CN217880864U - 燃料元件输送装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃料元件输送装置，所述燃料元件输送装置包括壳体和取料组件，壳体的上端面上设有燃料进口，壳体的下端面上设有燃料出口，且燃料进口在竖直方向上的投影和燃料出口在竖直方向上的投影间隔分布，取料组件设在壳体内以阻隔燃料出口内的气流进入燃料进口内，取料组件具有取料通孔，取料组件的取料通孔在取料位置和排料位置之间可移动，在取料位置，取料通孔与燃料进口连通，在排料位置，取料通孔与燃料出口连通。通过将燃料进口和燃料出口分隔设置，并将取料组件设于两者之间以阻隔氦气气流进入燃料进口内，避免对球形燃料元件的输送造成影响。并且，通过取料组件的取料通孔的位置变换，实现单一化输送球形燃料元件的功能。

Description

燃料元件输送装置

技术领域

本实用新型涉及反应堆工程技术领域，尤其涉及一种燃料元件输送装置。

背景技术

球床式高温气冷堆是一种固有安全性好，可用于高效发电和高温供热的先进核反应堆，是国际核能领域第四代核能系统中的首选堆型之一。燃料装卸系统是实现球床式高温气冷堆长期安全稳定运行的关键系统，主要执行新燃料装入、乏燃料卸出和燃料元件再循环返回堆芯功能。球床式高温堆燃料装卸系统在设计上主要采用单列化和单一化的定向输送原则，利用重力和气动两种方式输送和装卸燃料元件。为防止气动提升系统的输送气源对重力落球管路的球流运动造成影响，燃料装卸系统需要在重力落球管路设置一种氦气阻流装置，该氦气阻流装置需要在执行气体阻流功能的前提下同时实现球形燃料元件的单一化输送功能。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本实用新型的实施例提出一种燃料元件输送装置，该装置不仅可实现球形燃料元件单一化输送和气体阻流的功能，还可实现燃料元件中碎屑自导流的功能。

本实用新型实施例的燃料元件输送装置包括壳体和取料组件，所述壳体的上端面上设有燃料进口，所述壳体的下端面上设有燃料出口，且所述燃料进口在竖直方向上的投影和所述燃料出口在竖直方向上的投影间隔分布，所述取料组件设在所述壳体内以阻隔所述燃料出口内的气流进入所述燃料进口内，所述取料组件具有取料通孔，所述取料组件的取料通孔在取料位置和排料位置之间可移动，在所述取料位置，所述取料通孔与所述燃料进口连通，在所述排料位置，所述取料通孔与所述燃料出口连通。

本实用新型实施例的燃料元件输送装置，通过将燃料进口和燃料出口分隔设置，并将取料组件设于两者之间以阻隔燃料出口内的氦气气流进入燃料进口内，避免氦气气流对燃料进口和燃料输入管内球形燃料元件的输送造成影响。并且，通过取料组件的取料通孔的位置变换，实现单一化输送球形燃料元件的功能。

由此，本实用新型实施例的燃料元件输送装置实现了燃料元件的单一化输送功能和氦气阻流功能。

在一些实施例中，所述取料组件包括圆形的挡板和取料盘，所述挡板设在所述壳体内，所述挡板上设有与所述燃料出口连通的过料通孔，所述取料盘可转动地设在所述挡板的上端面上，所述取料通孔设在所述取料盘上，在所述排料位置，所述取料通孔与所述过料通孔连通。

在一些实施例中，所述取料通孔为多个，多个所述取料通孔沿所述取料盘的周向间隔分布，在所述取料位置，任一所述取料通孔与所述燃料进口连通，在所述排料位置，任一所述取料通孔与所述过料通孔连通。

在一些实施例中，所述壳体的下端面上设有导流孔，所述挡板上设有与所述导流孔连通的排屑槽，所述取料通孔的移动轨迹与所述排屑槽的路径具有重合的部分。

在一些实施例中，所述排屑槽在竖直方向上的投影呈圆弧状，所述排屑槽的圆心与所述取料通孔的移动轨迹的圆心同心。

在一些实施例中，所述取料组件还包括设在所述排屑槽内的支撑架，所述支撑架包括弧形支撑杆和多根连接杆，所述弧形支撑杆的两端分别与所述排屑槽在路径方向上的两端的壁面相连，所述连接杆沿所述挡板的径向设置，多个所述连接杆沿所述挡板的周向间隔布设在所述排屑槽内且与所述弧形支撑杆相连。

在一些实施例中，所述导流孔的横截面积从上到下逐渐减小。

在一些实施例中，所述壳体上设有屏蔽罐，且所述导流孔与所述屏蔽罐的内腔连通。

在一些实施例中，还包括驱动件，所述驱动件与所述取料盘相连，所述驱动件用于驱动所述取料盘转动。

在一些实施例中，所述驱动件为驱动电机，所述驱动电机的输出轴与所述取料盘的中心轴相连。

附图说明

图1是本实用新型实施例的燃料元件输送装置的第一剖视示意图。

图2是本实用新型实施例的燃料元件输送装置的第二剖视示意图。

图3是本实用新型实施例的燃料元件输送装置的挡板的示意图。

附图标记：

壳体1、燃料进口11、燃料出口12、导流孔13、

取料组件2、挡板21、过料通孔211、排屑槽212、取料盘22、取料通孔221、支撑架23、弧形支撑杆231、连接杆232、

驱动件3、驱动电机31。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面结合附图描述本实用新型实施例的燃料元件输送装置。

如图1至图3所示，本实用新型实施例的燃料元件输送装置包括壳体1和取料组件2。壳体1的上端面上设有燃料进口11，壳体1的下端面上设有燃料出口12，且燃料进口11在竖直方向上的投影和燃料出口12在竖直方向上的投影间隔分布。取料组件2设在壳体1内以阻隔燃料出口12内的气流进入燃料进口11内，取料组件2具有取料通孔221，取料组件2的取料通孔221在取料位置和排料位置之间可移动。在取料位置，取料通孔221与燃料进口11连通，在排料位置，取料通孔221与燃料出口12连通。

可以理解的是，如图1所示，壳体1的燃料进口11与燃料输入管相连，壳体1的燃料出口12与燃料输出管相连。本实用新型实施例的燃料元件输送装置输送的燃料为球形燃料元件，球形燃料元件在自身重力的作用下从燃料输入管内经燃料进口11落入壳体1内，然后取料组件2将一个球形燃料元件运输至燃料出口12上方，球形燃料元件在自身重力作用下经燃料出口12落入燃料输出管内。

其中，燃料输出管与球床式高温气冷堆的气动提升系统相连通，燃料输出管内充满氦气，燃料输出管内的压强大于燃料输入管内的压强。若燃料输出管与燃料输入管处于连通的状态下，燃料输出管内的氦气气流会阻碍燃料输入管中的球形燃料元件下落。因此，通过取料组件2将燃料输入管和燃料输出管隔开，避免氦气气流对燃料输入管的球流运动造成影响。

可选地，如图1所示，壳体1包括上壳盖和下壳座，上壳盖与下壳座相连并在两者之间限定出容纳腔。燃料进口11开设在上壳盖上且沿上下方向延伸，燃料进口11位于上壳盖的右部，燃料进口11的下端与容纳腔连通。燃料出口12开设在下壳座上且沿上下方向延伸，燃料出口12位于下壳座的左部，燃料出口12的上端与容纳腔连通。取料组件2设在容纳腔内，取料组件2的厚度与容纳腔的沿上下方向之间距离相等，取料组件2位于燃料进口11的下方和燃料出口12的上方以将两者封堵。

进一步地，如图1所示，取料组件2上设有取料通孔221，取料通孔221沿上下方向延伸。取料通孔221在取料位置和排料位置之间可移动，在取料位置时，取料通孔221的上端与燃料进口11的下端连通，在排料位置时，取料通孔221的下端与燃料出口12的上端连通。由此，当取料通孔221在取料位置时，一个球形燃料元件从壳体1的燃料进口11内落入取料组件2的取料通孔221内，然后，取料通孔221移动至排料位置，以将取料通孔221内的球形燃料元件输送至排料位置，球形燃料元件从取料通孔221内落入燃料出口12内，从而实现单一球形燃料元件的输送。

此外，取料组件2的取料通孔221的直径大于球形燃料元件的外径，取料通孔221的深度比球形燃料元件的外径多2mm，以确保取料通孔221内仅能存放一个球形燃料元件。

本实用新型实施例的燃料元件输送装置，通过将燃料进口11和燃料出口12分隔设置，并将取料组件2设于两者之间以阻隔燃料出口12内的氦气气流进入燃料进口11内，避免氦气气流对燃料进口11和燃料输入管内球形燃料元件的输送造成影响。并且，通过取料组件2的取料通孔221的位置变换，实现单一化输送球形燃料元件的功能。

在一些实施例中，如图1至图3所示，取料组件2包括圆形的挡板21和取料盘22。挡板21设在壳体1内，挡板21上设有与燃料出口12连通的过料通孔211。取料盘22可转动地设在挡板21的上端面上，取料通孔221设在取料盘22上，在排料位置，取料通孔221与过料通孔211连通。

可选地，如图1至图3所示，挡板21的中心轴线和取料盘22的中心轴线共轴。挡板21位于取料盘22的下方，取料盘22沿自身中心轴线可转动地设在挡板21的上端面上。取料盘22的上端面与壳体1的内周壁密封滑动接触，取料盘22的下端面与挡板21的上端面密封滑动接触。取料通孔221设在取料盘22上，也即是取料盘22转动以带动取料通孔221的位置发生变化，取料通孔221的运动路径呈圆形。

进一步地，如图1所示，取料通孔221为多个，多个取料通孔221沿取料盘22的周向间隔分布。在取料位置，任一取料通孔221与燃料进口11连通，在排料位置，任一取料通孔221与过料通孔211连通。

可以理解的是，若仅有一个取料通孔221，当取料通孔221处于取料位置时，取料盘22旋转180°，取料通孔221转至排料位置，以完成一个球形燃料元件的输送。取料盘22再旋转180°后，取料通孔221重新回到取料位置，也即是，取料盘22旋转360°仅能将一个球形燃料元件输送至燃料出口12。因此，通过设置多个取料通孔221，使取料盘22旋转360°能将完成多个球形燃料元件的输送，以提高球形燃料元件的输送効率。

具体地，如图1所示，取料通孔221为两个，两个取料通孔221沿取料盘22的周向间隔分布。在取料位置或排料位置时，任一取料通孔221与燃料进口11连通，另一取料通孔221与过料通孔211连通。

在一些实施例中，如图1至图3所示，壳体1的下端面上设有导流孔13，挡板21上设有与导流孔13连通的排屑槽212，取料通孔221的移动轨迹与排屑槽212的路径具有重合的部分。换言之，取料盘22在旋转时，取料通孔221在移动过程中会与排屑槽212连通，以使球形燃料元件上的碎屑经排屑槽212落至导流孔13内，从而实现碎屑的自导流功能，避免碎屑相容性低导致的装置卡堵问题发生。

在一些实施例中，如图1至图3所示，排屑槽212在竖直方向上的投影呈圆弧状，排屑槽212的圆心与取料通孔221的移动轨迹的圆心同心。

可以理解的是，如图3所示，排屑槽212呈圆弧状，排屑槽212的中心轴线与挡板21的中心轴线共轴，也即是，排屑槽212的中心轴线与取料盘22的中心轴线共轴，进而是，排屑槽212的圆心与取料通孔221的移动轨迹的圆心同心。并且，排屑槽212的半径和取料通孔221与取料盘22之间的径向距离大体相同，以使取料通孔221环绕取料盘22的中心轴线旋转的过程中，取料通孔221会与排屑槽212连通。

具体地，如图3所示，排屑槽212呈半圆弧状。以取料盘22上的一个取料通孔221为例，该取料通孔221环绕取料盘22的中心轴线旋转360°的移动距离，其中有一半的移动距离，该取料通孔221与排屑槽212相连通。

进一步地，如图1至图3所示，取料组件2还包括设在排屑槽212内的支撑架23，支撑架23包括弧形支撑杆231和多根连接杆232。弧形支撑杆231的两端分别与排屑槽212在路径方向上的两端的壁面相连，连接杆232沿挡板21的径向设置，多个连接杆232沿挡板21的周向间隔布设在排屑槽212内且与弧形支撑杆231相连。

具体地，如图3所示，弧形支撑杆231的中心轴线与挡板21的中心轴线共轴，且弧形支撑杆231位于排屑槽212的中间位置。连接杆232为两个，连接杆232沿挡板21的径向设置，连接杆232的中间部位与弧形支撑杆231相连。

由此，支撑架23起到支撑球形燃料元件的作用，在确保球形燃料元件不会掉落至排屑槽212内的前提下，实现球形燃料元件排屑的功能。并且，球形燃料元件在经过排屑槽212的过程中，球形燃料元件位于弧形支撑杆231的正上方。

在一些实施例中，如图1和图2所示，导流孔13的横截面积从上到下逐渐减小。可以理解的是，导流孔13呈倒锥形，以使经排屑槽212落入导流孔13内的碎屑，沿着导流孔13倾斜的孔壁向下滑动。

进一步地，壳体1上设有屏蔽罐(图中未示出)，且导流孔13与屏蔽罐的内腔连通，屏蔽罐用于贮存经排屑槽212排出排出的石墨/燃料碎屑。

在一些实施例中，如图1和图2所示，还包括驱动件3，驱动件3与取料盘22相连，驱动件3用于驱动取料盘22转动。具体地，驱动件3为驱动电机31，驱动电机31的输出轴与取料盘22的中心轴相连。其中，取料盘22上具有中心轴，中心轴上套设有轴承，轴承卡设在壳体1内，从而实现取料盘22可转动地设在壳体1内。取料盘22的中心轴的上端与驱动电机31的输出轴的下端相连。

综上，本实用新型实施例的燃料元件输送装置通过各部件的配合以实现燃料元件的单一化输送功能、氦气阻流功能和碎屑导流功能。本实用新型实施例的装置可解决现有技术阻流器碎屑相容性低导致的设备卡堵的问题，极大提高了燃料装卸系统设备的可靠性，有利于提高球床式高温气冷堆核电机组的可用性和经济效益，并且，减少了装置检修的频率，有利于降低现有技术中的阻流器检修带来的内照射和外照射风险。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种燃料元件输送装置，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体的上端面上设有燃料进口，所述壳体的下端面上设有燃料出口，且所述燃料进口在竖直方向上的投影和所述燃料出口在竖直方向上的投影间隔分布；

取料组件，所述取料组件设在所述壳体内以阻隔所述燃料出口内的气流进入所述燃料进口内，所述取料组件具有取料通孔，所述取料组件的取料通孔在取料位置和排料位置之间可移动，在所述取料位置，所述取料通孔与所述燃料进口连通，在所述排料位置，所述取料通孔与所述燃料出口连通。

2.根据权利要求1所述的燃料元件输送装置，其特征在于，所述取料组件包括圆形的挡板和取料盘，所述挡板设在所述壳体内，所述挡板上设有与所述燃料出口连通的过料通孔，所述取料盘可转动地设在所述挡板的上端面上，所述取料通孔设在所述取料盘上，在所述排料位置，所述取料通孔与所述过料通孔连通。

3.根据权利要求2所述的燃料元件输送装置，其特征在于，所述取料通孔为多个，多个所述取料通孔沿所述取料盘的周向间隔分布，在所述取料位置，任一所述取料通孔与所述燃料进口连通，在所述排料位置，任一所述取料通孔与所述过料通孔连通。

4.根据权利要求2所述的燃料元件输送装置，其特征在于，所述壳体的下端面上设有导流孔，所述挡板上设有与所述导流孔连通的排屑槽，所述取料通孔的移动轨迹与所述排屑槽的路径具有重合的部分。

5.根据权利要求4所述的燃料元件输送装置，其特征在于，所述排屑槽在竖直方向上的投影呈圆弧状，所述排屑槽的圆心与所述取料通孔的移动轨迹的圆心同心。

6.根据权利要求5所述的燃料元件输送装置，其特征在于，所述取料组件还包括设在所述排屑槽内的支撑架，所述支撑架包括弧形支撑杆和多根连接杆，所述弧形支撑杆的两端分别与所述排屑槽在路径方向上的两端的壁面相连，所述连接杆沿所述挡板的径向设置，多个所述连接杆沿所述挡板的周向间隔布设在所述排屑槽内且与所述弧形支撑杆相连。

7.根据权利要求4所述的燃料元件输送装置，其特征在于，所述导流孔的横截面积从上到下逐渐减小。

8.根据权利要求7所述的燃料元件输送装置，其特征在于，所述壳体上设有屏蔽罐，且所述导流孔与所述屏蔽罐的内腔连通。

9.根据权利要求2所述的燃料元件输送装置，其特征在于，还包括驱动件，所述驱动件与所述取料盘相连，所述驱动件用于驱动所述取料盘转动。

10.根据权利要求9所述的燃料元件输送装置，其特征在于，所述驱动件为驱动电机，所述驱动电机的输出轴与所述取料盘的中心轴相连。

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