CN202307166U - 用于燃料组件或燃料棒贮存容器中燃料棒的定位装置 - Google Patents

用于燃料组件或燃料棒贮存容器中燃料棒的定位装置 Download PDF

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CN202307166U CN2011203893753U CN201120389375U CN202307166U CN 202307166 U CN202307166 U CN 202307166U CN 2011203893753 U CN2011203893753 U CN 2011203893753U CN 201120389375 U CN201120389375 U CN 201120389375U CN 202307166 U CN202307166 U CN 202307166U
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陈梁
何少华
李涛
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Abstract

本实用新型提供一种用于燃料组件或燃料棒贮存容器中燃料棒的定位装置。该装置为一块安装在燃料组件或燃料棒贮存容器上方的定位板，在定位板上开有q个定位圆孔，每个定位圆孔的直径为燃料棒横截面直径的1.5～2.5倍，相邻定位圆孔的中心距为相邻栅元中心距的2倍。将定位板绕原点逆时针或顺时针旋转90°、180°、270°，共进行四次定位板的安装，即可对所有放置有燃料棒的栅元进行定位，并且这些栅元定位有且只有一次。本实用新型在定位板上设计定位孔，达到对燃料棒精确定位、方便操作及降低操作出错率的目的。

Description

用于燃料组件或燃料棒贮存容器中燃料棒的定位装置
技术领域
本实用新型涉及燃料组件或燃料棒贮存容器中燃料棒的定位装置，具体涉及一种将燃料棒从对称栅元分布的燃料组件或燃料棒贮存容器中，筛选并精确定位的装置。
背景技术
压水堆燃料组件构架沿长度方向分布若干定位格架，每层格架被垂直交叉的条带分成若干栅元，燃料棒插入到这些栅元中。燃料组件构架还包括导管，这些导管代替燃料棒插入在定位格架的某些栅元中，确保定位格架固定在沿燃料组件导管长度分布的位置上。这些燃料棒和导管密集阵列，与定位格架及上、下管座共同组成了燃料组件。
在对燃料棒进行操作(例如进行燃料组件修复工作)时，需要使用贮存燃料棒的容器，为了贮存并固定燃料棒，容器的设计同样采用栅元结构，燃料棒装入容器后紧密的排列在这些栅元中。
在燃料组件安装、拆卸、检查、修复及燃料棒的贮存、运输过程中，都有可能进行燃料棒的抓取和插拔动作，但是由于燃料棒端头直径较小，排列密集，而且对乏燃料组件燃料棒的操作需在水下进行远距离操作，所以对燃料棒的精确定位难度很大。
燃料组件栅元或燃料棒贮存容器栅元都具有以下特点：(1)放置燃料棒的栅元均为正方形，边长约等于(略大于)燃料棒截面直径；(2)栅元紧密排列；(3)用于放置燃料棒的栅元呈中心对称分布，且绕对称中心每旋转90°，栅元分布都与自身重合。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种将燃料棒从对称栅元分布的燃料组件或燃料棒贮存容器中，筛选并精确定位的一种装置。
实现本实用新型目的的技术方案：一种用于燃料组件或燃料棒贮存容器中燃料棒的定位装置，所述的燃料组件中的m个燃料棒或燃料棒贮存容器中的m个燃料棒分别放置于a×a对称分布的栅元中，a、m为整数，且m小于或等于a×a；栅元紧密排列，每个栅元均为正方形；m个燃料棒在a×a对称分布的栅元中放置位置满足绕对称中心每旋转90°，m个燃料棒在a×a对称分布的栅元中位置与之前重合；
该装置为一块安装在燃料组件或燃料棒贮存容器上方的定位板，在定位板上开有q个定位圆孔，每个定位圆孔的直径为燃料棒横截面直径的1.5～2.5倍，相邻定位圆孔的中心距为相邻栅元中心距的2倍；
(I)当a为奇数时，a＝2n+1，n为自然数。在a×a对称分布的栅元中，以对称中心为原点，以相邻栅元的中心距为单位长度，建立平面坐标系XOY，在该XOY坐标系内，建立m个燃料棒放置在a×a对称分布的栅元中的燃料棒中心点的集合M；设定q个定位圆孔的中心点的集合为Q；
在第一象限及Y轴正半轴内建立四个集合N1、N2、N3、N4，其中：
N1＝{(x，y)|x＝0，2，4，……，2n；y＝2，4，6，……，2n}；
N2＝{(x，y)|x＝1，3，5，……，2n+1；y＝2，4，6，……，2n}；
N3＝{(x，y)|x＝1，3，5，……，2n+1；y＝1，3，5，……，2n+1}；
N4＝{(x，y)|x＝0，2，4，……，2n；y＝1，3，5，……，2n+1}；
建立P1、P2、P3、P4四个集合，其中：
P1＝N1∩M；P2＝N2∩M；P3＝N3∩M；P4＝N4∩M；
求得q个定位孔中心点分布的集合Q为
Q＝{(x，y)|(x，y)∈P1}∪{(-y，x)|(x，y)∈P2}∪{(-x，-y)|(x，y)∈P3}∪{(y，-x)|(x，y)∈P4}；
(II)当a为偶数，a＝2n，n为自然数。在a×a对称分布的栅元中，以对称中心为原点，以相邻栅元的中心距的1/2为单位长度，建立平面坐标系XOY，在该XOY坐标系内，建立m个燃料棒放置在a×a对称分布的栅元中的燃料棒中心点的集合M；设定q个定位圆孔的中心点的集合为Q；
在第一象限内建立四个集合N1、N2、N3、N4，其中：
N1＝{(x，y)|x＝3，7，11，……，4n-1；y＝3，7，11，……，4n-1}
N2＝{(x，y)|x＝3，7，11，……，4n-1；y＝1，5，9，……，4n+1}
N3＝{(x，y)|x＝1，5，9，……，4n+1；y＝1，5，9，……，4n+1}
N4＝{(x，y)|x＝1，5，9，……，4n+1；y＝3，7，11，……，4n-1}
建立P1、P2、P3、P4四个集合，其中：
P1＝N1∩M；P2＝N2∩M；P3＝N3∩M；P4＝N4∩M；
求得q个定位孔中心点分布的集合Q为
Q＝{(x，y)|(x，y)∈P1}∪{(-y，x)|(x，y)∈P2}∪{(-x，-y)|(x，y)∈P3}∪{(y，-x)|(x，y)∈P4}
如上所述的一种用于燃料组件或燃料棒贮存容器中燃料棒的定位装置，其采用紧密排列的15×15对称分布的栅元，共225个栅元；204根燃料棒放置在204个燃料棒栅元一内，21根导管放置其余21个导管栅元内；204个燃料棒栅元一位置满足绕对称中心每旋转90°，204个燃料棒栅元一位置与之前重合；所述的定位板的长度、宽度与15×15对称分布的栅元总长度、宽度相等，该定位板上开设有51个定位圆孔一。
如上所述的一种用于燃料组件或燃料棒贮存容器中燃料棒的定位装置，其采用紧密排列的14×14对称分布的栅元，共196个栅元；132根燃料棒放置在132个燃料棒栅元二内，其余栅元为空白区域；132个燃料棒栅元二位置满足绕对称中心每旋转90°，132个燃料棒栅元二位置与之前重合；所述的定位板的长度、宽度与14×14对称分布的栅元总长度、宽度相等，该定位板上开设有33个定位圆孔二。
本实用新型的效果在于：
本实用新型所述的定位装置，以一种可以固定在燃料组件或燃料棒贮存容器上方的装置为定位板，在定位板上设计定位孔，通过计算定位孔分布，达到对燃料棒精确定位、方便操作及降低操作出错率的目的。
本实用新型具有以下优点：
(1)适用于所有放置燃料棒的栅元呈对称分布(绕对称中心每旋转90°，栅元分布与自身重合)的燃料组件或燃料棒贮存容器。
(2)定位孔中心距为相邻栅元中心距的2倍，通过增大定位孔的直径，降低对燃料棒的定位、操作难度，同时降低出错率。
(3)每次安装后，可对1/4的燃料棒栅元精确定位。旋转定位板0°、90°、180°、270°，共进行四次安装。四次安装过程中，定位孔每次对不同栅元进行定位，最终覆盖所有燃料棒栅元，且每个燃料棒定位次数有且只有一次。
附图说明
图1为某电厂燃料组件截面示意图；
图2为图1所示燃料组件设计的定位板上定位孔分布示意图；
图3为某电厂燃料棒贮存容器；
图4为图3所示燃料棒贮存容器设计的定位板上定位孔分布示意图；
图中：1.燃料棒栅元一；2.导管栅元；3.定位圆孔一；4.燃料棒栅元二；5.空白区域；6.定位圆孔二。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型所述的用于燃料组件或燃料棒贮存容器中燃料棒的定位装置作进一步描述。
实施例1
如图1所示，某电厂燃料组件，为紧密排列的15×15对称分布的栅元，共225个栅元，栅元均为正方形，栅元边长约等于(略大于)燃料棒截面直径。
204根燃料棒放置在204个燃料棒栅元一1内，21根导管放置其余21个导管栅元2内。204个燃料棒栅元一1位置满足绕对称中心每旋转90°，204个燃料棒栅元一1位置与之前重合。
如图2所示，本实用新型所述的定位装置为一块安装在燃料组件或燃料棒贮存容器上方的定位板，该定位板的长度、宽度与15×15对称分布的栅元总长度、宽度相等，该定位板上开设有51个定位圆孔一3，每个定位圆孔一3的直径为燃料棒横截面直径的1.5倍，相邻定位圆孔的中心距为相邻栅元中心距的2倍。
在15×15对称分布的栅元中，以对称中心为原点，以相邻栅元中心距为单位长度，建立平面坐标系XOY，在该XOY坐标系内，建立204个燃料棒放置在204个燃料棒栅元一1中心点的集合M(已知集合)；设定51个定位圆孔一3的中心点的集合为Q；
在第一象限及Y轴正半轴内建立四个集合N1、N2、N3、N4，其中：
N1＝{(x，y)|x＝0，2，4，……，2n；y＝2，4，6，……，2n}；
N2＝{(x，y)|x＝1，3，5，……，2n+1；y＝2，4，6，……，2n}；
N3＝{(x，y)|x＝1，3，5，……，2n+1；y＝1，3，5，……，2n+1}；
N4＝{(x，y)|x＝0，2，4，……，2n；y＝1，3，5，……，2n+1}；
建立P1、P2、P3、P4四个集合，其中：
P1＝N1∩M；P2＝N2∩M；P3＝N3∩M；P4＝N4∩M；
求得q个定位孔中心点分布的集合Q为
Q＝{(x，y)|(x，y)∈P1；}∪{(-y，x)|(x，y)∈P2}∪{(-x，-y)|(x，y)∈P3}∪{(y，-x)|(x，y)∈P4}。
采用上述定位装置对204个燃料组件的燃料棒栅元一1进行定位，具体如下：
(1)将定位板安装在燃料组件或燃料棒贮存容器上方。
(2)将步骤(1)所述的定位板绕原点逆时针旋转90°、180°、270°，共进行四次定位板的安装，即可对所有燃料棒栅元一1进行定位，并且每个燃料棒栅元一1定位有且只有一次。
考虑到定位板上其他定位或锁紧装置的布置需要，可将部分定位圆孔的位置通过绕对称中心旋转，移至其他象限，使空间布置更加合理。
实施例2
如图3所示，某电厂燃料棒贮存容器，为紧密排列的14×14对称分布的栅元，共196个栅元，栅元均为正方形，栅元边长约等于(略大于)燃料棒截面直径。
132根燃料棒放置在132个燃料棒栅元二4内，其余栅元为空白区域5。132个燃料棒栅元二4位置满足绕对称中心每旋转90°，132个燃料棒栅元二4位置与之前重合。
如图4所示，本实用新型所述的定位装置为一块安装在燃料组件或燃料棒贮存容器上方的定位板，该定位板的长度、宽度与14×14对称分布的栅元总长度、宽度相等，该定位板上开设有33个定位圆孔二6，每个定位圆孔二6的直径为燃料棒横截面直径的2.5倍，相邻定位圆孔的中心距为相邻栅元中心距的2倍。
在14×14对称分布的栅元中，以对称中心为原点，以相邻栅元中心距的1/2为单位长度，建立平面坐标系XOY，在该XOY坐标系内，建立132个燃料棒放置在132个燃料棒栅元一1中心点的集合M(已知集合)；设定33个定位圆孔二6的中心点的集合为Q；
在第一象限内建立四个集合N1、N2、N3、N4，其中：
N1＝{(x，y)|x＝3，7，11，……，4n-1；y＝3，7，11，……，4n-1}
N2＝{(x，y)|x＝3，7，11，……，4n-1；y＝1，5，9，……，4n+1}
N3＝{(x，y)|x＝1，5，9，……，4n+1；y＝1，5，9，……，4n+1}
N4＝{(x，y)|x＝1，5，9，……，4n+1；y＝3，7，11，……，4n-1}
建立P1、P2、P3、P4四个集合，其中：
P1＝N1∩M；P2＝N2∩M；P3＝N3∩M；P4＝N4∩M；
求得q个定位孔中心点分布的集合Q为
Q＝{(x，y)|(x，y)∈P1}∪{(-y，x)|(x，y)∈P2}∪{(-x，-y)|(x，y)∈P3}∪{(y，-x)|(x，y)∈P4}；
采用上述定位装置对132个燃料棒贮存容器的燃料棒栅元二4进行定位，具体如下：
(1)将一块定位板安装在燃料组件或燃料棒贮存容器上方。
(2)将步骤(1)所述的定位板绕原点顺时针旋转90°、180°、270°，共进行四次定位板的安装，即可对所有燃料棒栅元二4进行定位，并且每个燃料棒栅元二4定位有且只有一次。

Claims (3)

1.一种用于燃料组件或燃料棒贮存容器中燃料棒的定位装置，
所述的燃料组件中的m个燃料棒或燃料棒贮存容器中的m个燃料棒分别放置于a×a对称分布的栅元中，a、m为整数，且m小于或等于a×a；栅元紧密排列，每个栅元均为正方形；
m个燃料棒在a×a对称分布的栅元中放置位置满足绕对称中心每旋转90°，m个燃料棒在a×a对称分布的栅元中位置与之前重合；
其特征在于：该装置为一块安装在燃料组件或燃料棒贮存容器上方的定位板，在定位板上开有q个定位圆孔，每个定位圆孔的直径为1.5～2.5倍燃料棒横截面直径，相邻定位圆孔的中心距为相邻栅元中心距的2倍；
(I)当a为奇数时，a＝2n+1，n为自然数。在a×a对称分布的栅元中，以对称中心为原点，以相邻栅元的中心距为单位长度，建立平面坐标系XOY，在该XOY坐标系内，建立m个燃料棒放置在a×a对称分布的栅元中的燃料棒中心点的集合M；设定q个定位圆孔的中心点的集合为Q；
在第一象限及Y轴正半轴内建立四个集合N1、N2、N3、N4，其中：
N1＝{(x，y)|x＝0，2，4，......，2n；y＝2，4，6，......，2n}；
N2＝{(x，y)|x＝1，3，5，......，2n+1；y＝2，4，6，......，2n}；
N3＝{(x，y)|x＝1，3，5，......，2n+1；y＝1，3，5，......，2n+1}；
N4＝{(x，y)|x＝0，2，4，......，2n；y＝1，3，5，......，2n+1}；
建立P1、P2、P3、P4四个集合，其中：
P1＝N1∩M；P2＝N2∩M；P3＝N3∩M；P4＝N4∩M；
求得q个定位孔中心点分布的集合Q为
Q＝{(x，y)|(x，y)∈P1}∪{(-y，x)|(x，y)∈P2}∪{(-x，-y)|(x，y)∈P3}∪{(y，-x)|(x，y)∈P4}；
(II)当a为偶数，a＝2n，n为自然数。在a×a对称分布的栅元中，以对称中心为原点，以相邻栅元的中心距的1/2为单位长度，建立平面坐标系XOY，在该XOY坐标系内，建立m个燃料棒放置在a×a对称分布的栅元中的燃料棒中心点的集合M；设定q个定位圆孔的中心点的集合为Q；
在第一象限内建立四个集合N1、N2、N3、N4，其中：
N1＝{(x，y)|x＝3，7，11，......，4n-1；y＝3，7，11，......，4n-1}
N2＝{(x，y)|x＝3，7，11，......，4n-1；y＝1，5，9，......，4n+1}
N3＝{(x，y)|x＝1，5，9，......，4n+1；y＝1，5，9，......，4n+1}
N4＝{(x，y)|x＝1，5，9，......，4n+1；y＝3，7，11，......，4n-1}
建立P1、P2、P3、P4四个集合，其中：
P1＝N1∩M；P2＝N2∩M；P3＝N3∩M；P4＝N4∩M；
求得q个定位孔中心点分布的集合Q为
Q＝{(x，y)|(x，y)∈P1}∪{(-y，x)|(x，y)∈P2}∪{(-x，-y)|(x，y)∈P3}∪{(y，-x)|(x，y)∈P4}。
2.根据权利要求1所述的一种用于燃料组件或燃料棒贮存容器中燃料棒的定位装置，其特征在于：采用紧密排列的15×15对称分布的栅元，共225个栅元；204根燃料棒放置在204个燃料棒栅元一(1)内，21根导管放置其余21个导管栅元(2)内；204个燃料棒栅元一(1)位置满足绕对称中心每旋转90°，204个燃料棒栅元一(1)位置与之前重合；所述的定位板的长度、宽度与15×15对称分布的栅元总长度、宽度相等，该定位板上开设有51个定位圆孔一(3)。
3.根据权利要求1所述的一种用于燃料组件或燃料棒贮存容器中燃料棒的定位装置，其特征在于：采用紧密排列的14×14对称分布的栅元，共196个栅元；132根燃料棒放置在132个燃料棒栅元二(4)内，其余栅元为空白区域(5)；132个燃料棒栅元二(4)位置满足绕对称中心每旋转90°，132个燃料棒栅元二(4)位置与之前重合；所述的定位板的长度、宽度与14×14对称分布的栅元总长度、宽度相等，该定位板上开设有33个定位圆孔二(6)。
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