CN115502707B - 一种堆芯探测器拆除装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种堆芯探测器拆除装置，包括：用于抓取并提升堆芯探测器的提升机构和用于将被悬吊的堆芯探测器固定于操作平台的快捷固定机构；提升机构包括框架以及三组滚筒提升部、钢丝绳和抓取机构，抓取机构用于卡接堆芯探测器的端部，滚筒提升部固定于框架，钢丝绳连接抓取机构将其悬吊，滚筒提升部用于控制抓取机构的悬吊高度；快捷固定机构包括圆形上盘、连接立柱、圆形下盘，圆形下盘通过连接立柱与圆形上盘连接，圆形下盘设有三组卡口，圆形上盘对应三组卡口位置设有三组内凹口，三组内凹口开口部位均设有夹持组件本发明以辅助人工作业的方式，提高堆芯探测器拆除效率，减少人工在辐射和高温环境下的工作时长。

Description

一种堆芯探测器拆除装置及方法

技术领域

发明属于核电领域，具体涉及到一种堆芯探测器拆除装置及方法。

背景技术

VVER-1000压水堆型机组，堆芯装载54根堆芯探测器，3根1组分成18组，均匀分布在运输平台圆弧上。堆芯探测器呈细长状，长约13m，上部直径为24mm，下部直径为7.5mm。

堆芯探测器具有实时监测反应堆中子通量和冷却剂温度功能，是核电站反应堆中不可缺少的测量仪器，为反应堆安全运行提供保障。当堆芯探测器出现故障或年度检修时，目前只能通过人工作业方式，进行堆芯探测器拆除更换工作。拆除更换时，作业人员需穿戴密封纸衣防护服，并且在辐照和高温条件下持续工作，极易发生中暑和个人辐射剂量超标重大安全事故。

截至目前，国内外尚无一套成熟装置辅助人工完成VVER-1000压水堆型机组内堆芯探测器拆除工作。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种堆芯探测器拆除装置及方法，以辅助人工作业的方式，从而提高堆芯探测器拆除效率，减少人工在辐射和高温环境下的工作时长，避免发生中暑和个人辐射剂量超标的重大安全事故。

本发明通过以下技术方案实现的：

根据第一方面，本发明提出一种堆芯探测器拆除装置，包括：

提升机构，用于抓取并提升堆芯探测器；

快捷固定机构，用于将被悬吊的堆芯探测器固定于操作平台；

所述提升机构包括框架以及三组滚筒提升部、钢丝绳和抓取机构，所述抓取机构用于卡接堆芯探测器的端部，所述滚筒提升部固定于框架，所述钢丝绳连接所述抓取机构将其悬吊，所述滚筒提升部用于控制所述抓取机构的悬吊高度；

所述快捷固定机构包括圆形上盘、连接立柱、圆形下盘，圆形下盘通过连接立柱与圆形上盘连接，所述圆形下盘设有三组卡口，所述圆形上盘对应所述三组卡口位置设有三组内凹口，三组所述内凹口开口部位均设有夹持组件。

可选的，所述框架包括双三角型支架、承力圈、长边支柱和两组短边支柱，所述双三角型支架被所述长边支柱和两组短边支柱支撑；所述长边支柱的底部设有平支板，所述平支板的一侧设有第一滚轮，所述平支板的另一侧设有第一电缸，所述第一电缸的伸出端设有第一电磁底座；所述短边支柱的底部设有折向支架，所述折向支架靠近所述短边支柱的一侧设有第二滚轮，所述折向支架的下部设有第二电缸，所述第二电缸的伸出端设有第二电磁底座；所述承力圈通过连接板设置于所述双三角型支架中下部。

可选的，每组所述滚筒提升部均包括设于双三角型支架一边中部的滚筒伺服电机、滚筒减速器和滚筒，所述滚筒伺服电机通过所述滚筒减速器驱动所述滚筒转动，所述钢丝绳固定并缠绕于所述滚筒，所述滚筒底部及所述承力圈均设有定滑轮。

可选的，所述抓取机构包括吊环、吊杆、弹簧、锁紧挡圈、外部套筒、内部套筒、滚珠和锁紧挡圈，所述吊环穿过所述吊杆上的孔洞与吊杆连接，所述吊杆末端形成内部套筒，所述内部套筒设有四个滚珠孔，四颗滚珠可活动的嵌入到四个所述滚珠孔中，所述弹簧包裹在所述内部套筒外表面，所述锁紧挡圈卡紧在所述内部套筒末端的凹槽中，所述外部套筒套设于内部套筒外部，所述外部套筒的内沿设有挡环突起，所述挡环突起的上侧平面抵接于所述弹簧的下端，所述挡环突起的侧立面抵接四颗所述滚珠，所述挡环突起的下斜面设于所述锁紧挡圈的上方。

可选的，所述夹持组件包括滑块、弹簧和设于所述圆形上盘边缘的滑道，所述滑块能够沿所述滑道滑动，所述滑块设有延长杆，所述弹簧套设于所述延长杆。

可选的，所述快捷固定机构的圆形下盘底部设有套筒。

根据第二方面，本发明提出一种堆芯探测器拆除方法，利用上述一种堆芯探测器拆除装置实施，包括如下步骤：

利用堆顶上方的龙门吊床将提升机构吊至第一层运输平台；

移动提升机构移动至待拆除堆芯探测器上方；

拆除堆芯探测器；

移动提升机构移动至下一组待拆除堆芯探测器上方；

重复拆除堆芯探测器，直到所有堆芯探测器都拆除完；

使用龙门吊床将堆芯探测器拆除装置从第一层运输平台吊出；

其中，所述拆除堆芯探测器包括如下步骤：

利用三组滚筒提升部将三套抓取机构下放到第二层运输平台；

将三套抓取机构分别扣紧三根堆芯探测器上方凹槽；

利用三组滚筒提升部将三套抓取机构竖直向上拉起，向上提升对应的堆芯探测器至预设高度；

利用快捷固定装置将堆芯探测器固定在第一层运输平台。

可选的，一种堆芯探测器拆除方法还包括如下步骤：

作业准备工作，具体为

检查运输平台环境、线路装置和安全措施；

布置现场，在工作现场设置作业标志和相关警示标志；

对堆芯探测器拆除装置进行检查调试，确保无误。

本发明的有益效果：

本发明以辅助人工作业的方式，从而提高堆芯探测器拆除效率，减少人工在辐射和高温环境下的工作时长，避免发生中暑和个人辐射剂量超标的重大安全事故。

附图说明

图1为本发明实施例一整体结构示意图；

图2为本发明实施例一提升机构结构示意图；

图3为本发明实施例一抓取机构剖面结构示意图；

图4为本发明实施例一快捷固定机构结构示意图；

图5为本发明实施例一的拆除对象堆芯探测器结构示意图；

图6为本发明实施例一拆除堆芯探测器时将堆芯探测器提升示意图；

图7为本发明实施例一拆除堆芯探测器时将堆芯探测器固定示意图。

具体实施方式

为了更加清楚、完整的说明本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步说明。

实施例一

参见图1至图5，本发明提出一种堆芯探测器拆除装置，包括提升机构100和快捷固定机构200。

提升机构100用于抓取并提升堆芯探测器，包括框架110以及三组滚筒提升部120、钢丝绳130和抓取机构140，滚筒提升部120固定于框架110，钢丝绳130连接抓取机构140将其悬吊，滚筒提升部120用于控制抓取机构140的悬吊高度。

快捷固定机构200用于将被悬吊的堆芯探测器固定于操作平台，包括圆形上盘210、连接立柱220和圆形下盘230，圆形下盘230通过连接立柱220与圆形上盘210连接，圆形下盘230设有三组卡口231，圆形上盘对应三卡口位置设有三组内凹口211，三组内凹口211开口部位均设有夹持组件212。

图6、图7表示使用本发明实施例拆除堆芯探测器的情形。

本发明的工作原理为：堆芯探测器拆除环境包括第一层运输平台410、第二层运输平台420和第三层运输平台430。提升机构100设置于第一层运输平台410，并设置于堆芯探测器300拆除位置正上方。拆除堆芯探测器时，参见图6，利用三组滚筒提升部120将三套抓取机构140下放到第二层运输平台420，将三套抓取机构140分别扣紧三根堆芯探测器300上方凹槽301，利用三组滚筒提升部120将三套抓取机构140竖直向上拉起，向上提升对应的堆芯探测器300至预设高度，即堆芯探测器由粗转细端凹槽302高度略高于第一层运输平台410的高度。此后，参见图7，利用快捷固定装置200将堆芯探测器300固定在第一层运输平台410，快捷固定机构200圆形下盘230的卡口231与堆芯探测器300由粗转细端凹槽302配合，圆形上盘210三组内凹口211与夹持组件212配合，卡住堆芯探测器300，保证堆芯探测器300处于竖直状态，从而将堆芯探测器300快速固定在第一层运输平台410上，完成对一组堆芯探测器300的拆除。

作为一种可选实施例，框架110包括双三角型支架111、承力圈112、长边支柱113和两组短边支柱114，双三角型支架111被长边支柱113和两组短边支柱支撑114。长边支柱113的底部设有平支板1131，平支板1131的一侧设有第一滚轮1132，平支板1131的另一侧设有第一电缸1133，第一电缸1133的伸出端设有第一电磁底座1134。短边支柱114的底部设有折向支架1141，折向支架1141靠近短边支柱114的一侧设有第二滚轮1142，折向支架1141的下部设有第二电缸1143，第二电缸1143的伸出端设有第二电磁底座1144。承力圈112通过连接板1121设置于双三角型支架中下部。

需要说明的是，在本实施例中，位于长边支柱113的第一滚轮1132在第一层运输平台410底面平台滚动，两组位于短边支柱114的第二滚轮1142在第一层运输平台410侧面栏杆上沿滚动，由此可使提升机构100定位至不同组堆芯探测器上方。当提升机构100移动到适宜位置时，通过第一电缸1133推动第一电磁底座1134以及两组第二电缸1143推动第二电磁底座1144均与第一层运输平台410底面平台接触，且保持磁性连接，使框架110在第一层运输平台410上固定。第一电缸1133和两组第二电缸1143继续向外伸出，将堆芯探测器拆除装置整体向上提升2mm，确保第二滚轮1142底部与栏杆分离。承力圈112则用于设定悬吊三根堆芯探测器的位置。

作为一种可选实施例，每组滚筒提升部120均包括设于双三角型支架111一边中部的滚筒伺服电机121、滚筒减速器122和滚筒123，滚筒伺服电机121通过滚筒减速器122驱动滚筒123转动，钢丝绳130固定并缠绕于滚筒123，滚筒123底部及承力圈112均设有定滑轮124。

作为一种可选实施例，抓取机构140包括吊环141、吊杆142、弹簧143、锁紧挡圈144、外部套筒145、内部套筒146和滚珠147，吊环141穿过吊杆142上的孔洞与吊杆142连接，吊杆142末端形成内部套筒146，内部套筒146设有四个滚珠孔1461，四颗滚珠147可活动的嵌入到四个滚珠孔1461中，弹簧143包裹在内部套筒146外表面，锁紧挡圈144卡紧在内部套筒146末端的凹槽1462中，外部套筒145套设于内部套筒146外部，外部套筒145的内沿设有挡环突起1451，挡环突起1451的上侧平面抵接于弹簧143的下端，挡环突起1451的侧立面抵接四颗滚珠147，挡环突起1451的下斜面设于锁紧挡圈144的上方。

需要说明的是，本实施例中，向上推动外部套筒145，弹簧143压缩，挡环突起1451的侧立面抵接于内部套筒146外沿的滚珠孔1461上方，四颗滚珠可向外移动，贴近挡环突起1451的下斜面，此时，堆芯探测器300的上端可置入内部套筒146内；松开外部套筒145，在弹簧143的作用下，外部套筒145向下移动，挡环突起1451的侧立面抵接四颗滚珠147，使四颗滚珠147嵌入到堆芯探测器300上端的凹槽301中，从而抓取堆芯探测器300，以保证堆芯探测器300能够时刻被提升机构100拉直。

作为一种可选实施例，夹持组件212包括滑块2121、弹簧2122和设于圆形上盘边缘的滑道2123，滑块2121能够沿滑道2123滑动，滑块2121设有延长杆，弹簧2122套设于延长杆。

需要说明的是，本实施例中，拨动滑块2121挤压弹簧2122，使圆形上盘210的内凹口211开口部位露出，可将堆芯探测器300卡入内凹口211。此后，松开滑块2121，弹簧2122带动滑块2121复位，内凹口211开口部位被滑块2121封闭，堆芯探测器300被夹稳固定。

作为一种可选实施例，快捷固定机构200的圆形下盘230底部设有套筒232。

本实施例中，套筒232的尺寸与第一层运输平台410底面的孔洞相匹配，用于将圆形下盘230固定于第一层运输平台410底面的孔洞中。

实施例二

本发明还提出一种堆芯探测器拆除方法实施例，利用上述一种堆芯探测器拆除装置实施例实施，包括如下步骤：

S1：利用堆顶上方的龙门吊床将提升机构吊至第一层运输平台；

S2：移动提升机构移动至待拆除堆芯探测器上方；

S3：拆除堆芯探测器；

S4：移动提升机构移动至下一组待拆除堆芯探测器上方；

S5：重复拆除堆芯探测器，直到所有堆芯探测器都拆除完；

S6：使用龙门吊床将堆芯探测器拆除装置从第一层运输平台吊出；

其中，S3：拆除堆芯探测器包括如下步骤：

S301：利用三组滚筒提升部将三套抓取机构下放到第二层运输平台；

S302：将三套抓取机构分别扣紧三根堆芯探测器上方凹槽；

S303：利用三组滚筒提升部将三套抓取机构竖直向上拉起，向上提升对应的堆芯探测器至预设高度；

S304：利用快捷固定装置将堆芯探测器固定在第一层运输平台。

作为一种可选实施例，还包括如下步骤：

S0：作业准备工作，具体为

S001：检查运输平台环境、线路装置和安全措施；

S002：布置现场，在工作现场设置作业标志和相关警示标志；

S003：对堆芯探测器拆除装置进行检查调试，确保无误。

本发明实施例以辅助人工作业的方式，提高堆芯探测器拆除效率，减少人工在辐射和高温环境下的工作时长，避免发生中暑和个人辐射剂量超标的重大安全事故。

当然，本发明还可有其它多种实施方式，基于本实施方式，本领域的普通技术人员在没有做出任何创造性劳动的前提下所获得其他实施方式，都属于本发明所保护的范围。

本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”“下”“前”“后”“左”“右”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发明和简化描述，而不是指示或暗示对本发明的限制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发明的限制。

Claims (7)

1.一种堆芯探测器拆除装置，其特征在于，包括：

提升机构，用于抓取并提升堆芯探测器；

快捷固定机构，用于将被悬吊的堆芯探测器固定于操作平台；

所述提升机构包括框架以及三组滚筒提升部、钢丝绳和抓取机构，所述抓取机构用于卡接堆芯探测器的端部，所述滚筒提升部固定于框架，所述钢丝绳连接所述抓取机构将其悬吊，所述滚筒提升部用于控制所述抓取机构的悬吊高度；

所述快捷固定机构包括圆形上盘、连接立柱、圆形下盘，圆形下盘通过连接立柱与圆形上盘连接，所述圆形下盘设有三组卡口，所述圆形上盘对应所述三组卡口位置设有三组内凹口，三组所述内凹口开口部位均设有夹持组件；

所述抓取机构包括吊环、吊杆、弹簧、外部套筒、内部套筒、滚珠和锁紧挡圈，所述吊环穿过所述吊杆上的孔洞与吊杆连接，所述吊杆末端形成内部套筒，所述内部套筒设有四个滚珠孔，四颗滚珠可活动的嵌入到四个所述滚珠孔中，所述弹簧包裹在所述内部套筒外表面，所述锁紧挡圈卡紧在所述内部套筒末端的凹槽中，所述外部套筒套设于内部套筒外部，所述外部套筒的内沿设有挡环突起，所述挡环突起的上侧平面抵接于所述弹簧的下端，所述挡环突起的侧立面抵接四颗所述滚珠，所述挡环突起的下斜面设于所述锁紧挡圈的上方。

2.如权利要求1所述的一种堆芯探测器拆除装置，其特征在于，所述框架包括双三角型支架、承力圈、长边支柱和两组短边支柱，所述双三角型支架被所述长边支柱和两组短边支柱支撑；所述长边支柱的底部设有平支板，所述平支板的一侧设有第一滚轮，所述平支板的另一侧设有第一电缸，所述第一电缸的伸出端设有第一电磁底座；所述短边支柱的底部设有折向支架，所述折向支架靠近所述短边支柱的一侧设有第二滚轮，所述折向支架的下部设有第二电缸，所述第二电缸的伸出端设有第二电磁底座；所述承力圈通过连接板设置于所述双三角型支架中下部。

3.如权利要求2所述的一种堆芯探测器拆除装置，其特征在于，每组所述滚筒提升部均包括设于双三角型支架一边中部的滚筒伺服电机、滚筒减速器和滚筒，所述滚筒伺服电机通过所述滚筒减速器驱动所述滚筒转动，所述钢丝绳固定并缠绕于所述滚筒，所述滚筒底部及所述承力圈均设有定滑轮。

4.如权利要求1所述的一种堆芯探测器拆除装置，其特征在于，所述夹持组件包括滑块、弹簧和设于所述圆形上盘边缘的滑道，所述滑块能够沿所述滑道滑动，所述滑块设有延长杆，所述弹簧套设于所述延长杆。

5.如权利要求1所述的一种堆芯探测器拆除装置，其特征在于，所述快捷固定机构的圆形下盘底部设有套筒。

6.一种堆芯探测器拆除方法，利用如权利要求1至5中任一项的一种堆芯探测器拆除装置实施，包括如下步骤：

利用堆顶上方的龙门吊床将提升机构吊至第一层运输平台；

移动提升机构移动至待拆除堆芯探测器上方；

拆除堆芯探测器；

移动提升机构移动至下一组待拆除堆芯探测器上方；

重复拆除堆芯探测器，直到所有堆芯探测器都拆除完；

使用龙门吊床将堆芯探测器拆除装置从第一层运输平台吊出；

其中，所述拆除堆芯探测器包括如下步骤：

利用三组滚筒提升部将三套抓取机构下放到第二层运输平台；

将三套抓取机构分别扣紧三根堆芯探测器上方凹槽；

利用三组滚筒提升部将三套抓取机构竖直向上拉起，向上提升对应的堆芯探测器至预设高度；

利用快捷固定装置将堆芯探测器固定在第一层运输平台。

7.如权利要求6所述的一种堆芯探测器拆除方法，其特征在于，还包括如下步骤：

作业准备工作，具体为

检查运输平台环境、线路装置和安全措施；

布置现场，在工作现场设置作业标志和相关警示标志；

对堆芯探测器拆除装置进行检查调试，确保无误。

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