一种小型模块化反应堆的装换料设备
技术领域
本实用新型涉及核电站反应堆的装换料系统设计,特别是涉及一种小型模块化反应堆的装换料设备。
背景技术
核电站反应堆的装换料系统(FHS)是非常重要的系统,因为它涉及燃料的吊取、运输、贮存、装载等操作,执行安全和非安全相关功能,子系统和设备又多又复杂,且与厂房布置紧密关联,因此装换料系统的设计是核电站设计(即使是概念设计阶段)不可忽略的重要组成部分。
小型模块化反应堆(SMR)的主要特征是将蒸汽发生、稳压器、冷却剂泵、驱动机构等主设备集成在压力容器上,形成没有管道的一体化布置,另外一般将反应堆系统置于紧凑的安全壳内,并部分或全部埋于地下。
紧凑型(或者小型)安全壳对装换料系统的设计而言,存在以下几个问题:
1、安全壳内空间小,无法像大型安全壳(比如秦山或者三门核电站)一样设置环吊。环吊在常规压水堆中用于吊装压力容器顶盖、堆内构件等,而SMR在换料时也需要吊走一体化蒸汽发生器、堆内构件等。
2、SMR在一体化本体周围布置安全系统的设备,比如堆芯补水箱等等,这样就大大减小了一体化本体周围的空间,使得难以布置常规压水堆中长方形的换料水池。
3、如第2点所述,一体化本体周围空间小,无法布置矩形的换料水池,从而也无法像常规压水堆那样在换料水池上布置装卸料机。装卸料机设备庞大,除了操作空间外,还要放置空间,因此SMR的小型安全壳内放不下装卸料机。
4、SMR本体的直径虽然小,但高度相对较高,堆芯上方除了堆内构件外,还有一体化的蒸汽发生器和稳压器。在换料时,移走了堆芯上部遮蔽物之后,燃料吊运的纵向距离会很长,这种情况下要么设计更复杂的燃料操纵机械,要么增设人的操作平台,进行辅助的对准等操作。
实用新型内容
本实用新型就是为了解决上述问题,克服现有技术中小型模块化反应堆装换料所存在的问题,本实用新型提供一种小型模块化反应堆的装换料设备以满足需求。
为了实现上述目的,本实用新型的技术方案如下:
一种小型模块化反应堆的装换料设备,包括安全壳、压力容器和换料水池,所述压力容器和换料水池均设置于安全壳内,所述换料水池设置于压力容器上方,所述换料水池下方设置有开口并与压力容器的上端开口连通,其特征在于,还包括燃料运输通道、辅助换料平台、装卸料平台和设备吊车,所述燃料运输通道穿过安全壳和换料水池的外壁伸入换料水池内,所述辅助换料平台架设于换料水池上,所述装卸料平台设置于安全壳外的换料水池上方,所述设备吊车设置于装卸料平台的上方。
上述一种小型模块化反应堆的装换料设备,其特征在于,所述换料水池为圆柱形,所述换料水池顶部设置有一圈环形轨道。
上述一种小型模块化反应堆的装换料设备,其特征在于,所述辅助换料平台包括辅助换料桥架和人员平台,所述辅助换料桥架的两端架设于所述环形轨道内,所述人员平台架设于辅助换料桥架上并能沿辅助换料桥架移动。
上述一种小型模块化反应堆的装换料设备,其特征在于,所述人员平台位于所述辅助换料桥架的下方。
上述一种小型模块化反应堆的装换料设备,其特征在于,所述装卸料平台包括两条设置于安全壳两侧的土建支撑墙,设置于两条所述土建支撑墙上的移动轨道,架设于所述移动轨道上的装卸料桥架,架设于所述装卸料桥架上的换料车,和设置于换料车上的燃料操纵杆。
本实用新型的有益效果是:适用于采用小型安全壳的小型模块化反应堆,实现装换料功能,几乎不占据安全壳内空间,且设计简单,可实施性强。
附图说明
图1是本实用新型的整体示意图;
图2为安全壳内的俯视示意图;
图3为整体的俯视示意图。
图中标号为:100-安全壳;200-压力容器;300-换料水池;400-燃料运输通道;410-燃料运输机;500-装卸料平台;510-换料车;511-燃料操纵杆;520-装卸料桥架;521-土建支撑墙;522-移动轨道;600-设备吊车;610-设备吊车桥架;620-起升机构;630-吊钩;700-辅助换料平台;710-辅助换料桥架;720-人员平台;730-环形轨道
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本实用新型。
参看图1,一种小型模块化反应堆的装换料设备,包括安全壳100、压力容器200和换料水池300,压力容器200和换料水池300均设置于安全壳100内,换料水池300设置于压力容器200上方,换料水池300下方设置有开口并与压力容器200的上端开口连通,还包括燃料运输通道400、辅助换料平台700、装卸料平台500和和设备吊车600。
换料水池300为圆柱形,换料水池300顶部设置有一圈环形轨道730。
燃料运输通道400穿过安全壳100和换料水池300的外壁伸入换料水池300内,燃料运输通道400上设置有燃料运输机410。
辅助换料平台700包括辅助换料桥架710和人员平台720。辅助换料桥架710的两端架设于环形轨道730上,辅助换料桥架710能沿着环形轨道730进行旋转,人员平台720架设于辅助换料桥架710上并能沿辅助换料桥架710移动,人员平台720一般架设于辅助换料桥架710的下方。
装卸料平台500包括两条设置于安全壳两侧的土建支撑墙521,设置于两条土建支撑墙521上的移动轨道522,架设于移动轨道522上的装卸料桥架520,和架设于装卸料桥架520上的换料车510,装卸料桥架520能沿移动轨道522进行直线移动,换料车510能够沿装卸料桥架520进行直线移动,换料车510上设置有燃料操纵杆511。
设备吊车600设置于装卸料平台500的上方。设备吊车600包括起升机构620和带动起升机构620沿X轴和Y轴移动的设备吊车桥架610,起升机构620下还连接吊钩630。
当反应堆需要换料时,首先利用设备吊车600的吊钩630打开安全壳100的顶盖(图1中安全壳顶部虚线部分),然后将设备吊车600的起升机构620移至安全壳100正上方,利用吊钩630吊出堆芯上的各种遮蔽物(如蒸汽发生器、稳压器、堆内构件等),放于维护厂房内。
然后启用换料车510,换料车510通过装卸料桥架520的移动,将换料车510移动至需要更换的燃料组件的正上方,放下燃料操纵杆511,对堆芯内的燃料进行抓取和吊运等操作。
在燃料操纵杆511进行燃料操作时,需要启用安全壳100内的辅助换料平台700。辅助换料平台700平时放在维护厂房内,当进行换料操作时,由设备吊车600的吊钩630将辅助换料平台700导入安全壳100内,并置于换料水池300上的环形轨道730上。当换料结束后,同样利用吊钩630将辅助换料平台700吊出安全壳100。
在辅助换料平台700工作的时候,首先将辅助换料桥架710旋转至合适角度,平移人员平台720至合适位置,然后人员平台720上的操作员对燃料操纵杆511进行对准等操作。
换料的时候,燃料被燃料操纵杆511吊起之后,利用换料车510在装卸料桥架520(装卸料桥架520在移动轨道522上移动)上的移动将燃料移至堆芯中心位置或移出;然后转动辅助换料平台700的辅助换料桥架710,使其与燃料运输通道400平行;接着利用换料车510的移动,将燃料放入燃料运输通道400内的燃料运输机410,通过燃料运输机410进出安全壳厂房和燃料厂房。
本实用新型只是提供了安全壳100内的装换料方案,至于燃料厂房内的燃料操作和常规压水堆差别不大,此处不赘述。
另外,之所以将人员平台720吊于辅助换料桥架710之下,一方面辅助换料桥架710是简单受力结构,吊装更稳定;另一方面吊装形式使得人员平台720离堆芯更近,从而更容易进行人工辅助对准操作。
本实用新型的有益效果是:适用于布置小型安全壳的小型模块化反应堆,实现装换料功能,几乎不占据安全壳内空间,且设计简单,可实施性强。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解,本实用新型不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理,在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。