TWI818783B

TWI818783B - 遠端吊運裝置及其遠端吊運筒槽的方法

Info

Publication number: TWI818783B
Application number: TW111140838A
Authority: TW
Inventors: 李學源; 高浩鈞
Original assignee: 行政院原子能委員會核能研究所
Priority date: 2022-10-27
Filing date: 2022-10-27
Publication date: 2023-10-11

Abstract

本發明係提供一種遠端吊運裝置及其遠端吊運筒槽的方法，以在無人環境中用於遠端吊運筒槽，所述遠端吊運裝置包括吊架、複數吊鉤以及一致動件。吊架設有一主架體，且設有一連結主架體以供吊掛之吊環，主架體於中心具有可插入所述中央管口之一中心柱。複數吊鉤固定於主架體的周圍，各吊鉤分別與所述筒槽周圍的一所述定位塊位置對應。致動件設於吊架，致動件可驅動主架體相對筒槽旋轉，各吊鉤隨主架體被致動件旋轉而扣於對應之所述定位塊，藉此以供筒槽可被吊架所吊起，以在無人環境中進行吊運作業。

Description

遠端吊運裝置及其遠端吊運筒槽的方法

本發明係提供一種核子反應槽的吊運技術，尤指一種遠端吊運裝置及其遠端吊運筒槽的方法。

依據「台灣研究用反應器(TRR)設施除役計畫書」爐體組件的切割規劃，反應槽將從爐體內移出至切割工作池內進行切割拆解，執行爐體拆解的進度，隨著位於反應槽頂面上的生物屏蔽、上熱屏蔽等組件先後依序的被移除，清理出吊運的路徑空間，我們才能執行吊運反應槽的作業。

實際吊運所述反應槽時，由於反應槽吊入生物屏蔽體內定位安裝後，在反應槽頂面上已經沒有可供操作的吊掛點，在反應槽頂面如果沒有加裝吊耳可供垂吊，即無法進行反應槽的吊運。從而，因反應槽頂部分布許多垂直開設的槽管口，習知設置吊耳的方式，為可選擇三或四處適當位置的槽管口，再利用膨脹螺絲將其插入槽管口中，並設法撐開膨脹螺絲固定，藉此利用膨脹螺絲作為吊掛點將反應槽吊出。然而，由於反應槽的高輻射因素，所以並不會有人在反應槽的現場進行施工作業，使得安裝吊耳於反應槽上的作業複雜且困難，即使吊耳安裝後，也會造成反應槽的管路變形或破損，而難以確認安裝的吊耳在吊運時是安全且可靠的。

因此，如何解決上述反應槽在高輻射的環境下的吊運問題，即為本發明之主要重點所在。

發明人遂竭其心智悉心研究，進而研發出一種遠端吊運裝置及其遠端吊運筒槽的方法，能夠在無人環境下，從遠端操控而進行筒槽之吊運。

為達上述目的，本發明係提供一種遠端吊運裝置，以在無人環境中用於遠端吊運筒槽，所述筒槽頂部具有一中央管口及複數槽管口，且頂部周圍具有複數無吊孔之定位塊，所述遠端吊運裝置包括吊架、複數吊鉤，以及致動件。吊架設有一主架體，且設有一連結該主架體以供吊掛之吊環，該主架體於中心具有可插入所述中央管口之一中心柱。複數吊鉤固定於該主架體的周圍，各該吊鉤分別與所述筒槽周圍的一所述定位塊位置對應。致動件設於該吊架，該致動件可驅動該主架體相對該筒槽旋轉，各該吊鉤隨該主架體被該致動件旋轉而扣於對應之所述定位塊，以供該筒槽可被該吊架所吊起。

於一實施例中，該吊架包括一支撐架，該支撐架與該中心柱同軸而可轉動地設於該主架體下方，該支撐架於一端具有可擇一所述槽管口而插入之一定位柱，該支撐架隨該中心柱插入該中央管口，且該定位柱擇一插入所述槽管口時，該支撐架於該筒槽上定位不動。

於一實施例中，該致動件為氣壓缸而包括一缸體和一活塞桿，該致動件於該缸體的一端樞接於該支撐架，而該致動件於該活塞桿的一端定位於該主架體，該致動件受氣壓驅動而使該活塞桿相對該缸體伸長或縮短，以頂推或拉動該主架體旋轉。

於一實施例中，進一步包括複數鎖定件，各該鎖定件對應一所述吊鉤而設，各該吊鉤隨該主架體被該致動件旋轉而扣於對應之所述定位塊時，以各該鎖定件限制所述定位塊於被扣之該吊鉤內而不脫離。

於一實施例中，各該吊鉤概呈C形而具有一側開口，各該鎖定件包括一固定座和一氣壓缸，該固定座固定在該主架體，該氣壓缸包括一缸體和一活塞桿，該氣壓缸以該缸體固定於該固定座，而該活塞桿可活動地伸設於所設吊鉤之該側開口，該氣壓缸受氣壓驅動而使該活塞桿相對該缸體伸長以阻擋於該側開口，以防止所述定位塊滑脫。

於一實施例中，該主架體概呈十字形且角度不相垂直，該吊架包括一設有該吊環之吊掛板，該吊掛板和該主架體之間連結有複數等長的鋼索。

於一實施例中，該吊掛板和該主架體分別對應各該鋼索設有一對鉤環，且該吊掛板和該吊環之間也設有連結的鉤環。

於一實施例中，該中心柱的內部安裝一組高剛性交叉滾子軸承；各該吊鉤呈弧形片狀。

於一實施例中，該主架體設有複數導引件，各該導引件設有一穿孔可供繩索穿設，所述繩索可以從遠端被拉動以控制該主架體旋轉。

本發明另提供一種如所述遠端吊運裝置於遠端吊掛筒槽的方法，其係包括以下步驟：吊架定位：遙控一吊掛設備至鉤持該吊環，並將該吊架吊至該筒槽上方，接著緩慢下降至該中心柱插入該中央管口；鎖定吊鉤：該致動件驅動該主架體相對該筒槽旋轉，以使各該定位塊由一該吊鉤之側開口而移入該吊鉤內，所述吊掛設備上升以使各該吊鉤接觸而承載於各該定位塊；吊移筒槽：所述吊掛設備以該吊架將所述筒槽吊起，並移至一目的地後下放；解除吊鉤：該致動件驅動該主架體相對該筒槽反向旋轉，以使各該定位塊經側開口而移出該吊鉤外；以及吊架復歸：操作所述吊掛設備緩慢上升而使該吊架脫離該筒槽，且使該吊架移動至一暫存區而復歸原位。

本發明另提供一種如所述遠端吊運裝置於遠端吊掛筒槽的方法，其係包括以下步驟：吊架定位：遙控一吊掛設備至鉤持該吊環，並將該吊架吊至該筒槽上方，接著緩慢下降至該中心柱插入該中央管口，且該定位柱擇一置入所述槽管口；鎖定吊鉤：該致動件被驅動而頂推或拉動該主架體相對該筒槽旋轉，以使各該定位塊由一該吊鉤之側開口而移入該吊鉤內，所述吊掛設備上升以使各該吊鉤接觸而可承載各該定位塊；吊移筒槽：所述吊掛設備以該吊架將所述筒槽吊起，並移至一目的地後下放；解除吊鉤：該致動件被驅動而拉動或頂推該主架體相對該筒槽反向旋轉，以使各該定位塊經該側開口而移出該吊鉤外；吊架復歸：操作所述吊掛設備緩慢上升而使該吊架脫離該筒槽，且使該吊架移動至一暫存區而復歸原位。

本發明另提供一種如所述遠端吊運裝置於遠端吊掛筒槽的方法，其係包括以下步驟：吊架定位：遙控一吊掛設備至鉤持該吊環，並將該吊架吊至該筒槽上方，接著緩慢下降至該中心柱插入該中央管口，且該定位柱擇一置入所述槽管口；鎖定吊鉤：該致動件被驅動而頂推或拉動該主架體相對該筒槽旋轉，以使各該定位塊由一該吊鉤之側開口而移入該吊鉤內，所述吊掛設備上升以使各該吊鉤接觸而可承載各該定位塊，且以各該鎖定件於該側開口限制所述定位塊於被扣之該吊鉤內而不脫離；吊移筒槽：所述吊掛設備以該吊架將所述筒槽吊起，並移至一目的地後下放；解除吊鉤：各該鎖定件解除於該側開口對所述定位塊的限制，該致動件被驅動而拉動或頂推該主架體相對該筒槽反向旋轉，以使各該定位塊經該側開口而移出該吊鉤外；吊架復歸：操作所述吊掛設備緩慢上升而使該吊架脫離該筒槽，且使該吊架移動至一暫存區而復歸原位。

藉此，遠端吊運裝置在吊掛設備的協同作業之下，可以不需要在筒槽上安裝任何的吊具，僅配合筒槽上既有的定位塊，而可透過遠端的操作來移動吊架至筒槽上，並透過旋轉主架體的方式使定位塊置入吊鉤中而被承載，即可將筒槽吊運至目的地，能夠在無人環境下利用遠端操作而吊運筒槽，藉此達到吊運筒槽的便利性和安全性。

100:筒槽

101:中央管口

102:槽管口

103:定位塊

200:遠端吊運裝置

300:方法

301:吊架定位

302:鎖定吊鉤

303:吊移筒槽

304:解除吊鉤

305:吊架復歸

10:吊架

11:主架體

111:鋼柱

12:吊環

121:鉤環

13:中心柱

131:高剛性交叉滾子軸承

14:支撐架

15:定位柱

16:吊掛板

17:鋼索

171:鉤環

18:導引件

181:穿孔

20:吊鉤

21:側開口

30:致動件

31:缸體

32:活塞桿

40:鎖定件

41:固定座

42:氣壓缸

421:缸體

422:活塞桿

θ1~θ4:夾角

S:繩索

圖1係本發明具體實施例之遠端吊運裝置之立體外觀圖。

圖2係圖1之遠端吊運裝置之仰視構造圖。

圖3係本發明具體實施例之遠端吊運裝置的吊鉤與鎖定件的局部放大圖。

圖4係本發明具體實施例之中心柱、支撐架的定位柱，以及致動件於主架體下方的位置關係圖。

圖5係本發明具體實施例之遠端吊運裝置從遠端吊運筒槽之方法流程圖。

圖6係本發明具體實施例之遠端吊運裝置由吊運裝置由筒槽上方下降之示意圖。

圖7係圖6之遠端吊運裝置由吊掛設備吊至中心柱和定位柱分別於筒槽的中央管口和槽管口上定位之示意圖。

圖8係圖7之遠端吊運裝置由致動件頂推主架體旋轉而讓定位塊置入吊鉤內，且鎖定件的活塞桿伸出阻擋之示意圖。

圖9係圖8之筒槽隨遠端吊運裝置而被吊掛設備吊起之示意圖。

為充分瞭解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本發明做一詳細說明，說明如後：請參考圖1至圖9，本發明提供一種遠端吊運裝置及其遠端吊運筒槽的方法。於以下實施例中，所述筒槽指的是具有高輻射性的核子反應槽，本發明之遠端吊運裝置及其遠端吊運筒槽的方法，可以在無人環境下，從遠端進行筒槽之吊運。請併參圖6，所述筒槽100頂部具有一中央管口101，且具有複數槽管口102，筒槽100於頂部周圍具有四個定位塊103，此述定位塊103是供定位支架(圖中未示)嵌住而定位筒槽100，因此在筒槽100頂部沒有可供吊掛操作的吊掛點。

本發明所提供之一種遠端吊運裝置200，用以遠端吊運筒槽100，如圖1所示，其包括吊架10、複數吊鉤20，以及致動件30，其中：所述吊架10，其設有一主架體11，且吊架10設有一吊環12，吊環12是連結在主架體11，用以供吊掛設備進行吊掛，此述吊掛設備例如天車。主架體11於中心具有一中心柱13，此中心柱13可插入中央管口101，僅主架體11能以中心柱13為軸心而在筒槽100頂部旋轉。

於一實施例中，吊架10包括了一支撐架14，支撐架14與中心柱13為同軸而可轉動地設於主架體11下方。支撐架14於本實施例中為長矩形板，其於一端具有一定位柱15，此定位柱15可擇一槽管口102而插入。當中心柱13插入中央管口101，且定位柱15擇一插入槽管口102時，支撐架14於筒槽100上定位不動，惟此時的主架體11仍能以中心柱13為軸心而在筒槽100頂部旋轉。於一實施例中，中心柱13的內部安裝一高剛性交叉滾子軸承131(如圖4所述)，以達到使主架體11穩定旋轉之作用。

於一實施例中，吊架10包括一吊掛板16，此吊掛板16上設有吊環12，吊掛板16和主架體11之間連結有複數等長的鋼索17。於一實施例中，吊掛板16和主架體11分別對應各鋼索17設有一對鉤環171，且吊掛板16和吊環12之間也設有連結的鉤環121。

所述複數吊鉤20，為固定於主架體11的周圍，各吊鉤20分別與筒槽100周圍的一定位塊103位置對應。於一實施例中，由於筒槽100上之定位塊103為四個，主架體11於此為四個斷面呈I形的鋼柱111所構成的十字體，如圖2所示，鋼柱111間不相垂直，於此實施例包括夾角θ1、θ2、θ3和θ4，角度依序為93.6度、86.4度、93.6度、86.4度。然而，本發明之主架體11，不以所述夾角θ1~θ4的數量和角度為限，而可視定位塊103於筒槽100所設的數量和位置不同而有所調整。

於一實施例中，由於筒槽100周圍可能僅有一道間隙(圖中未示)，此間隙於實際環境下僅約38mm的間隔，故吊鉤20作成弧形片狀，且吊鉤20的弧形是和筒槽100有相同或相近的曲率，而使吊鉤20能置入該間隙之中，並且能夠在該間隙中移動，而不會影響或阻礙主架體11的旋轉。

所述致動件30，其設於吊架10，致動件30可驅動主架體11相對筒槽100旋轉，各吊鉤20隨主架體11被致動件30旋轉而扣於對應之定位塊103，以供筒槽100可被吊架10所吊起。

於一實施例中，致動件30為氣壓缸而包括一缸體31和一活塞桿32，致動件30於缸體31的一端樞接於支撐架14，而致動件30於活塞桿32的一端定位於主架體11，致動件30受氣壓驅動而使活塞桿32相對缸體31伸長或縮短，以頂推主架體11往一方向旋轉，或拉動主架體11而往反方向旋轉。

於一實施例中，進一步包括複數鎖定件40，各鎖定件40為對應一吊鉤20而設，各吊鉤20隨主架體11被致動件30旋轉而扣於對應之定位塊103時，能夠以各鎖定件40限制定位塊103於被扣之吊鉤20內，使吊鉤20隨主架體11移動而產生晃動時，定位塊103也不會從吊鉤20內脫離而掉出。

於一實施例中，各吊鉤20概呈C形而具有一側開口21，各鎖定件40包括一固定座41和一氣壓缸42，固定座41為固定在主架體11。氣壓缸42包括一缸體421和一活塞桿422，氣壓缸42以缸體421固定於固定座41，而活塞桿422可活動地伸設於所設吊鉤20之側開口21。氣壓缸42受氣壓驅動時，使活塞桿422相對缸體421伸長以阻擋於側開口21，藉此防止定位塊103從側開口21滑脫。

再者，主架體11設有複數導引件18，各導引件18設有一穿孔181而可供繩索S穿設(如圖3所示)。所述繩索S，可以從遠端被拉動以控制主架體11旋轉，和前述致動件30頂推或拉動主架體11旋轉的不同在於，通過穿設於導引件18之繩索S，能夠牽引主架體11轉動而使各吊鉤20接近對應之定位塊103，此時再透過致動件30頂推或拉動主架體11旋轉，使主架體11以微輻角度且緩慢的旋轉，讓定位塊103順暢地從吊鉤20的側開口21鉤入，而不致於造成吊鉤20和定位塊103之間有明顯的碰撞。

上述遠端吊運裝置200，為本發明之一具體實施例，以下再為說明遠端吊運裝置200用於遠端吊掛筒槽100的方法300。所述方法300，如圖5所示，主要包括吊架定位301、鎖定吊鉤302、吊移筒槽303、解除吊鉤304，以及吊架復歸305之步驟，其中：所述吊架定位301之步驟，係遙控一吊掛設備50至鉤持吊環12，並將吊架10吊至筒槽100上方，接著緩慢下降吊架10(如圖6所示)，使中心柱13準確地插入於中央管口101，此時主架體11能以中心柱13為軸心而在筒槽100頂部旋轉(如圖7所示)。於一實施例中，能夠以繩索S的拉動，使主架體11在筒槽100頂部以較大輻度的旋轉，以使主架體11周圍的吊鉤20接近對應之定位塊103。

於一實施例中，在吊架定位301之步驟中，因吊架10設置有定位柱15，當吊架10緩慢下降而使中心柱13插入中央管口101時，定位柱15並擇一槽管口102置入(併參圖7所示)，使支撐架14於筒槽100上定位不動，而主架體11仍能以中心柱13為軸心而在筒槽100頂部旋轉。

所述鎖定吊鉤302之步驟，為透過致動件30驅動主架體11相對筒槽100旋轉(微輻且緩慢)，以使各定位塊103由側開口21移入吊鉤20內(如圖8所示)，由吊掛設備50上升以使各吊鉤20接觸而承載於各定位塊103(如圖9所示)。

於一實施例中，在鎖定吊鉤302之步驟中，設於主架體11和支撐架14之間的致動件30被驅動，致使致動件30頂推主架體11，使主架體11相對筒槽100呈逆時鐘旋轉。並且，以各鎖定件40於側開口21限制定位塊103於被扣之吊鉤20內而不脫離。於此步驟中，所述致動件30，為受氣壓驅動而使活塞桿32相對缸體31伸長，而使主架體11逆時鐘旋轉；所述鎖定件40，為活塞桿422相對缸體421伸長以阻擋於側開口21，藉此防止定位塊103從側開口21滑脫。

所述吊移筒槽303之步驟，係由吊掛設備50以吊架10將筒槽100吊起(如圖9所示)，並移至一目的地後下放，此時吊架10之鋼索17於筒槽100上已呈現放鬆狀態。

所述解除吊鉤304之步驟，係由致動件30驅動主架體11相對筒槽100反向旋轉，以使各定位塊103再經由側開口21而移出吊鉤20外，此時的吊鉤20已脫離定位塊103。於一實施例中，各鎖定件40解除於側開口21對定位塊103的限制，而致動件30被驅動而拉動主架體11，使主架體11相對筒槽100往順時鐘反向旋轉，以使各定位塊103經側開口21而移出吊鉤20外。於此步驟中，所述致動件30，為受氣壓驅動而使活塞桿32相對缸體31縮短，而使主架體11順時鐘旋轉；所述鎖定件40，為活塞桿422相對缸體421縮短以脫離對側開口21的阻擋，使定位塊103能從側開口21移出。

所述吊架復歸305之步驟，為操作吊掛設備50緩慢上升，使吊架10脫離筒槽100，且使吊架10移動至一暫存區(圖中未示)而復歸原位，所述暫存區可以是作業現場的一適當位置，以供吊架10置放。

由上述之說明不難發本發明之特點在於，遠端吊運裝置200在有吊掛設備50的協同作業之下(如協同前述天車的吊掛)，可以不需要在筒槽100上安裝任何的吊具，而僅配合筒槽100上既有的定位塊103，即可透過遠端的操作來移動吊架10至筒槽100上，並且透過旋轉主架體11的方式，使定位塊103置入吊鉤20中而能夠被承載於吊鉤20上，而由吊掛設備50的操作，即可將筒槽100吊運至目的地，特別是筒槽100為具高輻射性的核子反應槽者，本發明能夠在無人環境下，利用遠端操作遠端吊運裝置200而吊運筒槽100，藉此達到吊運筒槽100的便利性和安全性。

本發明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此，本發明之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。