專利名稱：垂直緊密組裝芯棒的排列系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及核燃料芯棒的儲(chǔ)存，特別是涉及一種把兩個(gè)燃料組件集裝到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)燃料組件的框架空間中的芯棒排列系統(tǒng)。
核反應(yīng)堆場地地存儲(chǔ)空間是很有限的。這就需要集裝并待儲(chǔ)存的核燃料。通過拆開兩個(gè)燃料組件并重新把燃料組裝在一個(gè)有相應(yīng)于與標(biāo)準(zhǔn)燃料組件相同的框架空間的金屬容器中，這樣能獲得2比1的合并比。由于沒有足夠的有效空間允許水平處理燃料，大多數(shù)現(xiàn)有的用于燃料集中合并的設(shè)計(jì)和設(shè)備都在垂直排列的方向上處理燃料。在大多數(shù)這些系統(tǒng)中，燃料芯棒成組或成束地從燃料組件中拉出或推出并且被放進(jìn)重新組合燃料芯棒束的漏斗中。芯棒束可包含一個(gè)完整的燃料組件的全套芯棒或部分組件的芯棒。漏斗是一個(gè)長形的裝置，當(dāng)從燃料組件(矩形節(jié)距)取出時(shí)，該裝置在相同輪廓的一端接受一芯棒束并且在另一端逐漸把該束的輪廓改變成緊密組合的三角形節(jié)距的芯棒輪廓。然后，重新組合的芯棒被送入存儲(chǔ)容器。
這一燃料芯棒合并的方法只能獲得有限的效果，因?yàn)樗贿m于從不正常情況下如有破碎的燃料芯棒迅速恢復(fù)。漏斗的方法不適于其它的有關(guān)燃料的操作如可燃毒物芯棒的集裝且不利于燃料的重新構(gòu)成，渦流探傷檢查和重新鎖定損壞的燃料組件。顯然，在這一領(lǐng)域需要更適于多方面用途的構(gòu)思。
本發(fā)明以簡單的方式解決了上述問題。所提供的是一種利用單個(gè)芯棒傳送原理的芯棒排列裝置。一次處理一個(gè)芯棒可提供最有效的控制并可避免掛起燃料組件的主要部所導(dǎo)致的設(shè)備損壞、動(dòng)力失效或芯棒破裂的意外事故。芯棒排列裝置與集裝容器結(jié)合操作，它有兩塊成扇形的其有相同邊緣外形的板。該板一塊位于另一塊之上并且可在前后和左右的方向上相對偏移。該板的相對位置由支承導(dǎo)向件保持，該支承導(dǎo)向件可通過汽缸使底部導(dǎo)向件向前和向后周期動(dòng)作。芯棒的裝料方式在芯棒間提供間隙，這使得芯棒排列裝置可把每個(gè)芯棒保持在位置上。
為進(jìn)一步理解本發(fā)明的目的和特點(diǎn)，下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明。附圖中相同的零件給予相同的參考號。其中，

圖1是本發(fā)明的總體視圖。
圖2是芯棒排列裝置的正視圖。
圖3是芯棒排列裝置的俯視圖。
圖4是沿圖3中線4-4所取的視圖。
圖5是傾斜的芯棒排列裝置的側(cè)視圖。
圖6是雙定位鎖緊機(jī)構(gòu)的仰視圖。
圖7是芯棒排列裝置的局部分俯視圖。
圖8是沿圖3中線8-8所取的視圖。
圖9是傾斜的芯棒排列裝置的局部俯視圖。
圖10是沿圖3中線10-10所取的視圖。
圖11是帶有以三角形節(jié)距裝載的燃料芯棒的組裝容器的局部俯視圖。
參考圖1，其中，一般用標(biāo)號10表示本發(fā)明。芯棒排列系統(tǒng)10一般由一個(gè)組裝容器12，一個(gè)剛性支承結(jié)構(gòu)14和一個(gè)芯棒排列裝置16組成。
組裝容器12基本上是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的芯棒和可燃毒物芯棒的儲(chǔ)運(yùn)容器，該容器通過沿一側(cè)附設(shè)幾個(gè)垂直間隔的水平孔或窗口18而被改進(jìn)。芯棒排列裝置16的一部分通過每一個(gè)窗口18進(jìn)入組裝容器12，以便當(dāng)它們進(jìn)入到該容器12中時(shí)對正燃料芯棒20。如圖11所示，芯棒排列裝置16以三角形節(jié)距的構(gòu)形使燃料芯棒20在容器12中確定位置，以獲得所期望的二比一的組裝比。組裝容器12在接受燃料芯棒的垂直位置由剛性支承結(jié)構(gòu)14支承。
剛性支承結(jié)構(gòu)14一般是根據(jù)接受和支承組裝容器12的尺寸制造的框架結(jié)構(gòu)。如圖1所示，支承結(jié)構(gòu)14在其上裝有芯棒排列裝置16。
芯棒排列裝置16一般由安裝基座24和導(dǎo)向部件26組成。在最佳實(shí)施例中，如圖5和9所示，導(dǎo)向部件26被安裝到安裝基座24上。安裝基座24在支承結(jié)構(gòu)14上由滾輪11和導(dǎo)軌13導(dǎo)向。六個(gè)滾輪11通過在安裝基座24每側(cè)一個(gè)的兩固定板15裝到安裝基座24上。滾輪11支承在導(dǎo)軌13上運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)軌13傾斜地裝到支承結(jié)構(gòu)14上，這樣使導(dǎo)向部件26和安裝基座24側(cè)向于容器12的內(nèi)部。在最佳實(shí)施例中，芯棒排列裝置16對芯棒20施加一個(gè)力，該力對傾斜角度和該裝置的重量成正比。為移開上述裝置或?yàn)榱搜b配或拆除容器12，回縮側(cè)斜的容器12的芯棒排列裝置16可以兩種方式之中一種來實(shí)現(xiàn)。參見圖5、9，動(dòng)力缸17裝到支承結(jié)構(gòu)14上，動(dòng)力缸17的桿壓在安裝座24上，這樣上述桿的延伸就把芯棒排列裝置16推離開容器12。通過保持動(dòng)力缸17上的壓力可維持芯

排列裝置16的回縮。止動(dòng)器19作為額外的部件。止動(dòng)器19可轉(zhuǎn)動(dòng)地裝到固定板15上。當(dāng)側(cè)斜的芯棒排列裝置16的撤回時(shí)，止動(dòng)器19在導(dǎo)軌13的上端鎖緊并保持芯棒排列裝置16在回縮的位置。止動(dòng)器19通過操作固定在支承結(jié)構(gòu)14上的脫離機(jī)構(gòu)23或一個(gè)在遠(yuǎn)距離操作桿的端部上的鉤(未示出)可脫開。為單獨(dú)使用動(dòng)力缸17，通過轉(zhuǎn)動(dòng)上述止動(dòng)器背向固定板15止動(dòng)器19可以使之不起作用。
導(dǎo)向部件26由兩導(dǎo)向板38、40組成，參見圖2、4和7。如圖7所示，導(dǎo)向板38、40具有相同的扇形前緣，該前緣根據(jù)符合核燃料芯棒和可燃毒物芯棒的尺寸要求加工制造。該兩板以前后左右相互偏置的結(jié)構(gòu)方式一塊在另一塊之上設(shè)置。該板前緣上的凸起是在兩板之間交替凸出。下導(dǎo)向板40通過支承導(dǎo)向件42可滑動(dòng)地裝到上導(dǎo)向板38上，以便操作時(shí)，下導(dǎo)向板40前后周期動(dòng)作。支承導(dǎo)向件42被裝到上導(dǎo)向板38的下側(cè)面。上導(dǎo)向板38依靠導(dǎo)桿30可滑動(dòng)地裝在安裝基座24上。
使下導(dǎo)向板40相對上導(dǎo)向板38前后周期動(dòng)作的裝置是氣缸44，如圖2所示，氣缸44被裝到自上導(dǎo)板38底部伸出的板46上。氣缸杠48向前伸出氣缸44并被裝到自下導(dǎo)板40向下伸出的板50。這樣，氣缸44的周期動(dòng)作使氣缸桿48和下導(dǎo)板40相對上導(dǎo)板38前后移動(dòng)。兩導(dǎo)板間相對運(yùn)動(dòng)的范圍由氣缸沖程或可調(diào)止動(dòng)銷52、54控制(見圖7)。前止動(dòng)銷52被擰入下導(dǎo)向板40前通過下導(dǎo)向板40向前伸出，以便通過與止動(dòng)板56接觸控制向前的移動(dòng)。后止動(dòng)銷54可滑動(dòng)地與止動(dòng)板56配合并向其后延伸與下導(dǎo)向板40螺紋連接，以控制下導(dǎo)向板40的向后移動(dòng)。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，芯棒排列裝置16可相對容器以水平排列方向設(shè)置。安裝基座24有支承板28，該支承板28有適于可滑動(dòng)地接受導(dǎo)桿30的通孔。如圖3和4所示，導(dǎo)桿30裝在導(dǎo)向部件26的上部并自此向后延伸。套也可裝在該孔中以減少支承板28和導(dǎo)桿30間的摩擦和磨損。為便于說明，另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)差別在最佳實(shí)施例的附圖中被表示為附加的結(jié)構(gòu)。橫桿32裝到并跨接于距導(dǎo)向部件26最遠(yuǎn)的導(dǎo)桿30的端部。如圖3所示，為另一實(shí)施例的彈簧提供安裝點(diǎn)。在安裝基座24的前部附近有第一彈簧固定件34，它裝在支承板28上。第二彈簧固定件35被裝在橫桿32上。彈簧36裝在兩固定點(diǎn)之間。由于導(dǎo)桿30裝在導(dǎo)向部件26上，彈簧和固定件的結(jié)合可作為偏壓導(dǎo)向部件26向前離開安裝基座24朝向并進(jìn)入組裝容器12。安裝基座24由雙定位鎖緊機(jī)構(gòu)62阻止其滾動(dòng)。
在另一實(shí)施例中，把導(dǎo)向部件26鎖定在回縮位置以便移開和安裝組裝容器12的裝置是雙定位鎖緊機(jī)構(gòu)(見圖6和8)。通過轉(zhuǎn)動(dòng)由軸37連接到凸輪33上的螺帽31操縱雙定位鎖緊機(jī)構(gòu)62。凸輪33的轉(zhuǎn)動(dòng)給鎖緊軸39提供推一拉運(yùn)動(dòng)。凸輪33有槽，鎖緊軸39可轉(zhuǎn)動(dòng)地裝在該槽上。鎖緊軸39通過導(dǎo)向塊41可滑動(dòng)地與安裝基座24連接。除導(dǎo)向塊41外，鎖緊軸39還可滑動(dòng)地裝在安裝基座24的孔中。如圖3和8所示，當(dāng)操作鎖緊機(jī)構(gòu)62時(shí)，鎖緊軸39與導(dǎo)軌13上的孔43配合。導(dǎo)軌13中有兩組孔。一組孔用于把芯棒排列裝置16鎖緊在離容器12最遠(yuǎn)的位置，以便該容器12的裝配和拆卸操作。第二組孔用于當(dāng)容器裝料時(shí)把芯棒排列裝置鎖緊在適當(dāng)?shù)奈恢?。螺?1由彈簧45向上偏壓，這樣在朝上的位置上螺帽31由銷47防止轉(zhuǎn)動(dòng)。該銷47固定在螺帽31上并且從螺帽伸進(jìn)到定位板49的槽中。在遠(yuǎn)距離操作桿的端部上，(未示出)，由套筒扳手轉(zhuǎn)動(dòng)螺帽31。當(dāng)給螺帽31施加一個(gè)小的向上的力時(shí)，銷47自定位板49脫開;螺帽31可任意轉(zhuǎn)動(dòng)。螺帽31和軸31的垂直移動(dòng)受軸37中的槽的長度以及垂直限位銷51的限制。垂直限位銷固定在導(dǎo)向套53上。
在另一實(shí)施例中，松開導(dǎo)向部件26和安裝基座24之間的彈簧張緊的裝置以導(dǎo)向延伸鎖緊裝置64的方式提供(見圖10)。在遠(yuǎn)距離拆卸芯棒排列裝置16的情況下(如需要修理)，使用導(dǎo)向延伸鎖緊裝置64。導(dǎo)向延伸鎖緊裝置64提供一種方法在移動(dòng)時(shí)把導(dǎo)向部件26鎖定在任何位置，而取消彈簧36的作用并不需順序鎖定雙定位鎖緊機(jī)構(gòu)62。在遠(yuǎn)距離裝配芯棒排列裝置16之前(如修理后)導(dǎo)向延伸鎖緊裝置64被鎖定以便當(dāng)芯棒排列裝置16被鎖定在鎖緊位置(通過操作鎖緊機(jī)構(gòu)62)，導(dǎo)向部件26的伸出范圍不能達(dá)到芯棒20的最后一排。在芯棒排列裝置16被鎖定在鎖緊位置后，導(dǎo)向延伸鎖緊裝置64被松開以便導(dǎo)向部件26能逼近并靠在芯棒20上。通過轉(zhuǎn)動(dòng)裝在帶有螺紋的螺栓57上的螺帽55操作導(dǎo)向延伸鎖緊裝置64。螺栓57可轉(zhuǎn)動(dòng)地裝在夾緊臂59上，該夾緊臂59可轉(zhuǎn)動(dòng)地裝在后支承板28上。后支承板28上有導(dǎo)向桿61的留間隙的孔。夾緊臂59有凹槽以便夾緊導(dǎo)向桿61。導(dǎo)向桿61裝在可拆卸的彈簧固定件32上。螺帽55在遠(yuǎn)距離操作的工具的一端由套筒扳手轉(zhuǎn)動(dòng)。(未示出)。螺帽55由蓋63鎖位但可轉(zhuǎn)動(dòng)。
緩沖導(dǎo)向部件26運(yùn)動(dòng)的裝置以緩沖器60的方式提供(見圖3)。在遠(yuǎn)距離裝配芯棒排列裝置16之后和在鎖緊位置鎖定芯棒排列裝置16之后，導(dǎo)向延伸鎖緊裝置64被松開。松開時(shí)，緩沖器60工作以減慢導(dǎo)向部件26進(jìn)入容器12的向前運(yùn)動(dòng)。緩沖器60是通過裝在液壓缸出口中的噴嘴抽進(jìn)和排出池水的液壓缸。緩沖器60有裝在樞軸座25中的前支承板28上的耳軸。液壓桿27裝在桿安裝座29上，該板29裝在上導(dǎo)向板38上。
操作時(shí)，組裝容器12被首先放置在適當(dāng)位置。在裝配容器12之前，利用動(dòng)力缸17或雙定位鎖緊機(jī)構(gòu)62把每一芯棒排列裝置16放置在鎖定位置。通過支承結(jié)構(gòu)14上定位的芯棒排列裝置16，導(dǎo)向部件26經(jīng)窗口18插入到容器12中。開始時(shí)，下導(dǎo)向板40相對于上導(dǎo)向板38回縮，以便上導(dǎo)向板38壓在容器12的內(nèi)壁上。從圖1可以看出在最佳實(shí)施例中沿容器12的縱向軸線使用了多個(gè)芯棒排列裝置16。燃料芯棒20通過上導(dǎo)向板38的扇形空間每次一個(gè)進(jìn)入容器12。芯棒的裝料形式在每一排的相鄰芯棒之間提供間隙，以便允許凸起(前扇形邊緣)使每一芯棒保持在適當(dāng)位置。第一排被裝料后，導(dǎo)向部件26周期地工作使下導(dǎo)向板40向前伸出到下導(dǎo)向板38之外。這樣下導(dǎo)向板48上的凸起壓在第一排燃料芯棒20上并把第一排芯棒壓在容器12的內(nèi)壁上而且為通過下導(dǎo)向板40上的扇形空間裝第二排芯棒提供空間。一但裝第二排芯棒，下導(dǎo)向板40回縮。而傾斜的芯棒排列裝置重量所產(chǎn)生的壓力把上導(dǎo)向板38偏壓在第二排燃料芯棒20上。這樣又為通過上導(dǎo)向板38的扇形空間裝第三排芯棒提供空間。雖然，這基本上是重復(fù)裝載第一排芯棒所使用的該裝置的位置。爾后，重復(fù)這一過程直到容器12裝滿或達(dá)到所期望的合并比。
由于本發(fā)明構(gòu)思提示的范圍內(nèi)可以作出許多不同的實(shí)施例并且由于本根據(jù)法律的陳述要求在此所詳細(xì)描述的實(shí)施例中可作出許多改進(jìn)，所以在此的陳述僅作為示例說明，而是非限定的。
權(quán)利要求
1、芯棒排列系統(tǒng)包括
A、一個(gè)剛性支承結(jié)構(gòu)。
B、設(shè)置在該支承結(jié)構(gòu)上并由其支承的組裝容器。
C、使芯棒在上述組裝容器內(nèi)定位的裝置，該組裝容器裝在相鄰于該容器的該支承結(jié)構(gòu)上。
2、按權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，上述組裝容器有接受上述芯棒定位裝置的窗口。
3、按權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，上述芯棒定位裝置包括
a、可滑動(dòng)地傾斜裝在上述支承結(jié)構(gòu)上的安裝基座，和
b、裝在上述安裝基座上的導(dǎo)向部件。
4、按權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其特征在于，上述導(dǎo)向部件包括
a、裝在上述安裝基座上的導(dǎo)向板，
b、滑動(dòng)地裝在該導(dǎo)向板上的下導(dǎo)向板，
c、使下導(dǎo)向板相對上導(dǎo)向板前后周期動(dòng)作的裝置。
5、按權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于緩沖該導(dǎo)向部件運(yùn)動(dòng)的裝置。
6、按權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其特征在于，還包括在離開該合并組裝容器的回縮位置上鎖定該安裝基座和該導(dǎo)向部件的裝置。
7、按權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其特征在于，周期動(dòng)作裝置包括一個(gè)裝在上導(dǎo)向板上并與下導(dǎo)向板可控制地連接的氣缸。
8、按權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其特征在于，下導(dǎo)向板以前后左右偏置的形式裝在上導(dǎo)向板上。
9、按權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其特征在于，上下導(dǎo)向板有相同的扇形前緣。
10、一個(gè)芯棒排系統(tǒng)包括
a、剛性支承結(jié)構(gòu)，
b、設(shè)置在該支承結(jié)構(gòu)上并由其支承的合并組裝容器，
c、可滑動(dòng)地傾斜裝在上述支承結(jié)構(gòu)的安裝基座，
d、裝在該安裝基座上的導(dǎo)向部件，和
e、具有接受該導(dǎo)向部件窗口的合并組裝容器。
11、按權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其特征在于，該導(dǎo)向部件包括
a、裝在該安裝基座上的上導(dǎo)向板，
b、滑動(dòng)地裝在該上導(dǎo)向板上的下導(dǎo)向板，
c、使下導(dǎo)向板相對上導(dǎo)向板前后周期動(dòng)作的裝置。
12、按權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其特征在于，還包括緩沖該導(dǎo)向部件運(yùn)動(dòng)的裝置。
13、按權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其特征在于，還包括在離開該組裝容器的回縮位置鎖定該安裝基座和導(dǎo)向部件的裝置。
14、按權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其特征在于，該周期動(dòng)作裝置包括一個(gè)裝在該上導(dǎo)向板上并可控制地與下導(dǎo)向板連接的氣缸。
15、按權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其特征在于，該下導(dǎo)向板以前后左右偏置的形式裝在該上導(dǎo)向板上。
16、按權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其特征在于，上下導(dǎo)向板具有相同的扇形前緣。
17、一種芯棒排列系統(tǒng)包括
a、剛性支承結(jié)構(gòu)，
b、設(shè)置在該支承結(jié)構(gòu)上并由其支承的合并組裝容器，
c、可滑動(dòng)地裝在該支承結(jié)構(gòu)上并傾斜于該合并組裝容器的安裝基座，
d、裝在該安裝基座上的上導(dǎo)向板，
e、滑動(dòng)地以偏置的形式裝在該上導(dǎo)向板的下導(dǎo)向板，
f、使該下導(dǎo)向板相對該上導(dǎo)向板前后周期動(dòng)作的裝置，
g、具有接受該上下導(dǎo)向板的窗口的合并組裝容器。
18、按權(quán)利要求17的系統(tǒng)，其特征在于，還包括裝在該上導(dǎo)向板上的緩沖器以減緩該導(dǎo)向部件相對該安裝基座的運(yùn)動(dòng)。
19、按權(quán)利要求17的系統(tǒng)，其特征在于，該上下導(dǎo)向板具有相同的扇形前緣。
20、按權(quán)利要求19的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)這樣的方式排列芯棒，該方式在相鄰的芯棒間提供間隙，該間隙允許上述扇形前緣把每一芯棒保持在適當(dāng)?shù)奈恢蒙稀?br> 全文摘要
核燃料芯棒或可燃毒物芯棒的芯棒排列系統(tǒng)。支承結(jié)構(gòu)設(shè)置有垂直容納芯棒的組裝容器。裝料方式在芯棒間提供間隙以便凸起使每一芯棒保持定位。一個(gè)或多個(gè)芯棒排列裝置垂直地沿著并傾斜于該容器設(shè)置。該裝置提供一種三角形節(jié)距的裝料方式。安裝基座的導(dǎo)向部件有帶有扇形前緣的兩個(gè)導(dǎo)向板。導(dǎo)向板相互偏置。氣缸使一導(dǎo)向板前后周期動(dòng)作以每次單個(gè)燃料芯棒的裝成一排。導(dǎo)向板的傾斜重量使其壓在芯棒上防止芯棒不應(yīng)有的移動(dòng)。
文檔編號H01H50/02GK1038179SQ8910340
公開日1989年12月20日 申請日期1989年5月20日 優(yōu)先權(quán)日1988年5月20日
發(fā)明者杜格萊斯·吉福里·阿提科斯, 米奇爾·吉斯頓·克里, 弗里得·萊·曼申, 卡爾頓·尤格尼·斯亭尼特 申請人:巴布考克和威爾科斯公司