機械式乏燃料貯罐吊具的製作方法

2023-12-10 17:13:02 1

專利名稱：機械式乏燃料貯罐吊具的製作方法
技術領域：
本發明涉及反應堆工程技術領域，具體涉及一種機械式乏燃料貯罐吊具。
背景技術：
核電站使用的核燃料主要由可裂變材料和可轉換材料組成。反應堆中的可裂變材料，在裂變過程中會釋放大量的熱量，即核能；可裂變材料消耗到一定程度後，將成為乏燃料，乏燃料的主要特徵是，具有很強的放射性，並仍產生衰變熱。我國目前正在積極開發球床模塊式高溫氣冷堆核電站，高溫堆核電站被公認為是具有第四代核電主要特徵的核電站，具有固有安全、防止核擴散、可產生高溫工藝熱等優
點ο清華大學核能技術設計研究院在1(MW高溫氣冷實驗堆的技術基礎上，設計開發了可以商業應用的球床模塊式高溫堆示範電站。球床高溫氣冷堆採用球形燃料元件，燃料元件內彌散有塗敷燃料顆粒。球形燃料元件是將一定數量的燃料顆粒和基體石墨充分混合，壓成直徑50mm的石墨球，然後再在外部包裹壓制一層純石墨作為燃料元件的外殼，壓制好的燃料元件外徑為60mm。由於球床高溫氣冷堆的燃料元件與壓水堆核電站不同，從堆芯排出的球形乏燃料，需要採用適合球形燃料元件貯存的貯存容器，並貯存在合適的中間貯存設施內。在乏燃料貯罐的操作過程和貯存過程中，要保證乏燃料的操作安全。為保證乏燃料貯罐的操作安全，需要採用可靠的貯罐吊具進行操作，該貯罐吊具要求在各種工況下，都能夠保證貯罐吊裝的安全。

發明內容
(一)要解決的技術問題本發明所要解決的技術問題是如何設計一種純機械式操作的乏燃料貯罐吊具。( 二 )技術方案為解決上述技術問題，本發明提供了一種機械式乏燃料貯罐吊具，包括外套、固定銷軸、轉動套、固定套、吊鉤，所述固定銷軸固定在所述外套上；所述吊鉤固定在外套上；所述轉動套設置在所述固定銷軸上端與固定套下端之間的部位。優選地，所述吊鉤為多個，且每個吊鉤上設有滑動銷軸，每個吊鉤通過各自的滑動銷軸固定在所述外套上。優選地，所述貯罐吊具還包括第一鋼絲繩和第二鋼絲繩，所述第一鋼絲繩和第二鋼絲繩穿過所述外套，且與所述固定套在上表面的四個象限部位對稱布置並連接。優選地，所述固定套下端的外圈設有固定套齒輪。優選地，所述固定套齒輪的輪齒之間設有固定套凹槽。優選地，所述轉動套的底部設有轉動套齒輪，所述轉動套齒輪能在所述固定銷軸上進行周向轉動。
優選地，所述轉動套的上部周向布置有多個滑動銷軸，所述滑動銷軸能在所述固定套齒輪上進行周向轉動，並能滑入所述固定套凹槽內。優選地，所述轉動套的外側設有轉動套凸輪。(三)有益效果本發明通過機械式設計實現了貯罐吊裝的純機械式操作，不需要供電，耐輻照，耐高溫，可靠性高；在各種工況下，都能夠保證貯罐吊裝的安全，有效避免意外脫鉤事故；不需要近距離或手動操作，可以實現貯罐吊裝的遠距離遙控操作，從而避免操作人員近距離操作受到輻射。


圖1是在吊鉤張開的狀態下，本發明實施例的貯罐吊具的剖視圖；圖2是在吊鉤收回的狀態下，本發明實施例的貯罐吊具的剖視圖；圖3是在吊鉤張開的狀態下，本發明實施例的貯罐吊具的俯視圖；圖4是在吊鉤收回的狀態下，本發明實施例的貯罐吊具的俯視圖。其中，1-外套；2-固定銷軸；3-轉動套；4-滑動銷軸；5-轉動套齒輪；6_固定套； 7-固定套齒輪；8-固定套凹槽；9-吊鉤；10-滑動銷軸；11-第一鋼絲繩；12-第二鋼絲繩； 13-轉動套凸輪。
具體實施例方式下面對於本發明所提出的一種機械式乏燃料貯罐吊具，結合附圖和實施例詳細說明。參考圖1 圖4，本發明實施例的機械式乏燃料貯罐吊具的結構描述如下乏燃料貯罐吊具主要由外套1、轉動套3、固定套6、吊鉤9等部件構成。貯罐吊具的外套1上固定有多個銷軸，即固定銷軸2。固定銷軸2用於支撐吊鉤9 張開狀態時的轉動套3 ；吊鉤9共有4個，均通過各自的滑動銷軸10固定在外套1上，2套第一鋼絲繩11和2套第二鋼絲繩12穿過外套1，與固定套6在上表面的4個象限部位對稱布置並可靠連接。固定套6下端的外圈設有齒輪，即固定套齒輪7 ；固定套齒輪7的輪齒之間設有凹槽，即固定套凹槽8。轉動套3設置在固定銷軸2之上表面和固定套6之下表面之間的部位，用於控制吊鉤9的張開與收回；當轉動套3位於上限位置時，吊鉤9收回，可以從貯罐上脫開，當轉動套3位於下限位置時，吊鉤9張開，可以抓取貯罐。轉動套3的底部設有轉動套齒輪5，該轉動套齒輪5可以落在固定銷軸2上，並能在固定銷軸2上依靠轉動套 3的重力進行周向轉動。轉動套3的上部周向布置有多個滑動銷軸4，滑動銷軸4可以在固定套齒輪7上依靠轉動套3的重力進行周向轉動，並能滑入固定套凹槽8內，當滑動銷軸4 滑入固定套凹槽8時，吊鉤9張開，可以抓取貯罐，當滑動銷軸4從固定套凹槽8滑出時，吊鉤9收回，可以從貯罐上脫開。轉動套3的外側設有凸輪，即轉動套凸輪13，用於頂住吊鉤 9的內側上部或下部，當轉動套凸輪13頂在吊鉤9的內側上部時，吊鉤9收回，可以從貯罐上脫開，當轉動套凸輪13頂在吊鉤9的內側下部時，吊鉤9張開，可以抓取貯罐。貯罐吊具的操作過程如下貯罐吊具掛鈎抓罐操作
在貯罐吊具的吊鉤9處於收回狀態時，轉動套3位於外套固定銷軸2之上表面和固定套6之下表面間的上部位置，轉動套凸輪13頂在吊鉤9的內側上部，滑動銷軸4掛在固定套齒輪7上側的凹槽內，固定套6則在第一鋼絲繩11和第二鋼絲繩12的作用下位於外套1的上側，轉動套齒輪5與固定銷軸2有一定距離。吊罐卷揚機組通過第一鋼絲繩11和第二鋼絲繩12連接和吊裝貯罐吊具，將貯罐吊具下落放置到貯罐上表面，2根第一鋼絲繩11和2根第二鋼絲繩12松馳，固定套6帶動轉動套3向下降落，直至轉動套齒輪5落到固定銷軸2上，轉動套3暫時被固定銷軸2託住不再下降，而固定套6則繼續下降，在滑動銷軸4從固定套齒輪7上側的凹槽內脫出後，轉動套齒輪5在固定銷軸2上依靠轉動套3的重力進行周向滑動，轉動套3作順時針轉動，並逐漸向下滑動，從而帶動滑動銷軸4作順時針轉動，直到滑動銷軸4轉動到固定套凹槽8上方，滑動銷軸4在下一個固定套齒輪7的阻擋下不再繼續轉動，而是落入固定套凹槽8內， 並位於固定套凹槽8的上端，此時，轉動套凸輪13已頂在吊鉤9的內側下部，吊鉤9張開， 從而抓住貯罐。當吊罐卷揚機組通過第一鋼絲繩11和第二鋼絲繩12吊起貯罐吊具時，固定套6 向上升起，固定套凹槽8也向上升起，與滑動銷軸4作相對運動，直到固定套6的上表面與外套1頂板的下表面貼合在一起，固定套6帶動外套1、吊鉤9及其抓取的貯罐一起被吊起。貯罐吊具松鉤脫罐操作貯罐吊具的吊鉤9處於張開狀態並掛在貯罐上，轉動套3位於固定銷軸2之上表面和固定套6之下表面間的下部位置，轉動套凸輪13頂在吊鉤9的內側下部，滑動銷軸4位於固定套凹槽8內，固定套6則在第一鋼絲繩11和第二鋼絲繩12的作用下位於外套1的上側，轉動套齒輪5置於固定銷軸2上。吊罐卷揚機組通過鋼絲繩連接和吊裝貯罐吊具，將吊具與貯罐下落放置到地面或其他設備上，2根第一鋼絲繩11和2根第二鋼絲繩12松馳，固定套6向下降落，固定套凹槽8相對滑動銷軸4向下移動，當滑動銷軸4滑出固定套凹槽8並高於下一個固定套齒輪 7後，轉動套齒輪5在固定銷軸2上依靠轉動套3的重力進行周向滑動，轉動套3作順時針轉動，直至轉動套齒輪5轉動到使固定銷軸2滑入轉動套齒輪5的凹槽內，轉動套齒輪5在固定銷軸2的阻擋下無法繼續轉動，此時滑動銷軸4位於固定套齒輪7的上部凹槽內。當吊罐卷揚機組通過第一鋼絲繩11和第二鋼絲繩12吊起貯罐吊具時，固定套6 向上升起，從而帶動滑動銷軸4和轉動套3向上升起，直至固定套6的上表面與外套1頂板的下表面貼合在一起，此時轉動套凸輪13頂在吊鉤9的內側上部，貯罐吊具的吊鉤9處於收回狀態從而與貯罐脫開，當吊罐卷揚機組通過第一鋼絲繩11和第二鋼絲繩12繼續向上吊起貯罐吊具時，吊具即與貯罐分離，吊具單獨被吊起。如果操作過程中，發生貯罐吊具的吊鉤9處於張開狀態但並沒有抓取貯罐，則只需要將貯罐吊具在地面或其他設備的上表面上放落碰撞一次，然後再提起，則可使貯罐吊具的吊鉤9變換為收回狀態，動作原理與貯罐吊具松鉤脫罐操作相同。本發明提出的純機械式乏燃料貯罐吊具，可用於吊裝球床高溫氣冷堆的乏燃料貯罐，將乏燃料貯罐在乏燃料操作的不同位置之間進行吊裝。而且本發明不僅能夠實現高溫堆乏燃料貯罐的安全吊裝，該吊具經過適當修改，還可用來操作壓水堆核電站和其它類型核電站的乏燃料貯罐，也可應用於普通工業各類容器的吊裝。
以上實施方式僅用於說明本發明，而並非對本發明的限制，有關技術領域的普通技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術方案也屬於本發明的範疇，本發明的專利保護範圍應由權利要求限定。
權利要求
1.一種機械式乏燃料貯罐吊具，其特徵在於，包括外套(1)、固定銷軸O)、轉動套(3)、 固定套(6)、吊鉤(9)，所述固定銷軸( 固定在所述外套(1)上；所述吊鉤(9)固定在外套 (1)上；所述轉動套C3)設置在所述固定銷軸(2)上表面與固定套(6)下表面之間的部位。
2.如權利要求1所述的貯罐吊具，其特徵在於，所述吊鉤(9)為多個，且每個吊鉤(9) 上設有滑動銷軸(10)，每個吊鉤(9)通過各自的滑動銷軸(10)固定在所述外套(1)上。
3.如權利要求1所述的貯罐吊具，其特徵在於，所述貯罐吊具還包括第一鋼絲繩(11) 和第二鋼絲繩(12)，所述第一鋼絲繩(11)和第二鋼絲繩(12)穿過所述外套(1)，且與所述固定套(6)在上表面的四個象限部位對稱布置並連接。
4.如權利要求1所述的貯罐吊具，其特徵在於，所述固定套(6)下端的外圈設有固定套齒輪(7)。
5.如權利要求4所述的貯罐吊具，其特徵在於，所述固定套齒輪(7)的輪齒之間設有固定套凹槽⑶。
6.如權利要求1所述的貯罐吊具，其特徵在於，所述轉動套(3)的底部設有轉動套齒輪 (5)，所述轉動套齒輪(5)能在所述固定銷軸( 上進行周向轉動。
7.如權利要求5所述的貯罐吊具，其特徵在於，所述轉動套C3)的上部周向布置有多個滑動銷軸G)，所述滑動銷軸(4)能在所述固定套齒輪(7)上進行周向轉動，並能滑入所述固定套凹槽(8)內。
8.如權利要求1所述的貯罐吊具，其特徵在於，所述轉動套(3)的外側設有轉動套凸輪 (13)。
全文摘要
本發明涉及反應堆工程技術領域，公開了一種機械式乏燃料貯罐吊具，包括外套(1)、固定銷軸(2)、轉動套(3)、固定套(6)、吊鉤(9)，所述固定銷軸(2)固定在所述外套(1)上；所述吊鉤(9)固定在外套(1)上；所述轉動套(3)設置在所述固定銷軸(2)上端與固定套(6)下端之間的部位。本發明通過機械式設計實現了貯罐吊裝的純機械式操作，不需要供電，耐輻照，耐高溫，可靠性高；在各種工況下，都能夠保證貯罐吊裝的安全，有效避免意外脫鉤事故；可以實現貯罐吊裝的遠距離遙控操作，從而避免操作人員近距離操作受到輻射。
文檔編號B66C1/10GK102431882SQ20111029993
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月28日 優先權日2011年9月28日
發明者劉繼國, 吳彬, 張作義, 李悅, 王金華 申請人:清華大學