CN111660260B - 重水堆乏燃料干式贮存水下手动应急燃料篮操作工具 - Google Patents
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Abstract
本发明属于乏燃料贮存技术领域，具体涉及一种重水堆乏燃料干式贮存水下手动应急燃料篮操作工具，主要由滚轮、齿条、传动杆、支撑外管、插销、支撑内管、抓爪传动板、传动连杆、支撑臂、抓爪、推杆、芯轴、钢球、连接杆、传动套筒、抓取头等组成。本发明采用机械传动方式，上提传动杆或下移传动杆，将钢球部分挤出或收回抓取头，使得本发明工具与燃料篮可以暂态连接或断开，从而实现使用本发明工具移动燃料篮的目的；当抓爪传动板向上或向下运动时，驱动抓爪收拢或释放，从而达到抓取或释放燃料篮篮盖的目的。本发明操作简单，安全可靠，当气动工具出现故障时，能有效确保乏贮正常生产。
Description
技术领域
本发明属于乏燃料贮存技术领域，具体涉及一种重水堆乏燃料干式贮存水下手动应急燃料篮操作工具。
背景技术
秦山核电两台重水堆核电机组，是目前国内仅有的两台重水堆机组，重水堆的优势是不停堆换料，但由于换料水池存放能力有限，必须建造乏燃料临时干式贮存，以便满足重水堆核电站稳定运行。目前水下正常采用气动燃料篮操作工具(国外进口)，但经过多年操作使用，各项性能指标有所下降，同时相关零部件已无法购置更换，为确保燃料篮操作的安全性可靠性，需研制开发一套水下应急乏燃料篮操作工具，以便于气动燃料篮操作工具发生异常时，利用应急手动燃料篮操作工具实施水下操作，从而确保乏燃料干式贮存工作有序开展，同时也为后续研制开发全自动水下燃料篮操作工具打下基础。
发明内容
本发明的目的在于提供一种重水堆乏燃料干式贮存水下手动应急燃料篮操作工具，解决现有技术中的燃料篮操作工具难以适用于燃料篮盖在水上与水下两种环境下的打开/闭合以及移动燃料篮，不能满足应急状况下手动开关燃料篮盖要求以及移动燃料篮的问题。
本发明的技术方案如下所述：
一种重水堆乏燃料干式贮存水下手动应急燃料篮操作工具，包括包括燃料篮抓取部分和燃料篮篮盖抓取部分；其中燃料篮抓取部分中包括抓取头，其中内嵌芯轴和钢球；燃料篮篮盖抓取部分包括传动连杆、支撑臂和抓爪
作为优选方案：抓取头为中空结构，左右两侧开有比钢球直径略小的圆形孔；抓爪内侧有契合燃料篮篮盖边缘的方形缺口，从而在提升时卡住燃料篮篮盖。
作为优选方案：燃料篮抓取部分的驱动装置包括滚轮、齿条、齿轮和传动杆；所述滚轮通过备紧螺母与传动杆上部相连接，可以保持同上同下状态；所述齿条上表面较高一侧与较低一侧通过斜坡相连接，所述滚轮设置于齿条上表面，并且与齿条高低不平的一面相接处，当齿条发生水平方向移动时，滚轮所处高度随之变化，从而完成传动杆的上下移动。
作为优选方案：滚轮、齿条、齿轮设置在传动箱体内；所述的传动箱体左右两侧开有通孔，并在其内部水平设置有两个第二滚轮，所述的齿条穿过传动箱左右两侧的通孔，并置于两个第二滚轮上，使齿条可在传动箱体内水平移动。
作为优选方案：齿条下端面设有与齿轮相匹配的齿条段，利用齿轮上安装的操作手柄，可驱动齿轮转动，从而带动齿条水平移动。
作为优选方案：燃料篮篮盖抓取部分的传动装置包括支撑内管、支撑外管、插销和抓爪传动板；所述支撑内管与抓取头采用刚性连接并套设在传动杆外；所述支撑外管沿支撑内管穿入，支撑外管与支撑内管可以相对滑动，也可以通过插销锁定，停止相对滑动；所述支撑外管与抓爪传动板刚性连接，抓爪传动板下端与与传动连杆刚性连接；所述支撑外管下部焊接4个支撑臂，每个相邻支撑臂夹角为90度,每个支撑臂末端分别连接抓爪。
作为优选方案：燃料篮篮盖抓取时，抓爪传动板随支撑外管向上运动，通过机械传动收紧传动连杆，从而使得抓爪合拢。
作为优选方案：提升燃料篮整体时，抓爪可以用销子固定，保持张开状态，从而避免影响对燃料篮的抓取。
作为优选方案：顶部采用四周焊接的方式安装吊耳。
本发明的有益效果为：
本发明的重水堆乏燃料干式贮存水下手动应急燃料篮操作工具，适用于燃料篮盖在水上与水下的打开/闭合以及移动燃料篮，能够满足对燃料篮的水上与水下操作，从而确保乏燃料干式贮存工作有序开展，同时也为后续研制开发全自动水下燃料篮操作工具打下基础。
本发明的重水堆乏燃料干式贮存水下手动应急燃料篮操作工具，操作简单、使用方便，安全可靠，给乏燃料干式贮存正常生产提供了保障。
附图说明
图1为重水堆乏燃料干式贮存水下手动应急燃料篮操作工具整体结构示意图；
图2为重水堆乏燃料干式贮存水下手动应急燃料篮操作工具上部局部放大图
图3为重水堆乏燃料干式贮存水下手动应急燃料篮操作工具下部局部放大图
图中，1-吊耳；2-传动箱体；3-操作手柄；4-滚轮；5-齿条；6-齿轮；7-传动杆；8-支撑内管；9-插销；10-支撑外管；11-抓爪传动板；12-传动连杆；13-支承臂；14-抓爪；15-燃料篮篮盖；16-星形轮；17-弹簧；18-推杆；19-芯轴；20-钢球；21-燃料篮中心柱；22-连接杆；23-传动套筒；24-导杆；25-抓取头。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的重水堆乏燃料干式贮存水下手动应急燃料篮操作工具进行详细说明。
实施例1
如图1～3所示，一种重水堆乏燃料干式贮存水下手动应急燃料篮操作工具，包括燃料篮抓取部分和燃料篮篮盖抓取部分；所述的燃料篮抓取部分中包括滚轮4、齿条5、齿轮6、传动杆7、星形轮16、弹簧17、推杆18、芯轴19、钢球20、接杆22、导杆24和抓取头25；所述的燃料篮篮盖抓取部分包括支撑外管10、插销9、支撑内管8、抓爪传动板11、传动连杆12、支撑臂13和抓爪14。
在燃料篮抓取部分，滚轮4、齿条5和齿轮6等部件设置在传动箱体2内。传动箱体2为壳体结构，在其内壁上水平安装有两个第二滚轮，平板状齿条5穿过传动箱体2两侧的通孔，并置于两个第二滚轮上，使齿条5可沿第二滚轮左右移动。传动箱体2采用厚度为2mm的304不锈钢制造，能够确保无灰尘进入驱动部件；齿条5上表面左右两端为具有一定高度差的两平面，并通过一段斜坡过渡连接；在齿条5上表面上设置有滚轮4，滚轮4水平方向固定，当齿条5发生水平方向移动时，滚轮4由齿条5上表面较高的一侧经斜坡至较低的一侧，或由齿条5上表面较低的一侧经斜坡至较高的一侧，即齿条5发生水平方向移动时，滚轮4所处高度随之变化；在齿条5下方安装有齿轮6。在齿条5与齿轮6接触的下表面，设有与齿轮6相匹配的齿条结构，齿轮6转动时，齿条5随之进行水平方向的移动。齿轮6与操作手柄3相连接，旋转操作手柄3时，齿轮6随之转动。齿条5与滚轮4接触的上表面，非水平面，该上表面较高的一侧与较低的一侧通过斜坡连接；传动杆7上部通过备紧螺母与滚轮4连接，传动杆7下部与连接杆22上部刚性连接，连接杆下部通过星形轮16、弹簧17和推杆18与芯轴19连接。推杆18和芯轴19使用不锈钢制造。当滚轮4经齿条5上表面斜坡位置下降时，传动杆7带动连接杆22下降，连接杆22拨动星形轮16旋转，完成两个长度方向的切换，使推杆18可以保持上和下两种暂态位置。弹簧17用于星形轮16顶尖的复位。芯轴19为圆台形结构，在推杆18的作用下，也可以保持上和下两种暂态位置；抓取头25为倒锥形结构，便于探入燃料篮中心柱21。抓取头25中空，以便上部嵌入芯轴19，抓取头25下部周向设有若干个凹槽，以便嵌入钢球20。每个凹槽外沿为尺寸小于钢球直径的圆形孔，当芯轴19向下运动时，芯轴19锥形台下降并挤压钢球20，使钢球20部分球体被顶出圆形孔，使得工具上升时，能卡住燃料篮中心柱21的内沿，达到抓取燃料篮的目的；当芯轴19向上运动时，钢球整体收回圆形孔，达到释放燃料篮的目的；传动杆7外部设有支撑内管8，以便于使用固定螺钉安装抓取头25。
在燃料篮篮盖抓取部分，支撑内管8外部设有支撑外管10，支撑外管10使用304不锈钢制造，直径10厘米，长度4米。支撑内管8上部与滚轮4、齿条5和齿轮6等驱动部件连接；中部设有插销9与抓爪传动板11；下部焊接有4个支撑臂，每个支撑臂下端连接1个抓爪。抓爪内侧有契合燃料篮篮盖15边缘的方形缺口，从而在提升时卡住燃料篮篮盖15。抓爪传动板11、支撑臂使用不锈钢制造，抓爪使用304不锈钢一次成型铸造。抓爪传动板11与抓爪14通过传动连杆12相连接。传动连杆12使用10毫米304不锈钢制造，并在两头加工螺纹。当使用工具抓取燃料篮篮盖15时，拔出插销9，支撑外管10带动抓爪传动板11向上运动，从而收紧传动连接杆12，使得抓爪合拢，提起燃料篮篮盖15；当使用工具释放燃料篮篮盖15时，支撑外管10带动抓爪传动板11向下运动，从而放松传动连接杆12，使得抓爪张开，释放燃料篮篮盖15。为防止工具上下运动时，对抓爪14进行误操作，可以通过销子对抓爪14进行固定，保持张开状态。本实施例中的重水堆乏燃料干式贮存水下手动应急燃料篮操作工具设有吊耳1，用于连接吊车、转移重水堆乏燃料干式贮存水下手动应急燃料篮操作工具。
Claims (7)
1.一种重水堆乏燃料干式贮存水下手动应急燃料篮操作工具，其特征在于：包括燃料篮抓取部分和燃料篮篮盖抓取部分；包括燃料篮抓取部分和燃料篮篮盖抓取部分；所述的燃料篮抓取部分中包括滚轮(4)、齿条(5)、齿轮(6)、传动杆(7)、星形轮(16)、弹簧(17)、推杆(18)、芯轴(19)、钢球(20)、接杆(22)、导杆(24)和抓取头(25)；所述的燃料篮篮盖抓取部分包括支撑外管(10)、插销(9)、支撑内管(8)、抓爪传动板(11)、传动连杆(12)、支撑臂(13)和抓爪(14)；所述抓取头(25)中内嵌芯轴(19)和钢球(20)，芯轴(19)下部呈倒圆台形，左右两端分别放置钢球(20)和第二钢球；芯轴(19)的上下运动会导致钢球(20)全部置于抓取头(25)内或部分突出抓取头(25)外沿，从而实现抓取头与被抓取物体的啮合与脱开；所述抓爪(14)通过销子匹配安装在支撑臂(13)上并通过传动连杆(12)的收紧与放松实现抓取与释放；燃料篮抓取部分的驱动装置包括滚轮(4)、齿条(5)、齿轮(6)和传动杆(7)；所述滚轮(4)通过备紧螺母与传动杆(7)上部相连接，保持同上同下状态；所述齿条(5)上表面较高一侧与较低一侧通过斜坡相连接，所述滚轮(4)设置于齿条(5)上表面，并且与齿条(5)高低不平的一面相接处，当齿条(5)发生水平方向移动时，滚轮(4)所处高度随之变化，从而完成传动杆(7)的上下移动；燃料篮篮盖抓取部分的传动装置包括支撑内管(8)、支撑外管(10)、插销(9)和抓爪传动板(11)；所述支撑内管(8)与抓取头(25)采用刚性连接并套设在传动杆(7)外；所述支撑外管(10)沿支撑内管(8)穿入，支撑外管(10)与支撑内管(8)相对滑动，也可以通过插销(9)锁定，停止相对滑动；所述支撑外管(10)与抓爪传动板(11)刚性连接，抓爪传动板(11)下端与传动连杆(12)刚性连接；所述支撑外管(10)下部焊接4个支撑臂，每个相邻支撑臂夹角为90度，每个支撑臂末端分别连接抓爪。
2.根据权利要求1所述的一种重水堆乏燃料干式贮存水下手动应急燃料篮操作工具，其特征在于：所述抓取头(25)为中空结构，左右两侧开有比钢球(20)直径略小的圆形孔；抓爪(14)内侧有契合燃料篮篮盖边缘的方形缺口，从而在提升时卡住燃料篮篮盖。
3.根据权利要求1所述的一种重水堆乏燃料干式贮存水下手动应急燃料篮操作工具，其特征在于：所述的滚轮(4)、齿条(5)、齿轮(6)设置在传动箱体(2)内；所述的传动箱体(2)左右两侧开有通孔，并在其内部水平设置有两个第二滚轮，所述的齿条(5)穿过传动箱体(2)左右两侧的通孔，并置于两个第二滚轮上，使齿条(5)可在传动箱体(2)内水平移动。
4.根据权利要求1所述的一种重水堆乏燃料干式贮存水下手动应急燃料篮操作工具，其特征在于：所述的齿条(5)下端面设有与齿轮(6)相匹配的齿条段，利用齿轮(6)上安装的操作手柄(3)，可驱动齿轮(6)转动，从而带动齿条(5)水平移动。
5.根据权利要求1所述的一种重水堆乏燃料干式贮存水下手动应急燃料篮操作工具，其特征在于：燃料篮篮盖抓取时，抓爪传动板(11)随支撑外管(10)向上运动，通过机械传动收紧传动连杆(12)，从而使得抓爪(14)合拢。
6.根据权利要求1所述的一种重水堆乏燃料干式贮存水下手动应急燃料篮操作工具，其特征在于：提升燃料篮整体时，抓爪(14)用销子固定，保持张开状态，从而避免影响对燃料篮的抓取。
7.根据权利要求1所述的一种重水堆乏燃料干式贮存水下手动应急燃料篮操作工具，其特征在于：顶部采用四周焊接的方式安装吊耳(1)。
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