核燃料处理系统中专用机械结构的设计

2012年4月25日星期三
乏燃料组件的工艺运输流程
机械手取出 棒束组件转换 水下运输 水下运行 第一次缀漏检测 卧倒 把燃料组件竖起 过大门 破乏燃料入舱
放入竖起的倾翻机 穿墙 倾翻机 抓住乏燃料组件 破者再作缀漏检测
人桥起重机就位
水下电视摄象 不破者入格架 备用或送后处理
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垂直贮存， ４．在任何情况下，燃料组件都应垂直贮存，并应有足够的 在任何情况下，燃料组件都应垂直贮存 侧向支承，以免燃料组件承受过大的应力。 侧向支承，以免燃料组件承受过大的应力。 ５．应考虑防止零部件坠落的可能性。 应考虑防止零部件坠落的可能性。 ６．本系统水下操作机械设备的设计，应该满足下列环境条 本系统水下操作机械设备的设计， 件：
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（2）. 装卸核燃料组件的工作过程
1. 大、小车精确定位 2. 提升机构下放钢丝绳 3. 内套筒行程碰头碰外套筒的碰块 4. 带动长推杆下行 5. 外套筒长杆上部碰块接通行程开关 6. 提升燃料组件 7. 卸料
一.装卸料机 1.装卸料机典型结构 1.装卸料机典型结构 装卸料机 2.装卸料机自动定位系统概述 2.装卸料机自动定位系统概述 装卸料机 二.新燃料升降机 三.燃料组件转运装置 四.手动操作工具
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乏燃料水池
通道插入已竖起的倾翻机 穿墙 卧倒倾翻机
运行精定位
装入堆芯
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五、乏燃料组件的工艺运输流程
用桥式起重机械手从反应堆内取出乏燃料组件，再转 运到乏燃料组件贮存水池的工艺运输流程与新燃料组件的 工艺运输流程基本上是相反的。但其工序要复杂一些。主 要是要对其进行多种检测。
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新燃料组件的接收、检查和贮存； ２．新燃料组件的接收、检查和贮存； ３．贮存乏燃料组件和破损燃料组件； 贮存乏燃料组件和破损燃料组件； ４ ． 把乏燃料组件装入乏燃料组件运输容器 运往后处理工厂，包括装前容器的准备、 运往后处理工厂 ，包括装前容器的准备 、 装入乏 燃料、去污和装料后运输容器的准备； 燃料、去污和装料后运输容器的准备； 装卸反应堆压力容器顶盖和上、 ５ ． 装卸反应堆压力容器顶盖和上 、 下部堆 内构件等部件。 内构件等部件。
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二、本系统的设计准则
１．乏燃料贮存水池、反应堆换料水池等要保证转运和贮存 乏燃料贮存水池、 中的燃料组件上方有足够厚的水屏蔽层 水屏蔽层， 中的燃料组件上方有足够厚的 水屏蔽层 ， 使操作面的放射性 剂量水平不超过规定值。 剂量水平不超过规定值。 除控制仪表设备外， 所有燃料组件的装卸、 ２ ． 除控制仪表设备外 ， 所有燃料组件的装卸 、 运输和贮 存设备的设计需满足在各种载荷及其组合载荷作用下， 存设备的设计需满足在各种载荷及其组合载荷作用下 ， 产生 的应力应小于规定的值。 的应力应小于规定的值。 ３．本系统的机械设备，在运行停堆地震(ＯＢＥ 或安全停 本系统的机械设备，在运行停堆地震 ＯＢＥ)或安全停 ＯＢＥ 堆地震(ＳＳＥ 地震过后， ＳＳＥ)地震过后 堆地震 ＳＳＥ 地震过后，经过检查和修理应仍然能恢复其功 在任何情况下， 能 。 在任何情况下 ， 能够通过手动操作来完成正在进行的燃 料组件操作，并且不损伤燃料组件。 料组件操作，并且不损伤燃料组件。
3．装卸料机的装卸机构
（1）机构组成为： 外套筒组件 装 卸 机 构 内套筒组件与抓取机械手
（2）装卸核燃料组件的工作过 程
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外套筒组件如图示
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①外套筒组件
它由固定支座、手动回转机构、外套筒筒体 、支承轮 装置、导向轮装置、长推杆、行程碰块等组成。外套筒筒 体用0Ｃr18Ｎi9不锈钢无缝钢管制造。
含有各种化学添加剂的含硼除盐水；特殊情况下， 含有各种化学添加剂的含硼除盐水；特殊情况下，乏燃料水池水温允 许达到８０ ８０℃ 许达到８０℃。水下运行的机械设备零部件一般应采用奥氏体不锈钢制造 其外形应易于去污，并且不允许使用有机材料、有机润滑脂等。 ，其外形应易于去污，并且不允许使用有机材料、有机润滑脂等。
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内套筒组件 与抓取机械 手
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②内套筒组件与抓取机械手
图中展现了内套筒组件与抓取机械手的工作原理和结 构轮廓。它由爪钩等几十个零部件组成。内套筒筒体用 0Ｃ r18Ｎi9Ｔi制造。它的上方用钢丝绳与提升机构相连，把整 个内套筒组件与抓取机械手悬挂在外套筒内腔里，靠内套 筒外圆柱面上的导向长键与外套筒内腔的一排导向滚轮上 的键槽配合，使内外套筒体之间只有沿轴向的相对移动， 不能相对转动。
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（１）．提升机构的功能、结构特点和工作原理
提升机构的任务是驱动内套筒组件、抓取机构和核 燃料组件作升降运动。某压水堆核电厂换料机里的提升 机构如前图所示。 该提升机构拖动电动机功率为3.5kw，实际起重量 0.6t，额定起重量为2t。选用1Cr18Ni9Ti制造的钢丝绳， 升降速度0.3~6m/min，无级调速，操作行程7m，总传动 比i=73.87。 从图中可看出，钢丝绳的一端固定在卷扬机的卷筒 上，经过定滑轮、动滑轮以及电子秤，与提升机架顶部 的横梁相连接。动滑轮下部通过销轴与内套筒组件的旋 转吊装体联结。钢丝绳固定端联有重量传感器，用来测 量被提升物品的重量。定滑轮端部安装了光栅式高度指 示传感器。 2012年4月25日星期三 返回
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三、实现本系统功能的主要机械设备
本系统的操作基本上在水下进行。 本系统的操作基本上在水下进行。这些水下操作工序是一 操作基本上在水下进行 个较复杂的系统流程。目前， 个较复杂的系统流程。目前，压水堆核电厂已初步实现机械化 所示。 流水作业线， 流水作业线，如图９－１所示。这条流水作业线上的主要机械 设备有十多种，如燃料组件倾翻机、装卸燃料组件的容器、 设备有十多种，如燃料组件倾翻机、装卸燃料组件的容器、穿 墙运输管道、长柄截止阀、水下燃料转运装置、气动牵引车、 墙运输管道、长柄截止阀、水下燃料转运装置、气动牵引车、 应急牵引车、新燃料组件升降机、乏燃料组件检测机、 应急牵引车、新燃料组件升降机、乏燃料组件检测机、人桥起 重机、辅助桥式起重机及桥式起重机械手（装卸料机） 重机、辅助桥式起重机及桥式起重机械手（装卸料机）等。
在停堆后（冷态和卸压）装卸核燃料组件， １．在停堆后（冷态和卸压）装卸核燃料组件， 即为达到下述目的而进行的所有必要操作： 即为达到下述目的而进行的所有必要操作：
（１）从堆芯卸出乏燃料组件； 从堆芯卸出乏燃料组件； 把乏燃料组件从反应堆厂房(ＲＢ 运往燃料厂房（ＦＢ） ＲＢ)运往燃料厂房 （ ２ ）把乏燃料组件从反应堆厂房 ＲＢ 运往燃料厂房 （ ＦＢ ） ， 并放入乏燃料贮存格架中； 并放入乏燃料贮存格架中； （３）从新燃料贮存格架中吊出新燃料组件并将其运入反应堆厂房 并装入堆芯； 内，并装入堆芯； （４）对重新装入堆内的燃料组件内的相关组件（如控制棒组件、 对重新装入堆内的燃料组件内的相关组件（如控制棒组件、 阻力塞组件）进行调整； 阻力塞组件）进行调整； 在乏燃料检查装置上对乏燃料组件进行目视检查，需要时， （５）在乏燃料检查装置上对乏燃料组件进行目视检查，需要时， 把破损燃料组件送到破损燃料组件贮存小室； 把破损燃料组件送到破损燃料组件贮存小室； 在啜（ （６）在啜（音：chuò）吸检测装置内探测乏燃料组件是否破损； ）吸检测装置内探测乏燃料组件是否破损；
第四章 核电厂的核燃 料装卸与搬运 机械
第四章
核燃料组件装卸、 第一节 核燃料组件装卸、转运和贮存系统简介 压水堆核电厂内核燃料组件装卸、 第二节 压水堆核电厂内核燃料组件装卸、贮存 和转运系统中的专用机械 和转运系统中的专用机械 一、 装卸料桥式机械手 二、 新燃料升降机的结构和工作原理 燃料组件转运装置、 三、 燃料组件转运装置、水下气动运行机 构的结构和工作原理 四、手动操作工具
2. 装卸料机的小车
它以小车架和提 升机架为骨干，其上 安装了起升机构、运 行机构、装卸机构和 电气自动控制系统。 如图示。用功率步进 电动机驱动，无级调 速，运行速度 0~6m/min，定位精 度可小于1mm。
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结束放映
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第一节 压水堆 核电厂内核燃料组件的装卸、 核电厂内核燃料组件的装卸、 转运和贮存系统简介
核电厂内核燃料组件装卸、转运和贮存系统属于核辅助系统， 核电厂内核燃料组件装卸、转运和贮存系统属于核辅助系统，其 核辅助系统 主要服务对象是燃料组件，包括新燃料组件入堆前的的接收、检查、 主要服务对象是燃料组件，包括新燃料组件入堆前的的接收、检查、 贮存，拆卸和装封反应堆，堆芯换料以及乏燃料组件的运输、 贮存，拆卸和装封反应堆，堆芯换料以及乏燃料组件的运输、贮存和 发送等一系列工艺操作。 发送等一系列工艺操作。
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第二节 压水堆 核电厂内核燃料组件装卸、 核电厂内核燃料组件装卸、贮存 和转运系统中的专用机械
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核燃料组件装卸、 核燃料组件装卸、转运机械化流水线
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四、新燃料组件的工艺运输流程
当新燃料组件运输容器运到燃料厂房后，要用燃料厂房 的辅助桥式起重机提升到操作室，脱去新燃料组件的铠装和 容器。再提升到操作平台，将其装进新燃料检查装置进行目 测检查和控制棒组件抽插试验，检查合格的新燃料组件运到 新燃料组件贮存格架存放，或用新燃料升降机将其运到乏燃 料贮存水池中的乏燃料贮存格架中存放。燃料组件下放到水 池底部后，要再用人桥起重机在水下吊运新燃料组件（首次 装料为干操作），通过水闸门进入燃料组件转运舱内。在此 之前，燃料转运舱内的燃料倾翻机已经竖起，倾翻机内的燃 料容器亦已竖起，可以接住新燃料组件，将倾翻机卧倒，启 动水下气动牵引车，驱动水下运输车将新燃料组件穿过穿墙
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4． 装卸料机的提升机构
(1). 主要功能 (2). 卷扬机的组成结构
(3). 结构特点 (4). 传动路线及传动比
(5). 变速原理 (6). 辅助系统
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1． 装卸料机的大车
大车由箱式或桁架式双梁桥架和大车运行机 构组成，如图示，用功率步进电动机驱动，无级 调速，运行速度0~10m/min，定位精度小于1mm。 一般采用无轮缘车轮。
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一、装卸料机
装卸料机是核岛内的主要机器之一，在核岛 内用于为反应堆装入、卸出或倒换燃料组件。一 般采用桥式结构，如图所示。或称桥式起重机械 手
装卸料机的结构组成: 装卸料机的结构组成
1) 大车 装 卸 料 机 2) 小车 3) 装卸机构 4) 提升机构
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输送管道，将新燃料组件运到反应堆厂房。反应堆厂房内的 燃料倾翻机接过燃料容器，通过卷扬机，将新燃料组件竖起 在反应堆换料水池中，再用桥式起重机械手从倾翻机内把新 燃料组件取出，并精确定位，最后装入反应堆堆芯之内。
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新燃料组件的工艺运输流程
新燃料组件入厂 升降机 0m 14m脱去镗装 人桥桥吊水运 卧倒 竖起 20m检测 过水闸门 水下运输车 机械手取出
1.本系统的功能 1.本系统的功能 2.本系统的设计准则 2.本系统的设计准则 3.实现本系统功能的主要机械设备 3.实现本系统功能的主要机械设备 4.新燃料组件的工艺运输流程 4.新燃料组件的工艺运输流程 5.乏燃料组件的工艺运输流程 5.乏燃料组件的工艺运输流程
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一、本系统的功能