CN110718311A - 一种用于铅基反应堆燃料组件的换料抓头机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于铅基反应堆燃料组件的换料抓头机构，用于与该铅基反应堆燃料组件的下管座浮力锁紧机构和上管座自锁机构相互配合工作，该换料抓头机构包括：外推筒，用于向下推动自锁勾爪箱以完成解锁；中推筒，同轴滑动设置在外推筒内，用于向下推动勾爪圆环；锁紧勾爪，若干个锁紧勾爪转动设置在中推筒上，用于中推筒向下移动时勾住上管座自锁机构的上管座；内推筒，同轴滑动设置在中推筒内；滚轮箱，用于内推筒上下移动时驱动锁紧勾爪转动。本发明在装料和卸料时采用同一换料抓头机构，其只需三段轴向移动，即可以完成下管座与堆芯栅格板、自锁勾爪箱的锁紧或解锁、锁紧勾爪与上管座的分离或连接，不仅结构简单，而且可靠性强。

Description

一种用于铅基反应堆燃料组件的换料抓头机构

技术领域

本发明涉及一种铅基反应堆组件，特别是关于一种能够完成燃料组件在堆芯栅格板上锁紧、解锁以及抓取提升的用于铅基反应堆燃料组件的换料抓头机构。

背景技术

铅基反应堆是一种以熔融的铅或铅铋合金为冷却剂的快中子反应堆，其采用闭式燃料循环，可在常压、高温条件下运行。铅基反应堆具有优良的燃料转换能力，可以有效地提高铀、钍资源利用率，提高燃料的可持续性，也可以用来焚烧现有轻水堆乏燃料中的长寿命锕系元素，从而更加清洁地利用核能。此外，铅基反应堆中惰性和低压的冷却剂系统进一步增强了反应堆的安全性。

铅和铅铋合金特点在于：铅和铅铋合金在常温下为固态，铅的熔点为327.5℃，而铅铋合金的熔点125℃，铅基反应堆冷却剂需在高温下熔化流动；铅熔液与空气接触后产生固态物质的氧化铅，氧化铅如果随液态铅流动则会损伤及堵塞反应堆堆内设备；而铅铋合金熔液则需要控制其内部氧气含量以降低对反应堆堆内设备金属材料的腐蚀，同时铅铋合金熔液中的铋元素和中子反应后会产生微量的剧毒物质钋(P-210)。因此铅基反应堆必须保持高度的保温及密封，并采用有效的处理净化系统来确保环境和人员安全，因此与传统的压水堆开盖换料方式不同，铅基反应堆需要堆内换料方式。但堆内换料方式中的燃料组件没有上部压紧固定装置，而是通过设计锁紧机构固定在堆芯栅格板上，换料时需采用换料机来解锁燃料组件的锁紧机构并与燃料组件上端座固定连接，然后将燃料组件提出堆芯。

众所周知，铅的密度为11.34g/cm³，铅铋合金的密度为10.5g/cm³，钢材的密度7.9g/cm³，由于钢材材质的燃料组件整体平均密度小于铅基冷却剂(为便于下文的描述中，对铅熔液和铅铋合金熔液统称为铅基冷却剂)密度，因此当燃料组件浸泡在铅基冷却剂中时，燃料组件会受到向上的浮力，导致无法放置在铅基反应堆内。为了解决这个问题，现有的燃料组件设计中一般采用两种方法：第一种为在燃料组件的上部或下部添加金属钨或贫铀制成的配重，这两种金属的密度大于铅基冷却剂，可以使燃料组件克服浮力插入到堆芯栅格板孔洞中，但添加配重会影响燃料组件内部的流道设计；第二种为在燃料组件的下管座上设计锁紧机构，当下管座插入与堆芯栅格板孔洞后，启动锁紧机构，使燃料组件固定在堆芯栅格板上。由于单纯依靠锁紧机构使燃料组件固定在堆芯栅格板上，铅基冷却剂的浮力会对于锁紧机构产生较大载荷，降低锁紧机构的可靠性，因此当前的国内外设计中是将配重和锁紧机构同时使用，使燃料组件稳定固定在堆芯栅格板上。由于燃料组件的锁紧机构大多数为动部件，而铅基冷却剂环境复杂，不仅对燃料组件的腐蚀和冲蚀作用较大，而且氧化铅和腐蚀产物会堵塞动部件。因此，锁紧机构的简洁性和可靠性非常重要，必须采用适当的锁紧机构来确保正常工况和其它工况下燃料组件有效地固定在堆芯栅格板上并实现灵活换料。

目前，已知的铅基反应堆内的燃料组件采用锁紧机构的设计方案为欧盟的XADS方案。在该方案中，在燃料组件的下管座内部安装簧片式锁紧机构，通过抽出燃料组件中心处的一根燃料棒，然后在内部放置一根推杆，推杆上部与上管座传动机构连接，下部与下管座内簧片卡头连接。上管座在换料机抓头推动机构作用下，使得推杆可以上下移动，推杆驱使簧片卡头弹性变形伸出燃料组件的下管座外套管，然后簧片卡头和堆芯栅格板下表面卡合，由此实现燃料组件的锁紧。但这种簧片式锁紧机构的簧片卡头比较薄，难以承受铅基冷却剂长期的腐蚀和冲蚀作用，同时在铅基反应堆的高辐照环境下，该簧片式锁紧机构的材料会发生辐照脆化，因此簧片式锁紧机构极容易发生断裂，该方案的可靠性有待评估。

已知的铅基反应堆内的燃料组件采用锁紧机构的设计方案还有类似于自动圆珠笔的笔芯升降方案。具体地说，在锁紧状态下，锁紧机构借助自身的浮力卡合在圆周齿槽中；在进行解锁时，提升机构将燃料组件向下推，使锁死滑块沿着圆周齿槽滑动至解锁位置，由此实现解锁。虽然这种锁紧机构利用了液态铅铋合金的浮力较大的特点，但并没有实现真正意义上的燃料组件锁紧，燃料组件仍然存在上下运动的可能性，尤其在地震工况下极易出现燃料组件的上下窜动，致使锁死滑块滑向解锁位置，导致燃料组件解锁。

如上所述，现有的燃料组件难以承受铅基反应堆内的液态铅铋冷却剂的高温、高腐蚀、堆内高辐照环境以及地震载荷的综合作用。因此，设计开发性能更可靠、操作更简便以及更充分地利用液态铅铋合金的高浮力特性的燃料组件是很有必要的。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种用于铅基反应堆燃料组件的换料抓头机构，该换料抓头机构能够轻松实现燃料组件在堆芯栅格板上的锁紧、解锁以及抓取提升组件的功能。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种用于铅基反应堆燃料组件的换料抓头机构，用于与该铅基反应堆燃料组件的下管座浮力锁紧机构和上管座自锁机构相互配合工作，其特征在于，该换料抓头机构包括：外推筒，所述外推筒的下端可与所述上管座自锁机构的自锁勾爪箱相接触，用于向下推动所述自锁勾爪箱以完成解锁；中推筒，同轴滑动设置在所述外推筒内，所述中推筒的下端可与所述上管座自锁机构的勾爪圆环相接触，用于向下推动所述勾爪圆环；锁紧勾爪，若干个所述锁紧勾爪转动设置在所述中推筒上，用于所述中推筒向下移动时勾住所述上管座自锁机构的上管座；内推筒，同轴滑动设置在所述中推筒内；滚轮箱，若干个所述滚轮箱设置在所述内推筒并与所述锁紧勾爪一一对应，用于所述内推筒上下移动时驱动所述锁紧勾爪转动。

所述的换料抓头机构，优选的，在所述内推筒的下部开有环向等角度间隔排布的若干个滚轮箱安装槽，每一所述滚轮箱包括：

滚轮箱体，安装在所述内推筒的滚轮箱安装槽内；

滚轮，通过所述滚轮销轴转动设置在所述滚轮箱体内，所述滚轮的外侧部分突出所述滚轮箱体且与所述锁紧勾爪的内壁面相接触。

所述的换料抓头机构，优选的，在所述中推筒的中部开有环向等角度间隔排布的若干个锁紧勾爪安装槽，所述锁紧勾爪通过所述锁紧勾爪销轴转动连接在所述锁紧勾爪安装槽内。

所述的换料抓头机构，优选的，所述锁紧勾爪的下部形成向外侧突出的勾头，该勾头用于插入所述上管座的勾槽中；所述锁紧勾爪的内壁面上端为倾斜向内的弧面，内壁面下端为竖直的平面。

所述的换料抓头机构，优选的，在所述锁紧勾爪的上部有通过勾爪滚轮销轴转动连接一勾爪滚轮，所述勾爪滚轮与所述滚轮共同限制所述锁紧勾爪的转动，使其保持固定位置。

所述的换料抓头机构，优选的，在所述外推筒的下端面开有与所述上管座自锁机构的滑块相配合的豁口。

所述的换料抓头机构，优选的，在所述外推筒的内壁面上形成有一环形凸台，所述环形凸台与所述中推筒的外壁面相接触，用于对所述中推筒形成径向支撑。

所述的换料抓头机构，优选的，在位于所述环形凸台上方的所述外推筒上开有环向等角度间隔排布的若干个第二滑槽，所述第二滑槽内放置有第一滑动销钉，所述第一滑动销钉的外端滑动设置在所述第二滑槽内，所述第一滑动销钉的内端与所述中推筒紧固连接，由此限制所述外推筒和中推筒之间的相互转动以及轴向移动距离。

所述的换料抓头机构，优选的，在所述中推筒的上部开有环向等角度间隔排布的若干个第三滑槽，所述第三滑槽内放置有所述第二滑动销钉，所述第二滑动销钉的外端滑动设置在所述第三滑槽内，所述第二滑动销钉的内端与所述内推筒紧固连接，由此限制所述中推筒和内推筒之间的相互转动以及轴向移动距离。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：本发明可以使燃料组件在装料和卸料时采用同一换料抓头机构，换料抓头机构只需三段轴向移动，即可以完成下管座与堆芯栅格板的锁紧或解锁、自锁勾爪箱的锁紧或解锁、锁紧勾爪与上管座的分离或连接，且该换料抓头机构与现有换料抓头的移动加转动解锁方案相比，结构简单，可靠性强。

附图说明

图1为本发明与铅基反应堆燃料组件相互配合的剖视图；

图2为下管座浮力锁紧机构的剖视图；

图3为上管座自锁机构的剖视图；

图4为自锁勾爪箱的剖视图；

图5为本发明的半剖轴测图；

图6为本发明的剖视图；

图7为本发明提料前燃料组件的状态图；

图8为本发明进行提料第一步时燃料组件的状态图；

图9为本发明进行提料第二步时燃料组件的状态图；

图10为本发明进行提料第三步时燃料组件的状态图；

图11为本发明进行提料第四步时燃料组件的状态图；

图12为本发明装料前燃料组件的状态图；

图13为本发明进行装料第一步时燃料组件的状态图；

图14为本发明进行装料第二步时燃料组件的状态图；

图15为本发明进行装料第三步时燃料组件的状态图；

图16为本发明进行装料第四步时燃料组件的状态图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。

图1展示了本发明与铅基反应堆燃料组件相互配合时的剖视图，该铅基反应堆燃料组件包括下管座浮力锁紧机构100和上管座自锁机构200。

其中，如图2所示，该下管座浮力锁紧机构100包括：堆芯栅格板5，堆芯栅格板5上开设有贯穿孔洞，堆芯栅格板5的孔洞内壁沿周向开有若干个锁紧槽；下管座2，为筒形壳体并形成下管座浮力锁紧机构100的外边界，用于定位插入堆芯栅格板5的孔洞中，下管座2在插入堆芯栅格板5的区域内沿周向开设有若干个球锚孔；浮动滑筒7，为变截面筒体，同轴设置在下管座2内并能够随浮力进行竖直轴向移动，浮动滑筒7的下部外壁面上形成有多段滑槽；球锚6，若干个球锚6分别限制于下管座2的球锚孔与浮动滑筒7的多段滑槽之间，并仅可沿下管座2的球锚孔进行水平轴向移动；推杆1，若干根推杆1的下端与浮动滑筒7连接。由此，下管座浮力锁紧机构100通过浮力使浮动滑筒7上移将球锚6部分推出下管座2的球锚孔，嵌入到堆芯栅格板5的锁紧槽内，使球锚6以挡销的方式限制下管座2与堆芯栅格板5相互位移，从而将下管座2锁紧在堆芯栅格板5上。

如上文描述，要保证下管座2锁紧在堆芯栅格板5上，需浮动滑筒7在浮力作用下向上压住球锚6，以限制球锚6的位移并保持浮动滑筒7的位置不变。在正常工况下，浮动滑筒7仅承受浮力，可保持位置不变。但在地震工况下，铅基冷却剂的晃动，有可能使浮动滑筒7向下浮动，从而导致球锚6内侧不受约束，造成燃料组件脱锁现象，而上管座自锁机构200可以用于限制浮动滑筒7在地震工况中向下浮动的问题。

如图3、图4所示，该上管座自锁机构200包括：上管座8，为筒形壳体并形成上管座自锁机构200的外边界；自锁勾爪箱9，若干个自锁勾爪箱9设置在上管座8内；勾爪圆环11，滑动设置在上管座8内并与下管座浮力锁紧机构100的推杆1的上端连接，用于与自锁勾爪箱9配合以实现自锁。

其中，每一自锁勾爪箱9包括：勾爪箱体91，勾爪箱体91的内侧开有自锁勾爪安装槽，勾爪箱体91的下部开有第一滑槽；自锁勾爪93，放置在勾爪箱体91的自锁勾爪安装槽内，自锁勾爪93的上端通过自锁勾爪销轴92与勾爪箱体91转动连接，自锁勾爪93的下端形成突出勾爪箱体91的勾头；下底座94，用于紧固连接勾爪箱体91的下端和上管座8的上端；滑块96，滑动设置在勾爪箱体91下部的第一滑槽内，其内侧可与自锁勾爪93相接触，用于阻挡自锁勾爪93向外转动；弹性机构95，连接在下底座94和滑块96之间，用于驱动滑块96在勾爪箱体91的第一滑槽内上下移动。

本发明提供的换料抓头机构300则用来实现下管座浮力锁紧机构100和上管座自锁机构200的锁紧和解锁。如图5、图6所示，该换料抓头机构300包括：外推筒17，外推筒17的下端可与自锁勾爪箱9的滑块96相接触，用于向下推动滑块96以完成自锁勾爪箱9的解锁；中推筒18，同轴滑动设置在外推筒17内，中推筒18的下端可与勾爪圆环11相接触，用于向下推动勾爪圆环11；锁紧勾爪15，若干个锁紧勾爪15转动设置在中推筒18上，用于中推筒18向下移动时勾住上管座8；内推筒12，同轴滑动设置在中推筒18内；滚轮箱16，若干个滚轮箱16设置在内推筒12并与锁紧勾爪15一一对应，用于内推筒12上下移动时驱动锁紧勾爪15转动。

在上述实施例中，优选的，在内推筒12的下部开有环向等角度间隔排布的若干个滚轮箱安装槽，每一滚轮箱16包括：滚轮箱体163，安装在内推筒12的滚轮箱安装槽内；滚轮161，通过滚轮销轴162转动设置在滚轮箱体163内，滚轮161的外侧部分突出滚轮箱体163且与锁紧勾爪15的内壁面相接触。

在上述实施例中，优选的，在中推筒18的中部开有环向等角度间隔排布的若干个锁紧勾爪安装槽，锁紧勾爪15通过锁紧勾爪销轴14转动连接在锁紧勾爪安装槽内。

在上述实施例中，优选的，锁紧勾爪15的下部形成向外侧突出的勾头，该勾头用于插入上管座8的勾槽中；锁紧勾爪15的内壁面上端为倾斜向内的弧面，内壁面下端为竖直的平面，由此通过滚轮161上下移动接触锁紧勾爪15的弧面和平面推动锁紧勾爪15转动以实现收爪和伸爪的功能：当内推筒12向下移动时，滚轮161接触锁紧勾爪15的内壁面下端平面，推动锁紧勾爪15围绕锁紧勾爪销轴14向外侧转动，实现伸爪功能；当内推筒12向上移动时，滚轮161接触锁紧勾爪15的内壁面上端弧面，推动锁紧勾爪15围绕锁紧勾爪销轴14向内侧转动，实现收爪功能。

在上述实施例中，优选的，在锁紧勾爪15的上部有通过勾爪滚轮销轴152转动连接一勾爪滚轮151，当锁紧勾爪15伸爪时勾爪滚轮151与内推筒12的外壁面接触，而此时滚轮箱16的滚轮161与锁紧勾爪15的内壁面下端平面接触，由此滚轮161和勾爪滚轮151共同限制锁紧勾爪15的转动，使其保持固定位置。

在上述实施例中，优选的，在外推筒17的下端面开有与滑块96的三个侧耳961相配合的豁口，便于推动滑块96的侧耳961。

在上述实施例中，优选的，在外推筒17的内壁面上形成有一环形凸台，该环形凸台与中推筒18的外壁面相接触，用于对中推筒18形成径向支撑。

在上述实施例中，优选的，在位于该环形凸台上方的外推筒17上开有环向等角度间隔排布的若干个第二滑槽，该第二滑槽内放置有第一滑动销钉13，第一滑动销钉13的外端滑动设置在第二滑槽内，第一滑动销钉13的内端与中推筒18紧固连接，由此限制外推筒17和中推筒18之间的相互转动以及轴向移动距离。

在上述实施例中，优选的，在中推筒18的上部开有环向等角度间隔排布的若干个第三滑槽，该第三滑槽内放置有第二滑动销钉19，第二滑动销钉19的外端滑动设置在第三滑槽内，第二滑动销钉19的内端与内推筒12紧固连接，由此限制中推筒18和内推筒12之间的相互转动以及轴向移动距离。

由此，本发明提供的换料抓头机构300可以与下管座浮力锁紧机构100和上管座自锁机构200共同完成在提料工况下使燃料组件轻松解锁，并将燃料组件提升至铅基反应堆堆芯外，在装料及运行工况下，将燃料组件牢固地锁紧在堆芯栅格板5上的功能。

下面通过将乏燃料组件提料出堆和新燃料组件入堆装料两个实施例来分别描述换料抓头机构300下与管座浮力锁紧机构100和上管座自锁机构200相互配合完成燃料组件锁紧、解锁以及抓取提升组件的功能。

实施例一：

提料时，需将乏燃料组件从堆芯栅格板5解锁并提出铅基反应堆堆芯(提料前状态如图7所示)，其步骤包括：

第一步，换料抓头机构300移动至上管座自锁机构200上方，换料抓头机构300的外推筒17向下移动，与勾爪箱体91内的滑块96相接触，使其克服弹性机构95阻力及铅基冷却剂的浮力向下移动，解除了滑块96对自锁勾爪93围绕自锁勾爪销轴92向外侧转动的约束(该状态如图8所示)；

第二步，换料抓头机构300的中推筒18向下移动，首先，中推筒18下端外边缘会推动自锁勾爪93内壁面上的凸起部，使自锁勾爪93下围绕着自锁勾爪销轴92向外侧转动，解除了自锁勾爪93对勾爪圆环11下端面阻挡作用；然后，中推筒18克服浮力向下推动勾爪圆环11，通过推杆1的连接，将浮动滑筒7压紧在下管座2中；此时中推筒18上的锁紧勾爪15与上管座8上端内壁面的勾槽位置也相对应，并且球锚6与堆芯栅格板5的锁紧解除(该状态如图9所示)；

第三步，换料抓头机构300的内推筒12向下移动，当滚轮箱16的滚轮161移动至锁紧勾爪15的内壁面下端平面时，推动锁紧勾爪15围绕锁紧勾爪销轴14向外侧转动，锁紧勾爪15的勾头插入上管座8上端内壁面的勾槽中，由此完成了换料抓头机构300与上管座自锁机构200的固定连接(该状态如图10所示)；

第四步，通过提升换料机抓头机构300将乏燃料组件提出铅基反应堆堆芯(该状态如图11所示)。

实施例二：

装料时，则需将新燃料组件放置到铅基反应堆堆芯中，装料时换料抓头机构300要与上管座自锁机构200连接在一起，通过换料抓头机构300带动新燃料组件向下移动至堆芯栅格板5(该状态如图12所示)，其步骤为包括：

第一步，将下管座2插入堆芯栅格板5的孔洞中，当下管座2外部的限位凸台与堆芯栅格板5接触后，新燃料组件整体竖直向下移动受到约束，停止下沉(该状态如图13所示)；

第二步，将换料抓头机构300的内推筒12向上移动，滚轮箱16的滚轮161移动至锁紧勾爪15的内壁面上端弧面，使锁紧勾爪15围绕锁紧勾爪销轴14向内侧转动，此时换料抓头机构300的锁紧勾爪15与上管座8之间的连接解除(该状态如附图14所示)；

第三步，将换料抓头机构300的中推筒18向上移动，撤去对勾爪圆环11的推力，勾爪圆环11、推杆1及浮动滑筒7在浮力作用下竖直向上移动；浮动滑筒7上的多段滑槽逐渐对球锚6产生一个向外的推力，球锚6的外侧部分逐渐被推出下管座2的球锚孔；在勾爪圆环11向上浮动时，其上表面边缘的弧面会推动自锁勾爪93围绕自锁勾爪销轴92向外侧转动；当浮动滑筒7上多段滑槽的球形槽与球锚6接触时，球锚6卡住浮动滑筒7，使其停止向上移动；此时，球锚6的外侧部分伸出下管座2并嵌入到堆芯栅格板5的孔洞内壁面的锁紧槽内，中间部分位于下管座2的球锚孔内，内侧部分则与浮动话筒7上多段滑槽的第二垂直滑槽及球面槽接触，球锚6作为一个挡销位于堆芯栅格板5、下管座2和浮动滑筒7之间，限制其相互移动；勾爪圆环11在浮动滑筒7停止上移后，位于自锁勾爪93的勾头上部(该状态如图15所示)；

第四步，将换料抓头机构300的外推筒17向上移动，自锁勾爪箱体91内的滑块96上部推力解除，滑块96受到铅基冷却剂的浮力和弹性机构95的回复力向上移动，在移动的过程中，滑块96的内侧斜面会推动自锁勾爪93围绕自锁勾爪销轴92向内侧转动；当滑块96向上移动到达最大行程时，滑块96的内侧平面正好与自锁勾爪93的外侧平面平行接触，使自锁勾爪93无法围绕自锁勾爪销轴92向外侧转动。同时，自锁勾爪93的上端凸台也与勾爪箱壳体91的自锁勾爪安装槽上端台阶面接触，限制其围绕自锁勾爪销轴92向内侧转动，由此自锁勾爪93实现位置锁定。而此时自锁勾爪93的勾头正好位于勾爪圆环11的下端面，使勾爪圆环11无法向下运动，由于推杆1的连接作用，浮动滑筒7向下移动亦被约束，这样浮动滑筒7在上下移动方向都有约束，使其位置固定，浮动滑筒7将球锚6牢固的推向外侧，球锚6的外侧部分稳定地嵌入到堆芯栅格板5的孔洞内壁面的锁紧槽内，由此新燃料组件被锁紧在堆芯栅格板5上，最后分离提出换料抓头机构300即可(该状态如图16所示)。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (9)

1.一种用于铅基反应堆燃料组件的换料抓头机构，用于与该铅基反应堆燃料组件的下管座浮力锁紧机构和上管座自锁机构相互配合工作，其特征在于，该换料抓头机构包括：

外推筒(17)，所述外推筒(17)的下端可与所述上管座自锁机构的自锁勾爪箱(9)相接触，用于向下推动所述自锁勾爪箱(9)以完成解锁；

中推筒(18)，同轴滑动设置在所述外推筒(17)内，所述中推筒(18)的下端可与所述上管座自锁机构的勾爪圆环(11)相接触，用于向下推动所述勾爪圆环(11)；

锁紧勾爪(15)，若干个所述锁紧勾爪(15)转动设置在所述中推筒(18)上，用于所述中推筒(18)向下移动时勾住所述上管座自锁机构的上管座(8)；

内推筒(12)，同轴滑动设置在所述中推筒(18)内；

滚轮箱(16)，若干个所述滚轮箱(16)设置在所述内推筒(12)并与所述锁紧勾爪(15)一一对应，用于所述内推筒(12)上下移动时驱动所述锁紧勾爪(15)转动。

2.根据权利要求1所述的换料抓头机构，其特征在于，在所述内推筒(12)的下部开有环向等角度间隔排布的若干个滚轮箱安装槽，每一所述滚轮箱(16)包括：

滚轮箱体(163)，安装在所述内推筒(12)的滚轮箱安装槽内；

滚轮(161)，通过所述滚轮销轴(162)转动设置在所述滚轮箱体(163)内，所述滚轮(161)的外侧部分突出所述滚轮箱体(163)且与所述锁紧勾爪(15)的内壁面相接触。

3.根据权利要求1所述的换料抓头机构，其特征在于，在所述中推筒(18)的中部开有环向等角度间隔排布的若干个锁紧勾爪安装槽，所述锁紧勾爪(15)通过所述锁紧勾爪销轴(14)转动连接在所述锁紧勾爪安装槽内。

4.根据权利要求1所述的换料抓头机构，其特征在于，所述锁紧勾爪(15)的下部形成向外侧突出的勾头，该勾头用于插入所述上管座(8)的勾槽中；所述锁紧勾爪(15)的内壁面上端为倾斜向内的弧面，内壁面下端为竖直的平面。

5.根据权利要求2所述的换料抓头机构，其特征在于，在所述锁紧勾爪(15)的上部有通过勾爪滚轮销轴(152)转动连接一勾爪滚轮(151)，所述勾爪滚轮(151)与所述滚轮(161)共同限制所述锁紧勾爪(15)的转动，使其保持固定位置。

6.根据权利要求1所述的燃料组件，其特征在于，在所述外推筒(17)的下端面开有与所述上管座自锁机构的滑块(96)相配合的豁口。

7.根据权利要求1所述的换料抓头机构，其特征在于，在所述外推筒(17)的内壁面上形成有一环形凸台，所述环形凸台与所述中推筒(18)的外壁面相接触，用于对所述中推筒(18)形成径向支撑。

8.根据权利要求7所述的换料抓头机构，其特征在于，在位于所述环形凸台上方的所述外推筒(17)上开有环向等角度间隔排布的若干个第二滑槽，所述第二滑槽内放置有第一滑动销钉(13)，所述第一滑动销钉(13)的外端滑动设置在所述第二滑槽内，所述第一滑动销钉(13)的内端与所述中推筒(18)紧固连接，由此限制所述外推筒(17)和中推筒(18)之间的相互转动以及轴向移动距离。

9.根据权利要求1所述的换料抓头机构，其特征在于，在所述中推筒(18)的上部开有环向等角度间隔排布的若干个第三滑槽，所述第三滑槽内放置有所述第二滑动销钉(19)，所述第二滑动销钉(19)的外端滑动设置在所述第三滑槽内，所述第二滑动销钉(19)的内端与所述内推筒(12)紧固连接，由此限制所述中推筒(18)和内推筒(12)之间的相互转动以及轴向移动距离。

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