CN1706003A - 用于辅助将核燃料组件装载到核反应堆芯内的工具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于辅助将核燃料组件(5)装载到反应堆芯内的工具，所述组件具有棱柱形形状和方形截面，并且被定位在多个相邻部位上，所述工具同样具有方形截面，每个工具包括定位销和用于循环液体冷却剂，特别是水的孔。所述工具具有至少一个致动器，所述致动器在处于收起位置时的空间要求小于燃料组件的空间要求，所述致动器设有用于作用在中间燃料组件(12，13)上和/或作用在所述组件进行装载的相关部位处的中间反应堆容器挡板(14)上的装置(15，16)，所述致动器装备有用于与被用于在所述相关位置处装载所述组件的操纵柱(2)的夹具(3)产生相互作用的夹持装置(4)。

Description

用于辅助将核燃料组件装载到核反应堆芯内的工具
本发明涉及一种用于辅助将核燃料组件装载到或插入核反应堆芯内的工具。
按照已公知的方式，核电站的反应堆芯从根本上包括容器，在所述容器内安放有一定数量直立的燃料棒组件，所述燃料棒组件并排放置在也可被称作芯板的底座上。
这些燃料组件一般包括一定数量的针状物或棒，所述针状物或棒由实际核燃料，特别是氧化铀或钚的烧结球粒的组件形成，所述棒借助分布在所述组件高度上的隔板被保持在同一组件内。
这些组件包括允许在反应堆内抓持和操纵所述组件的顶部头部，和在芯板上提供定位和保持力的脚部，除允许冷却液，特别是水进行循环的孔之外，芯板为此目的还设有孔或定位销。
当由此构成的组件是新的时，所述组件保持平直且由此不会对其在芯板内的操纵或安装带来特定的难题。另一方面，在经过一定时间的辐照后，可看到所述组件具有不同类型的构造，例如特别是扭曲、拱形或“香蕉”形形变、翘曲，这些形变随辐照时间或程度倾向于大大增加，并且由此在所述组件被放置在芯中时，或者在所述组件从其中拔出时，导致增加的困难。
由于因此在组件中产生的形变，在一个或者更多的操作周期之后，将它们再次插入芯板上所述芯的其它位置中会出现问题，特别是由于与相邻组件产生体积干扰。
同样，为了使所述芯部体积内的能量辐射均匀化，根据所述组件的磨损程度或辐照程度，所述组件被放置在芯板上。
通常，该芯板被分成三个区。新元件被放置在周边处，已进行过一个操作周期的所述元件放在中间区域，磨损最严重的元件放在所述芯的中心处，这主要用于防止反应堆中心产生热区。
在定期更换过程中，已烧掉的组件被除去用于进行处理，并且被来自中部区的组件所更换。从该第二区中去除的组件被来自周边的组件所更换，所述来自周边的组件被新组件所更换。
特别是为了保护所述容器不受过多的来自新燃料组件的辐射，还可以改变这种典型分布。
无论发生什么情况，该形变现象越来越频繁和加重，特别是由于辐照周期的加长和生产所述组件的方法的改进。
虽然先前的形变以造成拱形、同样还有“香蕉”形形变的包层翘曲的形式出现，但是越来越经常，观察到产生高度不同形状的任意形变。
因此，易于想到尽管第一组件的移动和放置不存在问题，在另一方面，最终组件的放置存在严重的问题，这是由于相邻组件中固有的形变可部分阻碍用于接收最终组件的部位或多个部位。
现今，操作人员借助于连接到燃料添加机的主柱上的夹具继续设法使安装这些组件所需要的空间或体积自由。
然而这些操作特别花费时间，并且让人烦恼，且因此影响核电站的关闭时间，并由此使核电站的生产率大大受到影响。
本发明的目的在于提出一种工具，所述工具能够辅助将核燃料组件装载到反应堆芯内，同时确保相对于已放置在芯板上的中间组件，安装燃料组件所需要的体积被释放。
所述用于辅助将核燃料组件装载到反应堆芯内的工具，所述组件具有棱柱形形状和方形截面，并且被定位在多个同样具有方形截面的相邻部位上，每个组件包括定位销和用于循环冷却液，特别是水的孔，其特征在于，所述工具具有至少一个致动器，所述致动器在处于收起位置时的占用空间小于燃料组件的占用空间，所述致动器设有用于在中间燃料组件上和/或在其所插入的相关部位处的中间容器挡板处动作的装置，所述致动器装备有用于与在所述相关位置处可以插入的所述组件的操纵柱的夹具配合的夹持装置。
更准确地说，为致动器设置的所述装置作用在垂直于燃料组件的主方向的平面，特别是在垂直于限定出所述组件部位中的每一个的截面的方形侧面的四个方向，通常被称为东、南、西、北方向上的平面上。在这四个方向上的作用可以同时进行，或者可以两个两个顺次的方式沿南-北和东-西轴进行实施。
这些装置一般可包括电动、气动、机械或液压举升装置。这些装置可被自动致动或借助位于容器空腔边缘处或是位于燃料添加机中的控制台进行控制。
根据本发明的第一实施例，所述工具在燃料组件的整个高度上面延伸，并且可被定位在芯板上或被锚固到其上面，更具体而言是被定位到芯板所装备的定位销上。
这样为所述工具提供一定的刚性，和允许该致动器所装备的装置更加有效地在中间燃料组件上的动作。
根据本发明的另一种实施方式，所述工具仅包括一个用于仅在燃料组件头部上动作的致动器。
根据另一种变型，所述工具包括多个致动器，所述致动器分布在该工具高度上，且辅助位于所述燃料组件的格栅处。然而，考虑到在同一芯内设置不同源的组件并不少见，因此不可能所有格栅—支隔板都位于同一高度处。
因此，所述工具辅助装备有压力分配金属板，也就是说，竖直的、平的金属板，所述金属板特别是由不锈钢材料制成，平行于中间组件的侧面，并且在工具的整个高度之上延伸。这些金属板被紧固到致动器所装备的装置的端部处。
按照这种方式，由所述致动器产生的压力受到限制并且更好地分配到中间组件上。
这些金属板可通过各种适当的加强装置得到局部加强。
结合附图，通过以下仅为示例性的而非限制性的典型实施例，实施本发明的方式和从其中得到的优点得到更好地体现。
图1是根据本发明所述的工具的透视示意图；
图2是所述工具的纵向剖面的示意图；
图3是示出了所述工具处于收起位置的布置的横向剖面的示意图；
图4为与图3相似的示图，处于部分展开位置；和
图5为与图3相似的示图，处于完全展开位置。
由此，图1和图2示出了根据本发明的第一特定实施方式的工具。
如前面所述，该工具用于或是被核燃料组件燃料添加机操作，或是被专用于操作该工具的独立工具进行操纵。
在第一种情况下，燃料添加机的柱中的一个被布置用于操纵和储存所述工具，所述工具在添加燃料阶段中永远保持在燃料添加机内，并且在完成装载后可被去除，并且被放置在容器中以被传送和在其它位置处使用。
在第二种可选实施方式中，在重新装载阶段中，所述工具及为操作所述工具所需的元件被储存在建筑物中在反应堆的传送侧。如有需要，该工具被夹具3夹紧，所述夹具或可以是燃料添加机中的燃料操纵夹具，或可以是被紧固到辅助操纵装置上的夹具。该夹具通常以可逆的方式被紧固到操纵柱2的底端。
在所述实施例中，该工具包括安装在刚性结构9上的不同的致动器7、8，所述刚性结构的高度相当于燃料组件5的高度。
该刚性结构9在其底端装备有定位销10，该定位销10用于放置在为此设置的孔处，和放置在芯板1中制成的燃料组件部位中的每个上。
以这种方式用操纵柱(借助可逆地紧固到所述工具的头部4上的夹具3)保持，将所述工具保持在其两端处，分别在芯板上和在其顶端处，在平面X，Y，也就是说在水平平面中，赋予其一个参考点，此外在致动器功能范围中的更大的机械强度，及由此的更高的效率。
有利的是，该工具包括被称作“头部”的，附图标记为7的致动器，所述致动器用于作用在所述中间组件的头部上。该工具还包括分布在所述结构的高度上并且辅助保持与所述中间燃料组件5的格栅6并排直立的其它致动器8。
然而，为了更好地分配所述致动器的压力，该结构还包括压力分配金属板11，所述金属板在该结构的整个高度上延伸，如图1和2所示，被紧固到致动器上，并且平行于所述组件或挡板的由该金属板所挤压的侧面。
这些金属板通常由不锈钢制成，在必要时，可通过内部加强元件(未示出)得到加强，以便更好地承受在操作过程中由致动器施加到其上的压力。
以下对致动器进行更加详细的描述。
如图3、4和5所示，所述致动器在垂直于限定出燃料组件的所述方形截面的侧面的方向上，在南-北和东-西方向上具有水平的移动。
所述致动器一般包括电动、气动、机械或甚至是液压的举升机15，16。
这些装置的每一个的行程大约为3厘米，使得当工具处于收起位置时，所述装置可相对容易地插入到空的燃料组件位置中，以便能够执行其功能，而不会与相邻的燃料组件接触产生摩擦。
因此，在图3中，图中示出该工具处于完全收起的位置，且示出了允许在已处于适当位置处的组件上无摩擦地插入所述工具的间隙。
在图4中，所示致动器一方面被布置15在挤压挡板14的两个相对的面上，并且被布置在中间组件13上，以便推开具有一定形变的组件13，所述形变防止该组件插入到工具插入的位置中。
如果放入工具的所述部位的体积位置的占用空间一方面可由紧密相邻的组装造成，但是也可由组装线上的累积形变造成，则该致动器设置成，使得能够产生大约500daN的力，所述力足以推开中间燃料组件，甚至是一组组件。
要施加的力根据作用区，特别是在头部或燃料棒处，并且根据不同设备所容许的压力可具有不同大小。
图5示出了在四个面上布置的致动器，以便能够推开组件12和组件13。
在将组件安装在仅由三个已处于适当位置处的其它组件限定出的部位内的情况下，可施加到不具有相对组件的组件上的力与由致动器产生的名义力成比例，随着所述致动器在其它两个组件上的摩擦系数减小了该施加的力。
可想到的是，所述致动器可彼此独立移动，以便矫正该组件或变形组件的壁部。
当该操作完成时，该工具被收起并被清除至其等待位置。
处于所考虑部位的燃料组件随后可以常规方式被燃料添加机插入。
由于有可能以简单和快速的方式释放所讨论的组件的部位，因此，可以想到根据本发明所述的工具的全部价值。
根据一个未示出的实施例，根据本发明所述的工具可仅具有一个致动器7，所述致动器只在中间燃料组件的头部上动作。在这种假设条件下，该工具没有刚性结构9并且因此不挤压芯板1。

Claims (10)

1.一种用于辅助将核燃料组件(5)装载到反应堆芯内的工具，所述组件具有棱柱形形状和方形截面，并且被定位在多个同样具有方形截面的相邻部位上，，每个组件包括定位销和用于循环冷却液，特别是水的孔，其特征在于，所述工具具有至少一个致动器，所述致动器在处于收起位置时的占用空间小于燃料组件的占用空间，所述致动器设有用于中间燃料组件(12，13)上动作和/或在所述组件进行装载的相关部位处的中间反应堆容器挡板(14)上动作的装置(15，16)，所述致动器装备有用于与允许在所述相关部位处插入所述组件的操纵柱(2)的夹具(3)配合的夹持装置(4)。
2.根据权利要求1所述的用于辅助将核燃料组件(5)装载到反应堆芯内的工具，其特征在于，致动器或多个致动器所设置的所述装置作用在垂直于燃料组件的主方向，特别是在垂直于限定出组件部位中的每个的截面的方形侧面的四个方向中的平面上。
3.根据权利要求2所述的用于辅助将核燃料组件(5)装载到反应堆芯内的工具，其特征在于，致动器或多个致动器所设置的所述装置的作用可以在垂直于限定出组件部位中的每一个的截面的方形侧面的四个方向上同时进行，或者可以两个两个顺次的方式进行实施。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的用于辅助将核燃料组件(5)装载到反应堆芯内的工具，其特征在于，致动器或多个致动器所设置的所述装置(15，16)中包括电动、气动、机械或液压的举升机。
5.根据权利要求4所述的用于辅助将核燃料组件(5)装载到反应堆芯内的工具，其特征在于，所述举升机可被自动致动或借助位于容器空腔边缘处的，或是位于燃料添加机中的控制台进行控制。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的用于辅助将核燃料组件(5)装载到反应堆芯内的工具，其特征在于，所述工具在燃料组件的整个高度上面进行延伸，并且可被定位在芯板(1)上且被锚固到其上面，更具体而言是借助内部构件(9)被定位到该芯板(1)所设置的定位销上。
7.根据权利要求6所述的用于辅助将核燃料组件(5)装载到反应堆芯内的工具，其特征在于，所述工具包括多个致动器，所述致动器分布在工具高度上，并被固定到内部构件(9)上。
8.根据权利要求6和7中任一项所述的用于辅助将核燃料组件(5)装载到反应堆芯内的工具，其特征在于，所述工具装备有压力分配金属板(11)，所述金属板是平的，并且平行于中间组件的侧面进行安装，并且在工具的整个高度之上延伸，这些金属板被紧固到致动器所装备的装置(15，16)的端部，并且用于压靠在中间燃料组件或中间挡板上。
9.根据权利要求8所述的用于辅助将核燃料组件(5)装载到反应堆芯内的工具，其特征在于，所述压力分配金属板(11)可通过各种适当的加强装置得到局部加强。
10.根据权利要求1-5中任一项所述的用于辅助将核燃料组件(5)装载到反应堆芯内的工具，其特征在于，所述工具包括用于仅在燃料组件头部上动作的唯一的致动器。
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