CN219003803U - 一种高温气冷堆燃料装卸系统的碎球分选装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种高温气冷堆燃料装卸系统的碎球分选装置，包括本体、重力落球管道、碎球分选单元、配重块、第一漏斗和第二漏斗；所述重力落球管道位于所述本体的上方，且所述重力落球管道与所述本体连通；所述碎球分选单元设置于所述本体的内部；所述配重块设置于所述碎球分选单元的第二端的底部；所述碎球分选单元上设置有镂空槽，所述镂空槽贯穿所述碎球分选单元的上表面和下表面；所述第一漏斗和所述第二漏斗分别与所述本体连通；所述第一漏斗位于所述碎球分选单元的第一端的下方，所述第二漏斗位于所述碎球分选单元的第二端的下方。本实用新型的一个技术效果在于，设计合理，能够有效地筛选破碎的燃料元件，操作简单，可靠性较高。

Description

一种高温气冷堆燃料装卸系统的碎球分选装置

技术领域

本实用新型属于核电技术领域，具体涉及一种高温气冷堆燃料装卸系统的碎球分选装置。

背景技术

高温气冷堆核电站采用球形燃料元件，通过燃料装卸系统能够实现在反应堆在不停堆情况下进行燃料循环和装卸料。因此，燃料装卸系统是高温气冷堆核电站不停堆换料的关键。燃料装卸系统在设计上采用单一化的定向有序输送原则，利用重力和气动两种方式输送和装卸燃料元件，前者是利用球形燃料元件有利的几何形状，依靠重力在竖直或倾斜管道中自上而下输送；后者依靠气动提升系统实现燃料元件的自下而上输送。

在反应堆运行过程中，活性区中的燃料元件在堆芯自上而下流动，并落入堆芯下部的卸料管及其底部的卸料装置料箱，进而通过卸料装置两侧各自的卸料机构分两列、向下游单一卸出、输送，再经过碎球分选装置后，碎球落入碎球罐中，完好的燃料球则进入燃耗测量定位分配器，之后逐一在燃耗测量定位分配器上进行燃耗测量。达到燃耗深度的燃料球则输送至乏燃料系统，未达到燃耗深度的燃料球则通过气力提升回反应堆。

燃料球在堆芯辐照、金属管道磕碰或其他因素的作用下，可能会出现破损，碎球或碎渣极易导致重力落球管路阻塞或影响下游输送转换设备正常运行，且破损到一定程度的燃料球将无法通过气力提升回堆芯，而停滞在提升管路入口。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种高温气冷堆燃料装卸系统的碎球分选装置的新技术方案。

根据本申请实施例的一个方面，提供一种高温气冷堆燃料装卸系统的碎球分选装置，包括：

本体和重力落球管道；所述重力落球管道位于所述本体的上方，且所述重力落球管道与所述本体连通；

碎球分选单元和配重块，所述碎球分选单元设置于所述本体的内部，且所述碎球分选单元的中部与所述本体转动连接；所述配重块设置于所述碎球分选单元的第二端的底部；所述碎球分选单元上设置有镂空槽，所述镂空槽贯穿所述碎球分选单元的上表面和下表面；

第一漏斗和第二漏斗，所述第一漏斗和所述第二漏斗分别与所述本体连通；所述第一漏斗位于所述碎球分选单元的第一端的下方，所述第二漏斗位于所述碎球分选单元的第二端的下方；

所述重力落球管道内的燃料元件在重力的作用下落在碎球分选单元的第一端；当所述燃料元件的重量不小于预设重量时，所述燃料元件沿着所述碎球分选单元的第一端进入所述第一漏斗内；当所述燃料元件的重量小于预设重量时，所述燃料元件沿着所述碎球分选单元的第一端移动至第二端并进入所述第二漏斗内，其中，燃料元件的碎屑可沿着所述碎球分选单元的镂空槽落入所述第二漏斗内。

可选地，所述碎球分选单元的上表面设置有沿所述碎球分选单元的长度方向贯穿的U型槽，所述重力落球管道内的燃料元件在重力的作用下落在碎球分选单元的U型槽内；所述镂空槽贯穿所述U型槽的槽底。

可选地，所述镂空槽沿所述U型槽的第一端延伸至第二端。

可选地，该高温气冷堆燃料装卸系统的碎球分选装置还包括转动轴，所述转动轴设置于所述本体的内部；

所述碎球分选单元的下表面中部与所述转动轴接触，且所述碎球分选单元以所述转动轴为支点转动。

可选地，还包括清扫气源管；

所述清扫气源管位于所述碎球分选单元的第一端的上方；

通过所述清扫气源管向所述碎球分选单元的U型槽内吹入高压压缩气体，位于所述碎球分选单元的U型槽内的碎屑在高压压缩气体的作用下由镂空槽落入所述第二漏斗内。

可选地，所述镂空槽在所述第二漏斗的上表面的投影覆盖部分所述第二漏斗的进料口。

可选地，所述重力落球管道的底部伸入所述本体的内部。

可选地，所述第一漏斗的上表面与所述第二漏斗的上表面平齐。

可选地，所述第一漏斗的顶部伸入所述本体的内部；

所述第二漏斗的顶部伸入所述本体的内部。

可选地，所述第二漏斗的边缘与所述本体的内侧壁连接，所述碎球分选单元的第二端与所述本体的内侧壁之间形成间隙，燃料元件可由所述间隙进入所述第二漏斗内。

本申请的一个技术效果在于：

在本申请实施例中，重力落球管道内的燃料元件在重力的作用下落在碎球分选单元的第一端，当燃料元件的重量不小于预设重量时，燃料元件可由第一端直接落入第一漏斗内；当燃料元件的重量大于预设重量时，燃料元件可由第一端移动至第二端并落入第二漏斗内，同时，碎屑可由碎球分选单元的镂空槽落入第二漏斗内，通过第一漏斗和第二漏斗即可实现对燃料元件的筛选，即能够对从堆芯卸出的燃料元件的完整性进行判断，筛选出结构不完整且已经发生破碎的燃料元件，并可将其输送至专门的碎球贮存容器；而结构完整的燃料元件则继续重力落球至下游管路设备进行下一道工序，操作简单，可靠性较高，避免碎球或碎渣阻塞重力落球管路，保证了下游管路设备的正常运行。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的一种高温气冷堆燃料装卸系统的碎球分选装置的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例的一种高温气冷堆燃料装卸系统的碎球分选装置的碎球分选单元的俯视图；

图3为本实用新型一实施例的一种高温气冷堆燃料装卸系统的碎球分选装置的碎球分选单元的侧视图；

图4为本实用新型一实施例的一种高温气冷堆燃料装卸系统的碎球分选装置的碎球分选单元的剖视图。

图中：1、重力落球管道；2、碎球分选单元；3、转动轴；4、配重块；5、第二漏斗；6、第一漏斗；7、清扫气源管；8、镂空槽；9、U型槽；10、燃料元件；11、本体。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。

下面将详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请的描述中，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申请和简化描述，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申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

根据本申请实施例的一个方面，提供一种高温气冷堆燃料装卸系统的碎球分选装置，其应用于高温气冷堆燃料装卸系统，并用以检测燃料元件10是否发生破碎，进而将破碎的燃料元件10筛选出来。

具体地，参见图1至图4，该高温气冷堆燃料装卸系统的碎球分选装置包括：

本体11和重力落球管道1；所述重力落球管道1位于所述本体11的上方，且所述重力落球管道1与所述本体11连通；位于重力落球管内的燃料元件10在重力的作用下能够进入本体11的内部；

碎球分选单元2和配重块4，所述碎球分选单元2设置于所述本体11的内部，且所述碎球分选单元2的中部与所述本体11转动连接；所述配重块4设置于所述碎球分选单元2的第二端的底部；所述碎球分选单元2上设置有镂空槽8，所述镂空槽8贯穿所述碎球分选单元2的上表面和下表面；

第一漏斗6和第二漏斗5，所述第一漏斗6和所述第二漏斗5分别与所述本体11连通；所述第一漏斗6位于所述碎球分选单元2的第一端的下方，所述第二漏斗5位于所述碎球分选单元2的第二端的下方；

所述重力落球管道1内的燃料元件10在重力的作用下落在碎球分选单元2的第一端；当所述燃料元件10的重量不小于预设重量时，所述燃料元件10沿着所述碎球分选单元2的第一端进入所述第一漏斗6内；当所述燃料元件10的重量小于预设重量时，所述燃料元件10沿着所述碎球分选单元2的第一端移动至第二端并进入所述第二漏斗5内，其中，燃料元件10的碎屑可沿着所述碎球分选单元2的镂空槽8落入所述第二漏斗5内。

在本申请实施例中，重力落球管道1内的燃料元件10在重力的作用下落在碎球分选单元2的第一端，当燃料元件10的重量不小于预设重量时，燃料元件10可由第一端直接落入第一漏斗6内；当燃料元件10的重量大于预设重量时，燃料元件10可由第一端移动至第二端并落入第二漏斗5内，同时，碎屑可由碎球分选单元2的镂空槽8落入第二漏斗5内，通过第一漏斗6和第二漏斗5即可实现对燃料元件10的筛选，即能够对从堆芯卸出的燃料元件10的完整性进行判断，筛选出结构不完整且已经发生破碎的燃料元件10，并可将其输送至专门的碎球贮存容器；而结构完整的燃料元件10则继续重力落球至下游管路设备进行下一道工序，操作简单，可靠性较高，避免碎球或碎渣阻塞重力落球管路，保证了下游管路设备的正常运行。

需要说明的是，燃料元件10发生破损后，相比正常燃料元件10来说，其重量将减轻，根据燃料装卸系统的运行要求，核算出无法提升回堆芯的燃料元件10重量，并将这个重量(假设为g0)作为判断燃料元件10发生破损的标准，即如果燃料元件10的重量(假设为g)低于g0，则判断该燃料元件10已发生破损。其中，g0即预设重量。

该高温气冷堆燃料装卸系统的碎球分选装置主要基于杠杆原理，碎球分选单元2的上表面设置有U型槽9，长方形的镂空槽8贯穿U型槽9的槽底。碎球分选单元2能够以转动轴3为支点转动，碎球分选单元2的第二端安装一个重量为g0的配重块4。如燃料元件10的重量g＞g0，则碎球分选单元2倾斜至第一漏斗6方向，燃料元件10依靠重力落入第一漏斗6；如燃料元件10重量g＜g0，则碎球分选单元2倾斜至第二漏斗5方向，燃料元件10依靠重力落入第二漏斗5，从而实现破损的燃料元件10的分选。碎渣或碎屑可通过碎球分选单元2的镂空槽8落入第二漏斗5中，如碎球因结构不完整或碎渣阻滞等原因无法靠重力落入第二漏斗5时，则通过清扫气源管7向碎球分选单元2的第一端吹入高压压缩气体将碎渣或碎球吹入第二漏斗5中，碎球落入第二漏斗5后继续向本体11内落入下一个燃料元件10。

因此，该高温气冷堆燃料装卸系统的碎球分选装置不需要借助能动设备或部件，依据杠杆原理通过非能动的方式实现破碎燃料元件10的判断和分选，可靠性高，维护成本低。

可选地，所述碎球分选单元2的上表面设置有沿所述碎球分选单元2的长度方向贯穿的U型槽9，所述重力落球管道1内的燃料元件10在重力的作用下落在碎球分选单元2的U型槽9内；所述镂空槽8贯穿所述U型槽9的槽底。

可选地，所述镂空槽8沿所述U型槽9的第一端延伸至第二端。这使得镂空槽8能够较好地筛选燃料元件10的碎屑，从而使得燃料元件10的碎屑落入第二漏斗5内，有效避免碎球或碎渣阻塞重力落球管路，保证了下游管路设备的正常运行。

可选地，该高温气冷堆燃料装卸系统的碎球分选装置还包括转动轴3，所述转动轴3设置于所述本体11的内部；

所述碎球分选单元2的下表面中部与所述转动轴3接触，且所述碎球分选单元2以所述转动轴3为支点转动。

在上述实施方式中，通过转动轴3能够实现碎球分选单元2与本体11之间稳定的转动连接，从而通过碎球分选单元2的状态的改变较好地筛选完整的燃料元件10以及破损的燃料元件10。

可选地，还包括清扫气源管7；

所述清扫气源管7位于所述碎球分选单元2的第一端的上方；

通过所述清扫气源管7向所述碎球分选单元2的U型槽9内吹入高压压缩气体，位于所述碎球分选单元2的U型槽9内的碎屑在高压压缩气体的作用下由镂空槽8落入所述第二漏斗5内。

在上述实施方式中，清扫气源管7能够有效地将碎球分选单元2的U型槽9内的碎屑吹扫进入第二漏斗5内，避免碎屑在碎球分选单元2上堆积，保证碎球分选单元2对破损的燃料元件10筛选的准确性。

可选地，所述镂空槽8在所述第二漏斗5的上表面的投影覆盖部分所述第二漏斗5的进料口。这使得碎屑能够顺利从第二漏斗5的进料口进入第二漏斗5内，保证了第二漏斗5对碎屑收集，进而将其输送至专门的碎球贮存容器，保证破损的燃料元件10收集的稳定性，以使的结构完整的燃料元件10能够顺利进入下游管路设备进而进行下一道工序。

可选地，所述重力落球管道1的底部伸入所述本体11的内部。这使得燃料元件10能够由重力落球管道1准确地进入本体11的内部，并落在碎球分选单元2的U型槽9内，从而有助于实现对燃料元件10的筛选。

可选地，所述第一漏斗6的上表面与所述第二漏斗5的上表面平齐。这使得第一漏斗6和第二漏斗5能够较好地对燃料元件10进行筛选。

可选地，所述第一漏斗6的顶部伸入所述本体11的内部；

所述第二漏斗5的顶部伸入所述本体11的内部。

在上述实施方式中，有助于实现第一漏斗6、第二漏斗5与本体11结合的密闭性，保证燃料元件10在封闭的环境中移动，保证整个筛选过程的安全性。

可选地，所述第二漏斗5的边缘与所述本体11的内侧壁连接，所述碎球分选单元2的第二端与所述本体11的内侧壁之间形成间隙，燃料元件10可由所述间隙进入所述第二漏斗5内。这有助于破损的燃料元件10准确地落入第二漏斗5内，从而实现对破损的燃料元件10进行准确地筛选。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种高温气冷堆燃料装卸系统的碎球分选装置，其特征在于，包括：

本体和重力落球管道；所述重力落球管道位于所述本体的上方，且所述重力落球管道与所述本体连通；

碎球分选单元和配重块，所述碎球分选单元设置于所述本体的内部，且所述碎球分选单元的中部与所述本体转动连接；所述配重块设置于所述碎球分选单元的第二端的底部；所述碎球分选单元上设置有镂空槽，所述镂空槽贯穿所述碎球分选单元的上表面和下表面；

第一漏斗和第二漏斗，所述第一漏斗和所述第二漏斗分别与所述本体连通；所述第一漏斗位于所述碎球分选单元的第一端的下方，所述第二漏斗位于所述碎球分选单元的第二端的下方；

所述重力落球管道内的燃料元件在重力的作用下落在碎球分选单元的第一端；当所述燃料元件的重量不小于预设重量时，所述燃料元件沿着所述碎球分选单元的第一端进入所述第一漏斗内；当所述燃料元件的重量小于预设重量时，所述燃料元件沿着所述碎球分选单元的第一端移动至第二端并进入所述第二漏斗内，其中，燃料元件的碎屑可沿着所述碎球分选单元的镂空槽落入所述第二漏斗内。

2.根据权利要求1所述的高温气冷堆燃料装卸系统的碎球分选装置，其特征在于，所述碎球分选单元的上表面设置有沿所述碎球分选单元的长度方向贯穿的U型槽，所述重力落球管道内的燃料元件在重力的作用下落在碎球分选单元的U型槽内；所述镂空槽贯穿所述U型槽的槽底。

3.根据权利要求2所述的高温气冷堆燃料装卸系统的碎球分选装置，其特征在于，所述镂空槽沿所述U型槽的第一端延伸至第二端。

4.根据权利要求2所述的高温气冷堆燃料装卸系统的碎球分选装置，其特征在于，还包括转动轴，所述转动轴设置于所述本体的内部；

所述碎球分选单元的下表面中部与所述转动轴接触，且所述碎球分选单元以所述转动轴为支点转动。

5.根据权利要求3所述的高温气冷堆燃料装卸系统的碎球分选装置，其特征在于，还包括清扫气源管；

所述清扫气源管位于所述碎球分选单元的第一端的上方；

通过所述清扫气源管向所述碎球分选单元的U型槽内吹入高压压缩气体，位于所述碎球分选单元的U型槽内的碎屑在高压压缩气体的作用下由镂空槽落入所述第二漏斗内。

6.根据权利要求1所述的高温气冷堆燃料装卸系统的碎球分选装置，其特征在于，所述镂空槽在所述第二漏斗的上表面的投影覆盖部分所述第二漏斗的进料口。

7.根据权利要求6所述的高温气冷堆燃料装卸系统的碎球分选装置，其特征在于，所述重力落球管道的底部伸入所述本体的内部。

8.根据权利要求7所述的高温气冷堆燃料装卸系统的碎球分选装置，其特征在于，所述第一漏斗的上表面与所述第二漏斗的上表面平齐。

9.根据权利要求7所述的高温气冷堆燃料装卸系统的碎球分选装置，其特征在于，所述第一漏斗的顶部伸入所述本体的内部；

所述第二漏斗的顶部伸入所述本体的内部。

10.根据权利要求1所述的高温气冷堆燃料装卸系统的碎球分选装置，其特征在于，所述第二漏斗的边缘与所述本体的内侧壁连接，所述碎球分选单元的第二端与所述本体的内侧壁之间形成间隙，燃料元件可由所述间隙进入所述第二漏斗内。

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