CN115171931A - 一种高温气冷堆料位可控式落球装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高温气冷堆料位可控式落球装置，包括贮球罐、第一立管和落球管；所述第一立管的一端固定于所述贮球罐的底部，另一端向上延伸至所述贮球罐的内部，所述第一立管上设置有第一开孔；所述落球管的第一端嵌套于所述第一立管的内侧，第二端延伸至所述贮球罐的外部，且所述落球管可沿所述第一立管的延伸方向移动，所述落球管上设置有与所述第一开孔相对应的第二开孔，且所述第二开孔位于所述落球管的中部。本发明的一个技术效果，结构设计合理，可靠性较高，能够实现对贮球罐内料位高度的控制，从而使得吸收球停堆系统参与反应堆反应性控制更加灵活、精确。

Description

一种高温气冷堆料位可控式落球装置

技术领域

本发明属于核电技术领域，具体涉及一种高温气冷堆料位可控式落球装置。

背景技术

吸收球停堆系统是高温气冷堆特有的反应性控制系统，其工作原理是利用吸收球(含有碳化硼的石墨球)来实现高温气冷堆的反应性控制功能。吸收球最初位于反应堆顶部的贮球罐中，当需要降低反应堆的反应性时，将吸收球释放使其依靠重力下落并进入反应堆堆芯的吸收球孔道，以降低反应堆的反应性；而吸收球被释放后贮球罐内剩余的吸收球的堆积高度为贮球罐的料位。

但是，现有技术在进行落球时，无法对贮球罐进行准确的料位控制，只能将整罐的吸收球一次性全部下落，这不利于对高温气冷堆的反应性进行精确控制。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种高温气冷堆料位可控式落球装置的新技术方案。

根据本发明的一个方面，提供了一种高温气冷堆料位可控式落球装置，包括：

贮球罐，用于贮存吸收球；

第一立管，所述第一立管的一端固定于所述贮球罐的底部，另一端向上延伸至所述贮球罐的内部，所述第一立管上设置有第一开孔；

落球管，所述落球管的第一端嵌套于所述第一立管的内侧，第二端延伸至所述贮球罐的外部，且所述落球管可沿所述第一立管的延伸方向移动，所述落球管上设置有与所述第一开孔相对应的第二开孔，且所述第二开孔位于所述落球管的中部；

在所述落球管位于上限位时，所述第二开孔位于所述第一开孔的上方，且所述落球管的下端封闭所述第一开孔；

在所述落球管由上限位向下移动，至少部分第二开孔与所述第一开孔重合时，所述贮球罐内的吸收球从所述第二开孔与所述第一开孔重合的位置处下落，所述第一开孔与所述第二开孔重合的最低位置形成所述贮球罐的料位。

可选地，所述第一开孔和所述第二开孔均为长条状，且第一开孔的大小与所述第二开孔相同；

在所述落球管位于下限位时，所述第二开孔和所述第一开孔完全重合。

可选地，在所述第一立管的相对两侧分别开设两个所述第一开孔；

在所述落球管的相对两侧分别开设两个所述第二开孔。

可选地，高温气冷堆料位可控式落球装置还包括：

第一堵头，所述第一堵头能可拆卸地安装于所述落球管的内侧，用于封堵所述落球管。

可选地，所述第一堵头的顶部设置有吊环，所述吊环用于连接不锈钢丝。

可选地，所述落球管位于上限位，所述第一堵头安装于所述落球管的第二开孔的下方时；

由所述落球管的顶部向所述落球管的内侧装入吸收球，吸收球从所述第二开孔下落至所述贮球罐的内部。

可选地，所述落球管的底部内侧设置有凸起；

所述落球管位于上限位时，所述第一堵头安装于所述落球管的底部，且所述凸起支撑所述第一堵头时；

所述落球管向下移动至下限位，抽吸组件可进入所述落球管内将由所述贮球罐流入所述落球管内的吸收球抽吸至所述贮球罐的外部。

可选地，所述凸起为环状，或，多个所述凸起沿所述落球管的周向间隔设置。

可选地，高温气冷堆料位可控式落球装置还包括：

第二立管，所述第二立管设置于所述贮球罐的顶部，所述落球管穿设于所述第二立管中；

驱动组件，所述驱动组件与所述落球管连接，用于驱动所述落球管可沿所述第一立管的延伸方向移动。

可选地，高温气冷堆料位可控式落球装置还包括：

第二堵头，所述第二堵头可拆卸地设置于所述落球管的第二端以封闭所述落球管。

本发明的一个技术效果在于：

在本申请实施例中，当落球管从上限位开始向下移动时，至少部分第二开孔与所述第一开孔重合，吸收球从重合的位置处进行下落。贮球罐内吸收球的总量减去吸收球的下落量构成剩余吸收球量，剩余吸收球共同形成贮球罐内的料位高度，进一步地，贮球罐内的料位高度与落球管从上限位开始向下移动的距离相关，因此，可以通过驱动组件控制落球管的位置来实现对贮球罐内料位的控制，从而使得吸收球停堆系统参与反应堆反应性控制更加灵活、精确，进而使得反应堆功率更加平衡、优化。

另外，高温气冷堆料位可控式落球装置结构设计合理，可靠性较高，同时，通过第一堵头也有助实现对吸收球的填装回收和更换。

附图说明

图1为本发明一实施例的一种高温气冷堆料位可控式落球装置中落球管位于上限位的结构示意图；

图2为本发明一实施例的一种高温气冷堆料位可控式落球装置中落球管位于下限位的结构示意图；

图3为本发明一实施例的一种高温气冷堆料位可控式落球装置的落球管由上限位向下限位移动的过程中第一开孔和第二开孔部分重合的结构示意图；

图4为本发明一实施例的一种高温气冷堆料位可控式落球装置的第一堵头的安装结构示意图。

图中：1、贮球罐；2、第一立管；21、第一开孔；3、落球管；31、第二开孔；4、第一堵头；5、吊环；6、不锈钢丝；7、第二立管；8、第二堵头；9、吸收球；10、压力容器顶盖。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。

下面将详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

如图1至图4所示，本申请实施例提供一种高温气冷堆料位可控式落球装置，其用于对贮球罐1内料位进行精确的控制，从而便于更加灵活、精确地控制反应堆的反应性。

具体地，参见图1，该高温气冷堆料位可控式落球装置包括贮球罐1、第一立管2和落球管3。其中，贮球罐1用于贮存吸收球9。所述第一立管2的一端固定于所述贮球罐1的底部，另一端向上延伸至所述贮球罐1的内部，所述第一立管2上设置有第一开孔21。

例如，第一立管2可通过螺栓固定在贮球罐1，连接关系简单，稳定性高。

需要说明的是，可以根据贮球罐1内料位的高度设置第一立管2的高度，例如，可以根据贮球罐1内料位的具体情况对第一立管2的高度进行设置。第一立管2的高度可以大于贮球罐1内料位的最高点的高度，同时，第一立管2上第一开孔21的最高位置处的高度应与贮球罐1内料位的最高点的高度相接近。

进一步具体地，所述落球管3的第一端嵌套于所述第一立管2的内侧，第二端延伸至所述贮球罐1的外部，且所述落球管3可沿所述第一立管2的延伸方向移动，所述落球管3上设置有与所述第一开孔21相对应的第二开孔31，且所述第二开孔31位于所述落球管3的中部。在落球管3沿第一立管2的延伸方向移动时，第一立管2可对落球管3的移动方向进行限位。另外，第一开孔21和第二开孔31的相对应，是指落球管3沿第一立管2的延伸方向移动的过程中，第一开孔21与第二开孔31的位置可以完全重合，也可以部分重合，以便吸收球9从第一开孔21与第二开孔31重合的位置处落入落球管3的内部，进而吸收球9被释放，并依靠重力下落直至进入反应堆堆芯的吸收球9孔道，以降低反应堆的反应性。

在一个具体的实施方式中，第一立管2的内径大于落球管3外径1mm，从而有助于实现落球管3能够更加顺畅地相对于第一立管2移动，从而便于对落球管3的位置进行调节，以更好地对贮球罐1的料位进行控制。

需要说明的是，由于第一立管2套设于落球管3的外侧，第一立管2直接与吸收球9接触，在第一开孔21与第二开孔31未重合时，贮球罐1内的吸收球9受到落球管3的侧壁的遮挡，不会从第一立管2的第一开孔21进入落球管3的内部，因此不会被释放。只有第一开孔21与第二开孔31至少部分重合时，吸收球9才会从从第一开孔21与第二开孔31重合的位置处落入落球管3的内部，进而被释放。

参见图1，在所述落球管3位于上限位时，所述第二开孔31位于所述第一开孔21的上方，且所述落球管3的下端封闭所述第一开孔21。此时，由于第一开孔21与第二开孔31未重合，因此，吸收球9不会被释放。

参见图3，在所述落球管3由上限位向下移动，至少部分第二开孔31与所述第一开孔21重合时，所述贮球罐1内的吸收球9从所述第二开孔31与所述第一开孔21重合的位置处下落，所述第一开孔21的与所述第二开孔31重合的最低位置形成所述贮球罐1的料位。即，贮球罐1内低于第一开孔21的与第二开孔31重合的最低位置的吸收球9均无法从第二开孔31与第一开孔21重合的位置处下落，因此无法被释放。而未被释放的吸收球9的堆积高度则为贮球罐1的料位高度。进一步地，可通过调节落球管3的位置实现吸收球9被释放量，进而实现对贮球罐1的料位的控制。

在本申请实施例中，当落球管3从上限位开始向下移动时，至少部分第二开孔31与所述第一开孔21重合，吸收球9从重合的位置处进行下落。贮球罐1内吸收球9的总量减去吸收球9的下落量构成剩余吸收球9量，剩余吸收球9共同形成贮球罐1内的料位高度，进一步地，贮球罐1内的料位高度与落球管3从上限位开始向下移动的距离相关，也即贮球罐1内的料位高度将与落球管3的位置形成对应关系，因此，可以通过驱动组件控制落球管3的位置来实现对贮球罐1内料位高度的控制，从而使得吸收球9停堆系统参与反应堆反应性控制更加灵活、精确，进而使得反应堆功率更加平衡、优化。

另外，高温气冷堆料位可控式落球装置结构设计合理，可靠性较高。

可选地，所述第一开孔21和所述第二开孔31均为长条状，且第一开孔21的大小与所述第二开孔31相同；

参见图2，在所述落球管3位于下限位时，所述第二开孔31和所述第一开孔21完全重合。

在上述实施方式中，第一开孔21的大小与所述第二开孔31相同，从而有助于实现落球管3在移动的过程中第一开孔21和第二开孔31形成重合状态，进而使得吸收球9从第一开孔21与第二开孔31重合的位置处落入落球管3的内部，进而吸收球9被释放。

另外，长条状的第一开孔21和所述第二开孔31，有助于实现对贮球罐1的料位进行精确的控制。

可选地，在所述第一立管2的相对两侧分别开设两个所述第一开孔21；

在所述落球管3的相对两侧分别开设两个所述第二开孔31。

在上述实施方式中，贮球罐1内的吸收球9可以从相对两侧的第一开孔21和第二开孔31均重合的位置处进入落球管3的内部，进而被释放，不仅有助于保证贮球罐1内料位的均匀性，也有助于实现贮球罐1内吸收球9顺利地从第一开孔21和第二开孔31重合的位置处被释放。

在另一些实施方式中，第一立管2沿周向设置有多个第一开孔21，落球管3对应设置有多个第二开孔31，通过多个第一开孔21与多个第二开孔31的重合，有助于实现贮球罐1内的吸收球9快速地从第一开孔21与第二开孔31重合的位置处被释放，从而有助于快速实现对贮球罐1内料位的控制。

可选地，参见图4，高温气冷堆料位可控式落球装置还包括：

第一堵头4，所述第一堵头4能可拆卸地安装于所述落球管3的内侧，用于封堵所述落球管3。

在上述实施方式中，第一堵头4为临时堵头，其只在设备安装阶段向贮球罐1内装入吸收球9，或者检修阶段卸出、更换贮球罐1内的吸收球9时使用，使用完毕即可拆除，操作简单方便。

例如，在向贮球罐1内填装吸收球9时，落球管3位于上限位，第一堵头4安装至落球管3的第二开孔31的下方，从落球管3的上方装入吸收球9，吸收球9从第二开孔31处进入贮球罐1内，从而实现向贮球罐1内填装吸收球9。因此，第一堵头4有助实现对吸收球9的填装。

可选地，所述第一堵头4的顶部设置有吊环5，所述吊环5与不锈钢丝6相连。通过将不锈钢丝6连接在吊环5上，从而使得通过调节不锈钢丝6进入落球管3的长度，以调节第一堵头4在落球管3内的安装高度，操作非常简单。同时，也有助于实现对第一堵头4的拆卸，操作非常方便。

由所述落球管3的顶部向所述落球管3的内侧装入吸收球9，吸收球9从所述第二开孔31下落至所述贮球罐1的内部。

再如，在检修阶段需要将贮球罐1内的吸收球9卸出时，所述落球管3位于上限位，贮球罐9内存有吸收球9，所述落球管3的底部内侧设置有凸起；

所述第一堵头4安装于所述落球管3的底部，且所述凸起支撑所述第一堵头4，有利于快速实现对第一堵头4的安装，而且，凸起支撑第一堵头4，有助于保持第一堵头4安装的稳定性。

可选地，第一堵头4可以为圆柱状，以更好地安装在落球管3的内部。

所述落球管3向下移动至下限位，抽吸组件进入所述落球管3内将由所述贮球罐1流入所述落球管3内的吸收球9抽吸至所述贮球罐1的外部。

在上述实施方式中，通过第一堵头4有助实现对贮球罐1内吸收球9的回收和更换，操作简单。

可选地，所述凸起为环状，或，多个所述凸起沿所述落球管3的周向间隔设置。这使得凸起能够对第一堵头4进行非常稳定地支撑，有助于保证第一堵头4安装的稳定性，从而快速实现对贮球罐1内吸收球9的回收和更换。

需要说明的是，凸起的尺寸较小，其不影响吸收球9从落球管3内被释放。

可选地，高温气冷堆料位可控式落球装置还包括：

第二立管7，所述第二立管7设置于所述贮球罐1的顶部，所述落球管3穿设于所述第二立管7中；

驱动组件，所述驱动组件与所述落球管3连接，用于驱动所述落球管3可沿所述第一立管2的延伸方向移动。

在上述实施方式中，第二立管7有助于对落球管3的移动进行限制，也有助于保护落球管3。驱动组件能够准确地驱动落球管3的移动，以实现对贮球罐1内料位的精确控制。

在一个具体的实施方式中，压力容器顶盖10位于贮球罐1的上方，落球管3的上部与压力容器顶盖10上方的驱动组件相连，通过驱动电机、联轴器等部件的动作可以控制落球管3的上升和下降，从而实现对贮球罐1的料位进行精确地控制。

可选地，参见图4，高温气冷堆料位可控式落球装置还包括：

第二堵头8，所述第二堵头8可拆卸地设置于所述落球管3的第二端以封闭所述落球管3。

在上述实施方式中，在向贮球罐1内填装吸收球9完毕后，第二堵头8安装在落球管3的第二端(也即落球管3的顶部)。从而实现对落球管3的封闭，进而在设备运行期间阻断贮球罐1内的高温气体进入上部空间，有利于改善设置在上部的驱动电机、联轴器等部件的运行环境，有助于延长该高温气冷堆料位可控式落球装置的使用寿命。

在本申请实施例中，第一立管2与落球管3在安装时需进行周向角度标记，以保证第一开孔21与对应的第二开孔31位于同一方向，当落球管3位于下限位时，第一开孔21与对应的第二开孔31能够完全重合。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高温气冷堆料位可控式落球装置，其特征在于，包括：

贮球罐，用于贮存吸收球；

第一立管，所述第一立管的一端固定于所述贮球罐的底部，另一端向上延伸至所述贮球罐的内部，所述第一立管上设置有第一开孔；

落球管，所述落球管的第一端嵌套于所述第一立管的内侧，第二端延伸至所述贮球罐的外部，且所述落球管可沿所述第一立管的延伸方向移动，所述落球管上设置有与所述第一开孔相对应的第二开孔，且所述第二开孔位于所述落球管的中部；

在所述落球管位于上限位时，所述第二开孔位于所述第一开孔的上方，且所述落球管的下端封闭所述第一开孔；

在所述落球管由上限位向下移动，至少部分第二开孔与所述第一开孔重合时，所述贮球罐内的吸收球从所述第二开孔与所述第一开孔重合的位置处下落，所述第一开孔与所述第二开孔重合的最低位置形成所述贮球罐的料位。

2.根据权利要求1所述的高温气冷堆料位可控式落球装置，其特征在于，所述第一开孔和所述第二开孔均为长条状，且第一开孔的大小与所述第二开孔相同；

在所述落球管位于下限位时，所述第二开孔和所述第一开孔完全重合。

3.根据权利要求1所述的高温气冷堆料位可控式落球装置，其特征在于，在所述第一立管的相对两侧分别开设两个所述第一开孔；

在所述落球管的相对两侧分别开设两个所述第二开孔。

4.根据权利要求1所述的高温气冷堆料位可控式落球装置，其特征在于，还包括：

第一堵头，所述第一堵头能可拆卸地安装于所述落球管的内侧，用于封堵所述落球管。

5.根据权利要求4所述的高温气冷堆料位可控式落球装置，其特征在于，所述第一堵头的顶部设置有吊环，所述吊环用于连接不锈钢丝。

6.根据权利要求4所述的高温气冷堆料位可控式落球装置，其特征在于，所述落球管位于上限位，所述第一堵头安装于所述落球管的第二开孔的下方时；

由所述落球管的顶部向所述落球管的内侧装入吸收球，吸收球从所述第二开孔下落至所述贮球罐的内部。

7.根据权利要求4所述的高温气冷堆料位可控式落球装置，其特征在于，所述落球管的底部内侧设置有凸起；

所述落球管位于上限位时，所述第一堵头安装于所述落球管的底部，且所述凸起支撑所述第一堵头时；

所述落球管向下移动至下限位，抽吸组件可进入所述落球管内将由所述贮球罐流入所述落球管内的吸收球抽吸至所述贮球罐的外部。

8.根据权利要求7所述的高温气冷堆料位可控式落球装置，其特征在于，所述凸起为环状，或，多个所述凸起沿所述落球管的周向间隔设置。

9.根据权利要求1所述的高温气冷堆料位可控式落球装置，其特征在于，还包括：

第二立管，所述第二立管设置于所述贮球罐的顶部，所述落球管穿设于所述第二立管中；

驱动组件，所述驱动组件与所述落球管连接，用于驱动所述落球管可沿所述第一立管的延伸方向移动。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的高温气冷堆料位可控式落球装置，其特征在于，还包括：

第二堵头，所述第二堵头可拆卸地设置于所述落球管的第二端以封闭所述落球管。

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