CN1975937B - 球床高温气冷堆一体化燃料卸料装置 - Google Patents
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Abstract
球床高温气冷堆一体化燃料卸料装置，属于反应堆工程设备技术领域。进料盘(1)固定在转动主轴(17)上，滚筒端盖(4)固定在进料盘(1)上，滚筒与螺旋齿条(5)通过两套轴承(19)安装到固定筒(7)上，固定筒(7)与后面板(10)固定在一起，后面板(10)固定在地上，检修用燃料挡板(14)位于料箱筒体(13)的下部；步进电机在变速箱(18)内将转动动力传给转动主轴(17)从而驱动进料盘(1)和滚筒与螺旋齿条(5)转动。本发明结构简单、体积小、易损件少、可靠性高；反应堆无需排空堆芯内所有的燃料球即可对卸料设备进行检修或零部件更换；适用于所有球床型高温气冷堆的堆芯燃料元件卸出和乏燃料贮罐乏燃料的卸出。
Description
技术领域
本发明涉及一种球床高温气冷堆燃料元件单一化和碎球分选的一体化装置，属于反应堆工程设备技术领域。
背景技术
球床高温气冷堆采用的是球形燃料元件，该球形燃料元件的直径是60毫米，整个燃料元件分为两个区域：中心燃料区和外层包壳区，燃料区的直径是50毫米，外部是5毫米厚的石墨包壳层。球形燃料元件在输送过程中和在堆芯内运行过程中，可能因机械碰撞等原因破损，如果破损的燃料元件裸露出燃料区，可能会导致放射性物质释放出来，不利于反应堆的安全运行，因此从反应堆堆芯卸出的燃料球首先要进行碎球分选，将不符合要求的燃料元件分选出来。
本发明的目的是提出一种球形燃料元件的碎球分选装置，该装置能够同时完成燃料元件的单一化和碎球分选功能，适用于球床型高温气冷堆。本发明是在10MW高温气冷堆碎球分离器的基础上完成的，10MW高温气冷堆碎球分离器在自主研发后，经过了冷态实验和热态实验的考验，已经成功应用到正在运行的10MW高温气冷堆上。
发明内容
本发明提出的一体化卸料装置，主要由两部分组成：燃料元件单一器和碎球分选器。
球床高温气冷堆一体化燃料卸料装置，该一体化燃料卸料装置主要包括进料盘1、进料孔2、进料挡板3、滚筒端盖4、滚筒与螺旋齿条5、检测轨板6、固定筒7、碎球漏斗8、好球漏斗9、后面板10、固定杆11、前面板法兰12、料箱筒体13、检修用燃料挡板14、燃料挡板15、与卸料管连接的法兰16，转动主轴17、变速箱18、轴承19；
料箱筒体13及前面板法兰12固定在卸料管上；进料孔2为进料盘1上加工的孔；进料盘1固定在转动主轴17上，滚筒端盖4固定在进料盘1上，进料盘1插入前面板法兰12处；滚筒与螺旋齿条5通过两套轴承19安装到固定筒7上，固定筒7与后面板10固定在一起，固定筒7和滚筒与螺旋齿条5插入滚筒端盖4上面固定；进料挡板3和碎球漏斗8固定在前面板法兰12上；好球漏斗9固定在后面板10上；后面板10先固定在地面上，再通过固定杆11与前面板法兰12相连接，前面板法兰12与料箱筒体13连接在一起；与卸料管连接的法兰16在料箱筒体13的末端；燃料挡板15固定在料箱筒体13的内部上侧；步进电机通过变速器在变速箱18内将转动动力传给转动主轴17从而驱动进料盘1和滚筒与螺旋齿条5转动；检测轨板6固定在前面板法兰12上；检修用燃料挡板14位于料箱筒体13的下部，其末端与料箱内部的表面完全重合，可靠固定，需要时可以上下移动。
动力传递原理为：步进电机通过变速箱18将转动动力传给转动主轴17，主轴17与进料盘1连接，进料盘1在主轴的驱动下转动；滚筒与螺旋齿条5通过滚筒端盖4与进料盘1相连接，因此滚筒与螺旋齿条5、滚筒端盖4、进料盘1都在主轴17的驱动下转动；滚筒与螺旋齿条5的筒体部分通过两个轴承19绕着固定筒7转动，固定筒7承载了滚筒与螺旋齿条5、滚筒端盖4和进料盘1的重量；固定筒7与后端盖10固定在一起，后端盖10是压力边界的一部分，固定在地面上；后端盖10通过6根固定杆11与前面板法兰12相连接，前面板法兰12与料箱13焊接在一起.
一体化卸料装置的检修：当卸料设备发生故障需要拆开检修，或轴承及密封垫等易损件的寿命已到，需要拆开更换时，检修的工艺流程为：反应堆卸压；打开维修用挡板14下部的法兰，将挡板14下端的固定杆与堆外的升降机连接，升降机将挡板14升到一定高度，挡板14前面的燃料球被完全挡住；卸料装置将挡板14后面的燃料球排空；将固定杆11拆下，然后将滚筒5与滚筒端盖4的连接销钉取下，即可将后面板10、固定筒7、轴承19和滚筒5拆出，检修完毕或是轴承等易损件更换完毕后，再将这些部件装好安装到原来位置，即完成卸料装置的检修或部件更换。由于料箱13内在挡板14前面还有大量燃料球，因此进料盘1不能取下，以阻挡放射性物质的释放和燃料球的意外滚动。
本发明提出的一体化卸料装置，具有以下优点：
1.燃料元件单一器和碎球分离器的一体化结构设计，采用同一动力源，单一器进料盘和碎球检测滚筒一起转动，同时实现燃料元件的单一化和碎球分选；
2.在燃料元件单一器进料盘后面安装有进料挡板，实现了进料盘每转动一圈，只有一个燃料元件进入到碎球检测滚筒上面，保证了碎球检测的准确性；
3.卸料管料箱内燃料挡板的设计，保证了燃料元件单一器进料盘前面堆积的燃料球高度合适，有利于燃料元件的单一化；
4.燃料元件单一器进料盘上的设计，促使进料盘前面堆积的燃料元件不断搅动，有利于燃料元件的单一化；
5.料箱内维修用燃料挡板的设计，保证了反应堆无需排空堆芯内所有的燃料球，即可对卸料设备进行检修或零部件更换。
6.结构比较简单、体积小、易损件较少、可靠性高，有利于设备的长期可靠运行，适用于所有球床型高温气冷堆的堆芯燃料元件卸出和乏燃料贮罐的乏燃料卸出。
附图说明
图1是本发明结构示意图。其中，1-进料盘；2-进料孔；3-进料挡板；4-滚筒端盖；5-滚筒与螺旋齿条；6-检测轨板；7-固定筒；8-碎球漏斗；9-好球漏斗；10-后面板；11-固定杆；12-前面板法兰；13-料箱筒体；14-检修用燃料挡板；15-燃料挡板；16-与卸料管连接的法兰；17-转动主轴；18-变速箱；19-轴承。
图2是本发明碎球漏斗处剖视图。
图3是碎球分选的碎球示意图。
具体实施方式
下面结合附图具体一下介绍本发明。
图1是本发明结构示意图.球床高温气冷堆一体化燃料卸料装置，主要部件包括：1-进料盘，2-进料孔，3-进料挡板，4-滚筒端盖，5-滚筒与螺旋齿条，6-检测轨板，7-固定筒，8-碎球漏斗，9-好球漏斗，10-后面板，11-固定杆，12-前面板法兰，13-料箱筒体，14-检修用燃料挡板，15-燃料挡板，16-与卸料管连接的法兰，17-转动主轴，18-变速箱，19-轴承.
料箱13及前面板法兰12固定在卸料管上不动；进料口2为进料盘1上加工的孔；进料盘1固定在转动主轴17上后，滚筒端盖4固定到进料盘1上，然后将进料盘1插入料箱末端(法兰12)处；滚筒5通过两套轴承19安装到固定筒7上，固定筒7再与后面板10通过螺栓固定在一起，将固定筒7和滚筒5插入滚筒端盖4上面通过螺栓或销钉可靠固定；进料挡板3和碎球漏斗8固定在前面板12上；好球漏斗9固定在后面板10上；后面板10先固定在地面上，再通过固定杆11与料箱13的法兰12相固定；与卸料管连接的法兰16在料箱13的末端；燃料挡板15固定在料箱筒体13的内部上侧；维修用挡板14可靠固定(需要时可移动)，其末端与料箱内部的表面完全重合，以使燃料球流动通畅。步进电机通过变速器在变速箱18内将转动动力传给转动主轴17从而驱动进料盘1和滚筒5转动；检测轨板6固定在前面板12上。
卸料管内的燃料球通过法兰口16流入筒形料箱13，经过挡板15后，料位变低，到进料盘1处，料位的高度为2到3层燃料球；进料盘1由主轴17驱动作逆时针转动，在进料口2的前面设置了半圆柱形的球扰动装置，使得进料盘1前面堆积的燃料球不断被搅动，从而滚入进料盘上的进料口2，进料口2的设计为渐扩的柱形，滚入进料口的燃料球无法再次回到料箱13；由于位于下部的大半圆环形进料挡板3的阻碍，进入进料口2的燃料球只能在进料口转动到进料挡板3顶部以上才能滚入滚筒与螺旋齿条5上，而料箱内堆积的燃料球高度低于进料挡板3的高度，这就保证了进料盘每转动一圈，只有一个燃料球滚入滚筒与螺旋齿条上；进入滚筒与螺旋齿条内的燃料球在滚筒与检测轨板上面，在螺旋齿条的推动下向前运动的同时，也不断进行翻滚检测，破损的燃料球及其碎片通过滚筒与检测轨板之间的空隙落入碎球漏斗8，然后输送到碎球罐贮存，完整的燃料球通过检测轨板末端滚入好球漏斗9，进入好球输送管道，完成碎球的分选。图2是本发明碎球漏斗处剖视图。5-滚筒与螺旋齿条，6-检测轨板，7-固定筒，8-碎球漏斗，17-转动主轴。
图3是碎球分选的燃料球示意图。
本发明采用同一动力源，单一器进料盘和碎球检测滚筒一起转动，同时实现燃料元件的单一化和碎球分选，保证了碎球检测的准确性；结构比较简单、体积小、易损件较少、可靠性高，有利于设备的长期可靠运行，料箱内维修用燃料挡板的设计，保证了反应堆无需排空堆芯内所有的燃料球，即可对卸料设备进行检修或零部件更换。适用于所有球床型高温气冷堆的堆芯燃料元件卸出和乏燃料贮罐乏燃料的卸出。
Claims (2)
1.球床高温气冷堆一体化燃料卸料装置，其特征在于，该一体化燃料卸料装置主要包括进料盘(1)、进料孔(2)、进料挡板(3)、滚筒端盖(4)、滚筒与螺旋齿条(5)、检测轨板(6)、固定筒(7)、碎球漏斗(8)、好球漏斗(9)、后面板(10)、固定杆(11)、前面板法兰(12)、料箱筒体(13)、燃料挡板(15)、与卸料管连接的法兰(16)，转动主轴(17)、变速箱(18)、轴承(19)；
料箱筒体(13)及前面板法兰(12)固定在卸料管上；进料孔(2)为进料盘(1)上加工的孔；进料盘(1)固定在转动主轴(17)上，滚筒端盖(4)固定在进料盘(1)上，进料盘(1)插入前面板法兰(12)处；滚筒与螺旋齿条(5)通过两套轴承(19)安装到固定筒(7)上，固定筒(7)与后面板(10)固定在一起，固定筒(7)和滚筒与螺旋齿条(5)插入滚筒端盖(4)上面固定；进料挡板(3)和碎球漏斗(8)固定在前面板法兰(12)上；好球漏斗(9)固定在后面板(10)上；后面板(10)先固定在地面上，再通过固定杆(11)与前面板法兰(12)相连接，前面板法兰(12)与料箱筒体(13)连接在一起；与卸料管连接的法兰(16)在料箱筒体(13)的末端；燃料挡板(15)固定在料箱筒体(13)的内部上侧；步进电机通过变速器在变速箱(18)内将转动动力传给转动主轴(17)从而驱动进料盘(1)和滚筒与螺旋齿条(5)转动；检测轨板(6)固定在前面板法兰(12)上。
2.根据权利要求1所述的球床高温气冷堆一体化燃料卸料装置，其特征在于，该一体化燃料卸料装置还包括一个检修用燃料挡板(14)，检修用燃料挡板(14)位于料箱筒体(13)的下部，其末端与料箱内部的表面完全重合，可靠固定，可以上下移动。
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