需用于移除上附属设备的单独设备，因此可以简化设备，因此实现核燃料处理的经济效果和安全性。

应该理解的是，在此描述的实施方案应当被认为仅是描述性含义，而非为了限制的目的。在每个实施方案中的特征或方面的描述通常应当被认为可用于其他实施方案中的其它类似特征或方面。

虽然参照图描述了一个或多个实施方案，但是对于本领域的普通技术人员将理解的是，在不脱离由所附权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下，可以在一个或多个实施方案中做出形式和细节上的各种改变。

Claims (10)

1.一种用于核燃料处理的模块化下移动系统，所述模块化下移动系统包括：

下反应堆容器组件，所述下反应堆容器组件安装在位于反应堆区域中的反应堆容器的下方，所述下反应堆容器组件能够从所述反应堆容器拆卸并包括加载在所述下反应堆容器组件中的核燃料；

承载件，所述承载件具有允许从所述反应堆容器拆卸的所述下反应堆容器组件容纳在其中的空间；

轨道，所述轨道安装在传输管道的底部且从所述反应堆区域延伸到燃料处理区域；

传输车，所述传输车能够沿着所述轨道水平移动；

升降装置，所述升降装置安装在所述传输车上、能够与所述传输车一起沿着所述轨道水平移动以及能够相对于所述传输车向上或向下移动；以及

驱动装置，所述驱动装置被构造为将动力供给到所述传输车和所述升降装置，

其中，所述承载件装配在所述升降装置上，以经由所述升降装置上升或下降，从所述反应堆容器拆卸的所述下反应堆容器组件被容纳在所述承载件中，所述承载件经由所述传输车能够沿着所述轨道水平移动；

其中，所述驱动装置包括：

驱动单元，所述驱动单元安装在所述燃料处理区域中并被构造为提供动力；

第一伸长杆，所述第一伸长杆连接到所述驱动单元并从所述驱动单元向下延伸；

第一齿轮轴，所述第一齿轮轴连接到所述第一伸长杆并连接到所述传输车；

第二伸长杆，所述第二伸长杆连接到所述驱动单元并从所述驱动单元向下延伸；以及

第二齿轮轴，所述第二齿轮轴连接到所述第二伸长杆并连接到所述升降装置，

其中，经由所述第一伸长杆和所述第一齿轮轴将所述驱动单元的动力传递到所述传输车，并且经由所述第二伸长杆和所述第二齿轮轴将所述驱动单元的动力传递到所述升降装置。

2.根据权利要求1所述的模块化下移动系统，其中，所述第一齿轮轴经由齿轮连接到所述传输车，以将所述第一齿轮轴的旋转运动转换为所述传输车的水平移动，并且

所述第二齿轮轴经由齿轮连接到所述升降装置，以将所述第二齿轮轴的旋转运动转换为所述升降装置的竖直移动。

3.根据权利要求1所述的模块化下移动系统，其中，所述承载件在所述承载件的内壁处设置有从所述承载件向内突出的插入键，并且

所述下反应堆容器组件在所述下反应堆容器组件的外壁处设置有从所述下反应堆容器组件向外突出的键座，且各键座具有允许所述插入键插入到其中的槽。

4.根据权利要求3所述的模块化下移动系统，其中，所述插入键以所述插入键之间具有90°的恒定间隔沿着所述承载件的内壁安装，所述键座以所述键座之间具有90°的恒定间隔沿着所述下反应堆容器组件的外壁安装。

5.根据权利要求1所述的模块化下移动系统，其中，固定引导销安装在所述反应堆区域的侧面和所述燃料处理区域的侧面处，所述固定引导销从底面向上延伸并具有杆形状，并且

配置旋转引导销，所述旋转引导销从所述底面向上延伸、与所述固定引导销间隔开恒定距离并具有杆形状，

其中，所述旋转引导销能够绕着沿与所述旋转引导销向上延伸所沿的方向平行的方向延伸的第一假想轴线旋转。

6.根据权利要求5所述的模块化下移动系统，其中，所述驱动装置还包括：

旋转齿轮，所述旋转齿轮连接到所述第一齿轮轴的侧面，

其中，所述旋转齿轮的中心位于所述第一假想轴线上，所述旋转引导销偏心地安装在所述旋转齿轮上，从而允许所述旋转引导销能够经由所述旋转齿轮旋转。

7.根据权利要求6所述的模块化下移动系统，还包括：

孔塞，所述孔塞安装在所述承载件、所述升降装置和所述传输车中的至少一个上，且具有允许所述固定引导销或所述旋转引导销插入到其中的槽形状。

8.一种使用用于核燃料处理的模块化下移动系统补给核燃料的方法，所述模块化下移动系统包括：下反应堆容器组件，所述下反应堆容器组件安装在位于反应堆区域中的反应堆容器的下方，能够从所述反应堆容器拆卸并包括加载在所述下反应堆容器组件中的核燃料；承载件，所述承载件具有允许从所述反应堆容器拆卸的所述下反应堆容器组件容纳在其中的空间；轨道，所述轨道安装在传输管道的底部且从所述反应堆区域延伸到燃料处理区域；传输车，所述传输车能够沿着所述轨道水平移动；升降装置，所述升降装置安装在所述传输车上、能够与所述传输车一起沿着所述轨道水平移动以及能够相对于所述传输车向上或向下移动；以及驱动装置，所述驱动装置被构造为将动力供给到所述传输车和所述升降装置，其中，所述承载件装配在所述升降装置上，以经由所述升降装置上升或下降，从所述反应堆容器拆卸的所述下反应堆容器组件被容纳在所述承载件中，所述承载件经由所述传输车能够沿着所述轨道水平移动，

其中，所述驱动装置包括：驱动单元，所述驱动单元安装在所述燃料处理区域中并被构造为提供动力；第一伸长杆，所述第一伸长杆连接到所述驱动单元并从所述驱动单元向下延伸；第一齿轮轴，所述第一齿轮轴连接到所述第一伸长杆并连接到所述传输车；第二伸长杆，所述第二伸长杆连接到所述驱动单元并从所述驱动单元向下延伸；以及第二齿轮轴，所述第二齿轮轴连接到所述第二伸长杆并连接到所述升降装置，其中，经由所述第一伸长杆和所述第一齿轮轴将所述驱动单元的动力传递到所述传输车，并且经由所述第二伸长杆和所述第二齿轮轴将所述驱动单元的动力传递到所述升降装置，

所述方法包括：

经由所述升降装置使在所述反应堆区域中的承载件上升；

拆卸安装在所述反应堆容器的下方的所述下反应堆容器组件；

将拆卸的所述下反应堆容器组件容纳在所述承载件中；

经由所述升降装置使所述承载件下降；

使所述传输车从所述反应堆区域水平地移动到所述燃料处理区域；以及

通过经由升降装置使所述承载件上升而卸载被加载在所述下反应堆容器组件中的核燃料。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，卸载包括：

通过使被传输到所述燃料处理区域的传输车的升降装置上升而将所述核燃料抓至安装在乏燃料处理机处的处理工具；以及

经由所述乏燃料处理机将所述核燃料输送到乏燃料储存罐。

10.根据权利要求8所述的方法，还包括：

补给被加载在所述下反应堆容器组件中的核燃料；

经由所述升降装置使所述承载件下降；

使所述传输车从所述燃料处理区域水平移动到所述反应堆区域；

经由所述升降装置使所述承载件上升；以及

将所述下反应堆容器组件联接到所述反应堆容器的下部。

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