CN110860452B - 乏燃料筛分装置 - Google Patents

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Abstract

本发明乏燃料筛分装置，属于乏燃料后处理领域，目的是把剪切后乏燃料的外套管与包壳管和芯块进行筛选分离。包括底座、用于筛分外套管和芯块的乏燃料筛子以及用于导排芯块的下溜槽；所述下溜槽倾斜设置，其底端与芯块收集结构相连通；所述乏燃料筛子倾斜设置，其顶端与乏燃料导入装置相连通，底端与外套管导排结构相连通；乏燃料筛子安装于底座，经底座支撑于下溜槽上方，并与下溜槽的槽口相对应。本发明，经乏燃料剪机剪切的乏燃料棒通过乏燃料筛子，将外套管被隔离在乏燃料筛子内，芯块则被乏燃料筛子筛分经下溜槽的槽口掉落到下溜槽内实现外套管和芯块的筛分。

Description

乏燃料筛分装置
技术领域
本发明属于乏燃料后处理领域，具体的是乏燃料筛分装置。
背景技术
目前，我国核电站的核燃料棒达到燃烧寿命取出后，存放到核电站的乏燃料水池中冷却；冷却后对乏燃料组件解体、脱除元件包壳以及溶解燃料芯块等后处理。
乏燃料组件解体就是把冷却后的乏燃料运送到剪机上剪成若干小段，剪后的乏燃料段掉落到吊篮内进入后续处理。剪后的乏燃料段的外套管极易开裂形成倒钩；倒钩非常容易挂在吊篮上，导致后续处理完成后吊篮倒出外套管时，部分外套管钩在吊篮壁上，不能一次把外套管全部倒出，需要多次才能全部倒出，影响处理效率。
发明内容
本发明的目的是把剪切后乏燃料的外套管与包壳管和芯块进行筛选分离。分离后的外套管单独处理，不再掉落在吊篮内，而包壳管和芯块掉落吊篮内处理，解决了部分外套管容易挂在吊篮壁上不能一次全部倒出的问题。
本发明采用的技术方案是：乏燃料筛分装置，包括底座、用于筛分外套管和芯块的乏燃料筛子以及用于导排芯块的下溜槽；所述下溜槽倾斜设置，其底端与芯块收集结构相连通；所述乏燃料筛子倾斜设置，其顶端与乏燃料导入装置相连通，底端与外套管导排结构相连通；乏燃料筛子安装于底座，经底座支撑于下溜槽上方，并与下溜槽的槽口相对应。
进一步的，沿乏燃料筛子倾斜方向由上至下，所述乏燃料筛子包括顺次设置的导向筛、固定筛和倾翻筛；所述固定筛一端与导向筛端部自由对合，另一端与倾翻筛端部自由对合；导向筛、固定筛和倾翻筛可拆卸安装于底座。
进一步的，在导向筛、固定筛和倾翻筛的中部位置均设置有弹跳台阶。
进一步的，所述外套管导排结构包括在倾翻筛的末端设置的翻斗，所述翻斗包括前侧壁、后侧壁和底壁，并由前侧壁、后侧壁和底壁包围形成两端贯通的U型结构，翻斗的前侧壁与倾翻筛的末端连接。
进一步的，所述外套管导排结构还包括推料液压缸、推杆、推料小车和侧溜槽；所述侧溜槽和推料小车分居翻斗的相对侧，侧溜槽与翻斗相连通，所述推杆一端连接于推料液压缸，另一端连接推料小车，经所述推料液压缸驱动推料小车沿翻斗轴向在翻斗内往复运动。
进一步的，在推料小车与推杆之间设置有联接钩，所述联接钩一端铰接于推料小车，另一端挂接于推杆。
进一步的，所述倾翻筛通过转轴一活动安装于所述底座，所述转轴一设置于倾翻筛的中部；导向筛通过转轴二活动安装于所述底座，所述转轴二设置于导向筛的顶端，转轴一和转轴二上均连接有摇杆，在两摇杆之间设置有连杆，所述连杆的两端与对应摇杆铰接；还设置有驱动摇杆摆动的倾翻驱动装置。
进一步的，所述倾翻驱动装置包括倾翻液压缸、摆杆和花键轴，所述花键轴一端与摆杆相连接，另一端与倾翻筛插接，摆杆与花键轴相连接的另一端与倾翻液压缸铰接。
进一步的，还包括导向槽和溜板，所述导向槽倾斜设置，其顶端为乏燃料入口端，底端为乏燃料出口端；所述溜板位于导向槽与导向筛之间，一端与导向槽的乏燃料出口端相对应，另一端倾斜向下延伸至导向筛。
进一步的，在底座的两侧安装有侧导板，导向槽和溜板均安装于侧导板；所述固定筛经侧导板压于底座上。
本发明的有益效果是：本发明，经乏燃料剪机剪切的乏燃料棒通过乏燃料筛子，将外套管隔离在乏燃料筛子内，芯块则被乏燃料筛子筛分经下溜槽的槽口掉落到下溜槽内实现外套管和芯块的筛分。通过一次下落筛分和三次弹跳筛分保证了筛分的可靠性。
附图说明
图1为本发明俯视图；
图2为本发明主视图；
图3为图1的A-A剖视图；
图4为图1的E-E剖视图；
图5为图1的F-F剖视图；
图6为图1的J-J剖视图。
图中，乏燃料剪机1、乏燃料棒2、导向槽3、溜板4、导向筛5、固定筛6、下溜槽7、侧导板8、倾翻筛9、底座10、连杆11、摇杆12、花键轴13、侧溜槽14、推料小车15、联接钩16、推杆17、推料液压缸18、摆杆19、倾翻液压缸20、弹跳台阶21、翻斗22。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明如下：
乏燃料筛分装置，如图1、图2和图3所示，包括底座10、用于筛分外套管和芯块的乏燃料筛子以及用于导排芯块的下溜槽7；所述下溜槽7倾斜设置，其底端与芯块收集结构相连通；底座10经销轴放置于下溜槽7上，可快速更换；所述乏燃料筛子倾斜设置，其顶端与乏燃料导入装置相连通，底端与外套管导排结构相连通；乏燃料筛子安装于底座10，经底座10支撑于下溜槽7上方，并与下溜槽7的槽口相对应。
本发明，经乏燃料剪机1剪切的乏燃料棒2通过乏燃料导入装置进入乏燃料筛子，由于外套管直径大于芯块，故外套管隔离在乏燃料筛子内，并沿着乏燃料筛子的倾斜方向滑至外套管导排结构；芯块则被乏燃料筛子筛分经下溜槽7的槽口掉落到下溜槽7内，并沿着下溜槽7的倾斜方向，在重力作用下滑入芯块收集结构，芯块收集结构在本实施例中为吊篮。由于乏燃料筛子倾斜设置，使得乏燃料棒2依靠重力作用在乏燃料筛子内运动，在运动过程中实现外套管和芯块的筛分，无需乏燃料筛子运动以实现筛分的目的，使得乏燃料筛分装置更节能、整体结构更简单。并且乏燃料棒2依靠重力作用沿乏燃料筛子倾斜方向运动，延长了筛分路径，使得筛分更彻底。
为了使筛分更彻底，优选的，如图2或图3所示，沿乏燃料筛子倾斜方向由上至下，所述乏燃料筛子包括顺次设置的导向筛5、固定筛6和倾翻筛9；所述固定筛6一端与导向筛5端部自由对合，另一端与倾翻筛9端部自由对合；导向筛5、固定筛6和倾翻筛9可拆卸安装于底座10。导向筛5、固定筛6和倾翻筛9的设置，实现了三次筛分，更能有效将外套管筛分出来。
为了更进一步实现筛分，优选的，如图2或图3所示，在导向筛5、固定筛6和倾翻筛9的中部位置均设置有弹跳台阶21。弹跳台阶21的设置，使得乏燃料棒2运动至弹跳台阶21时进行弹跳运动，在弹跳时的冲击下，部分未分离乏燃料棒2的芯体与外套管发生分离，由于弹跳台阶21设置于中部位置，故经弹跳分离的芯体与外套管在弹跳台阶21以下的筛子部分继续筛分，即该乏燃料筛分装置实现了三次弹跳筛分。
外套管导排结构可以为通道型结构，如导槽等，优选的，所述外套管导排结构包括在倾翻筛9的末端设置的翻斗22，所述翻斗22包括前侧壁、后侧壁和底壁，并由前侧壁、后侧壁和底壁包围形成两端贯通的U型结构，翻斗22的前侧壁与倾翻筛9的末端连接。该结构的翻斗22，外套管由倾翻筛9掉落至翻斗22时，后侧壁对外套管起到阻挡作用，翻斗22内的外套管可经两端的出口排出，从而将外套管的排出方向改变成垂直于乏燃料筛子内乏燃料棒2的运动方向，有利于各结构的合理分布，节约占用空间。同时，还利于借助液压缸等装置将外套管排出，减少人工投入，如图5所示，所述外套管导排结构还包括推料液压缸18、推杆17、推料小车15和侧溜槽14；所述侧溜槽14和推料小车15分居翻斗22的相对侧，侧溜槽14与翻斗22相连通，所述推杆17一端连接于推料液压缸18，另一端连接推料小车15，经所述推料液压缸18驱动推料小车15沿翻斗22轴向在翻斗22内往复运动。
推料小车15布置在翻斗22旁边，安装于轨道上与轨道活动配合，当推料液压缸18活塞杆伸出时，推杆17推动推料小车15沿轨道移动至翻斗22内，将翻斗22内的外套管经翻斗22一端的出口推至侧溜槽14，经侧溜槽14排出。
为了便于拆卸与更换，优选的，在推料小车15与推杆17之间设置有联接钩16，所述联接钩16一端铰接于推料小车15，另一端挂接于推杆17。
当然，剪后的小组件乏燃料棒2或者大组件乏燃料棒2的外套管未开裂，便不需要筛分或者清理筛子，即，该类乏燃料棒2位于乏燃料筛子内，为了将乏燃料筛子内的乏燃料棒2全部倒入下溜槽7内。如图3、图4和图6所示，所述倾翻筛9通过转轴一活动安装于所述底座10，所述转轴一设置于倾翻筛9的中部；导向筛5通过转轴二活动安装于所述底座10，所述转轴二设置于导向筛5的顶端，转轴一和转轴二上均连接有摇杆12，在两摇杆12之间设置有连杆11，所述连杆11的两端与对应摇杆12铰接；还设置有驱动摇杆12摆动的倾翻驱动装置。其中一摇杆12摆动，与该摇杆12对应的筛子绕其转轴转动，同时，连杆11带动另一摇杆12摆动，对应的筛子绕其转轴转动。本发明中，通过摇杆12和连杆11使得倾翻筛9和导向筛5同时翻转，将倾翻筛9和导向筛5上的物料全部倾倒入下溜槽7内。
所述倾翻驱动装置包括倾翻液压缸20、摆杆19和花键轴13，所述花键轴13一端与摆杆19相连接，另一端与倾翻筛9插接，摆杆19与花键轴13相连接的另一端与倾翻液压缸20铰接。该倾翻驱动装置的结构，使得倾翻液压缸20能与推料液压缸18等一起布置于操作室内，并在操作室与筛分乏燃料棒2的热室之间能够布置防护墙。
设备更换时，在操作室，人工把花键上的轴向定位块和倾翻液压缸20的联接销轴撤除，并向外拉花键轴13，使花键轴13与倾翻筛9脱离，然后用行车把底座10从下溜槽7上吊走，再吊入新筛，向里推花键轴13，使花键轴13与倾翻筛9联接起来，完成筛子更换。
推料小车更换时，在操作室，人工把推杆17与推料液压缸18的联接销轴撤除，并向外拉推杆17，把推料小车15拉到检修位，然后用行车把推料小车15吊走，换上新推料小车15，人工把推杆17向里推并推入挂钩内，完成推料小车15更换。
由于倾翻驱动装置以及外套管导排结构采用了模块化且免螺栓联接，大大减少了人工在热室内的操作更换时间。
为了顺利将乏燃料剪机1剪切的乏燃料棒2导入导向筛5，优选的，还包括导向槽3和溜板4，所述导向槽3倾斜设置，其顶端为乏燃料入口端，底端为乏燃料出口端；所述溜板位于导向槽3与导向筛5之间，一端与导向槽3的乏燃料出口端相对应，另一端倾斜向下延伸至导向筛5。该结构，乏燃料剪机1剪切的乏燃料棒2通过导向槽3滑入溜板4，再依靠重力从溜板4掉落至导向筛5，在导向筛5上进行一次下落筛分。
优选的，在底座10的两侧安装有侧导板8，导向槽3和溜板4均安装于侧导板8；所述固定筛6经侧导板8压于底座10上。侧导板8不仅起到支撑导向槽3和溜板4的作用，还使固定筛6安装更可靠。

Claims (8)

1.乏燃料筛分装置，其特征在于：包括底座(10)、用于筛分外套管和芯块的乏燃料筛子以及用于导排芯块的下溜槽(7)；所述下溜槽(7)倾斜设置，其底端与芯块收集结构相连通；所述乏燃料筛子倾斜设置，其顶端与乏燃料导入装置相连通，底端与外套管导排结构相连通；乏燃料筛子安装于底座(10)，经底座(10)支撑于下溜槽(7)上方，并与下溜槽(7)的槽口相对应；
沿乏燃料筛子倾斜方向由上至下，所述乏燃料筛子包括顺次设置的导向筛(5)、固定筛(6)和倾翻筛(9)；所述固定筛(6)一端与导向筛(5)端部自由对合，另一端与倾翻筛(9)端部自由对合；导向筛(5)、固定筛(6)和倾翻筛(9)可拆卸安装于底座(10)；
所述外套管导排结构包括在倾翻筛(9)的末端设置的翻斗(22)，所述翻斗(22)包括前侧壁、后侧壁和底壁，并由前侧壁、后侧壁和底壁包围形成两端贯通的U型结构，翻斗(22)的前侧壁与倾翻筛(9)的末端连接。
2.如权利要求1所述的乏燃料筛分装置，其特征在于：在导向筛(5)、固定筛(6)和倾翻筛(9)的中部位置均设置有弹跳台阶(21)。
3.如权利要求2所述的乏燃料筛分装置，其特征在于：所述外套管导排结构还包括推料液压缸(18)、推杆(17)、推料小车(15)和侧溜槽(14)；所述侧溜槽(14)和推料小车(15)分居翻斗(22)的相对侧，侧溜槽(14)与翻斗(22)相连通，所述推杆(17)一端连接于推料液压缸(18)，另一端连接推料小车(15)，经所述推料液压缸(18)驱动推料小车(15)沿翻斗(22)轴向在翻斗(22)内往复运动。
4.如权利要求3所述的乏燃料筛分装置，其特征在于：在推料小车(15)与推杆(17)之间设置有联接钩(16)，所述联接钩(16)一端铰接于推料小车(15)，另一端挂接于推杆(17)。
5.如权利要求1-4任意一项权利要求所述的乏燃料筛分装置，其特征在于：所述倾翻筛(9)通过转轴一活动安装于所述底座(10)，所述转轴一设置于倾翻筛(9)的中部；导向筛(5)通过转轴二活动安装于所述底座(10)，所述转轴二设置于导向筛(5)的顶端，转轴一和转轴二上均连接有摇杆(12)，在两摇杆(12)之间设置有连杆(11)，所述连杆(11)的两端与对应摇杆(12)铰接；还设置有驱动摇杆(12)摆动的倾翻驱动装置。
6.如权利要求5所述的乏燃料筛分装置，其特征在于：所述倾翻驱动装置包括倾翻液压缸(20)、摆杆(19)和花键轴(13)，所述花键轴(13)一端与摆杆(19)相连接，另一端与倾翻筛(9)插接，摆杆(19)与花键轴(13)相连接的另一端与倾翻液压缸(20)铰接。
7.如权利要求1-4任意一项权利要求所述的乏燃料筛分装置，其特征在于：还包括导向槽(3)和溜板(4)，所述导向槽(3)倾斜设置，其顶端为乏燃料入口端，底端为乏燃料出口端；所述溜板位于导向槽(3)与导向筛(5)之间，一端与导向槽(3)的乏燃料出口端相对应，另一端倾斜向下延伸至导向筛(5)。
8.如权利要求7所述的乏燃料筛分装置，其特征在于：在底座(10)的两侧安装有侧导板(8)，导向槽(3)和溜板(4)均安装于侧导板(8)；所述固定筛(6)经侧导板(8)压于底座(10)上。
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