專利名稱：機械式乏燃料貯罐吊具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及反應(yīng)堆工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種機械式乏燃料貯罐吊具。
背景技術(shù)：
核電站使用的核燃料主要由可裂變材料和可轉(zhuǎn)換材料組成。反應(yīng)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后，將成為乏燃料，乏燃料的主要特征是，具有很強的放射性，并仍產(chǎn)生衰變熱。我國目前正在積極開發(fā)球床模塊式高溫氣冷堆核電站，高溫堆核電站被公認(rèn)為是具有第四代核電主要特征的核電站，具有固有安全、防止核擴散、可產(chǎn)生高溫工藝熱等優(yōu)
點ο清華大學(xué)核能技術(shù)設(shè)計研究院在1(MW高溫氣冷實驗堆的技術(shù)基礎(chǔ)上，設(shè)計開發(fā)了可以商業(yè)應(yīng)用的球床模塊式高溫堆示范電站。球床高溫氣冷堆采用球形燃料元件，燃料元件內(nèi)彌散有涂敷燃料顆粒。球形燃料元件是將一定數(shù)量的燃料顆粒和基體石墨充分混合，壓成直徑50mm的石墨球，然后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。由于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，需要采用適合球形燃料元件貯存的貯存容器，并貯存在合適的中間貯存設(shè)施內(nèi)。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，需要采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(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是如何設(shè)計一種純機械式操作的乏燃料貯罐吊具。( 二 )技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)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(zhuǎn)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(zhuǎn)動套設(shè)置在所述固定銷軸上端與固定套下端之間的部位。優(yōu)選地，所述吊鉤為多個，且每個吊鉤上設(shè)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(yōu)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并連接。優(yōu)選地，所述固定套下端的外圈設(shè)有固定套齒輪。優(yōu)選地，所述固定套齒輪的輪齒之間設(shè)有固定套凹槽。優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)動套的底部設(shè)有轉(zhuǎn)動套齒輪，所述轉(zhuǎn)動套齒輪能在所述固定銷軸上進行周向轉(zhuǎn)動。
優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動，并能滑入所述固定套凹槽內(nèi)。優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)動套的外側(cè)設(shè)有轉(zhuǎn)動套凸輪。(三)有益效果本發(fā)明通過機械式設(shè)計實現(xiàn)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(xiàn)貯罐吊裝的遠(yuǎn)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(tài)下，本發(fā)明實施例的貯罐吊具的剖視圖；圖2是在吊鉤收回的狀態(tài)下，本發(fā)明實施例的貯罐吊具的剖視圖；圖3是在吊鉤張開的狀態(tài)下，本發(fā)明實施例的貯罐吊具的俯視圖；圖4是在吊鉤收回的狀態(tài)下，本發(fā)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(zhuǎn)動套；4-滑動銷軸；5-轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動套凸輪。
具體實施例方式下面對于本發(fā)明所提出的一種機械式乏燃料貯罐吊具，結(jié)合附圖和實施例詳細(xì)說明。參考圖1 圖4，本發(fā)明實施例的機械式乏燃料貯罐吊具的結(jié)構(gòu)描述如下乏燃料貯罐吊具主要由外套1、轉(zhuǎn)動套3、固定套6、吊鉤9等部件構(gòu)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用于支撐吊鉤9 張開狀態(tài)時的轉(zhuǎn)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并可靠連接。固定套6下端的外圈設(shè)有齒輪，即固定套齒輪7 ；固定套齒輪7的輪齒之間設(shè)有凹槽，即固定套凹槽8。轉(zhuǎn)動套3設(shè)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，用于控制吊鉤9的張開與收回；當(dāng)轉(zhuǎn)動套3位于上限位置時，吊鉤9收回，可以從貯罐上脫開，當(dāng)轉(zhuǎn)動套3位于下限位置時，吊鉤9張開，可以抓取貯罐。轉(zhuǎn)動套3的底部設(shè)有轉(zhuǎn)動套齒輪5，該轉(zhuǎn)動套齒輪5可以落在固定銷軸2上，并能在固定銷軸2上依靠轉(zhuǎn)動套 3的重力進行周向轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動套3的重力進行周向轉(zhuǎn)動，并能滑入固定套凹槽8內(nèi)，當(dāng)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(dāng)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(zhuǎn)動套3的外側(cè)設(shè)有凸輪，即轉(zhuǎn)動套凸輪13，用于頂住吊鉤 9的內(nèi)側(cè)上部或下部，當(dāng)轉(zhuǎn)動套凸輪13頂在吊鉤9的內(nèi)側(cè)上部時，吊鉤9收回，可以從貯罐上脫開，當(dāng)轉(zhuǎn)動套凸輪13頂在吊鉤9的內(nèi)側(cè)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鉤抓罐操作
在貯罐吊具的吊鉤9處于收回狀態(tài)時，轉(zhuǎn)動套3位于外套固定銷軸2之上表面和固定套6之下表面間的上部位置，轉(zhuǎn)動套凸輪13頂在吊鉤9的內(nèi)側(cè)上部，滑動銷軸4掛在固定套齒輪7上側(cè)的凹槽內(nèi)，固定套6則在第一鋼絲繩11和第二鋼絲繩12的作用下位于外套1的上側(cè)，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動套3向下降落，直至轉(zhuǎn)動套齒輪5落到固定銷軸2上，轉(zhuǎn)動套3暫時被固定銷軸2托住不再下降，而固定套6則繼續(xù)下降，在滑動銷軸4從固定套齒輪7上側(cè)的凹槽內(nèi)脫出后，轉(zhuǎn)動套齒輪5在固定銷軸2上依靠轉(zhuǎn)動套3的重力進行周向滑動，轉(zhuǎn)動套3作順時針轉(zhuǎn)動，并逐漸向下滑動，從而帶動滑動銷軸4作順時針轉(zhuǎn)動，直到滑動銷軸4轉(zhuǎn)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(xù)轉(zhuǎn)動，而是落入固定套凹槽8內(nèi)， 并位于固定套凹槽8的上端，此時，轉(zhuǎn)動套凸輪13已頂在吊鉤9的內(nèi)側(cè)下部，吊鉤9張開， 從而抓住貯罐。當(dāng)?shù)豕蘧頁P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處于張開狀態(tài)并掛在貯罐上，轉(zhuǎn)動套3位于固定銷軸2之上表面和固定套6之下表面間的下部位置，轉(zhuǎn)動套凸輪13頂在吊鉤9的內(nèi)側(cè)下部，滑動銷軸4位于固定套凹槽8內(nèi)，固定套6則在第一鋼絲繩11和第二鋼絲繩12的作用下位于外套1的上側(cè)，轉(zhuǎn)動套齒輪5置于固定銷軸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(shè)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(dāng)滑動銷軸4滑出固定套凹槽8并高于下一個固定套齒輪 7后，轉(zhuǎn)動套齒輪5在固定銷軸2上依靠轉(zhuǎn)動套3的重力進行周向滑動，轉(zhuǎn)動套3作順時針轉(zhuǎn)動，直至轉(zhuǎn)動套齒輪5轉(zhuǎn)動到使固定銷軸2滑入轉(zhuǎn)動套齒輪5的凹槽內(nèi)，轉(zhuǎn)動套齒輪5在固定銷軸2的阻擋下無法繼續(xù)轉(zhuǎn)動，此時滑動銷軸4位于固定套齒輪7的上部凹槽內(nèi)。當(dāng)?shù)豕蘧頁P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(zhuǎn)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(zhuǎn)動套凸輪13頂在吊鉤9的內(nèi)側(cè)上部，貯罐吊具的吊鉤9處于收回狀態(tài)從而與貯罐脫開，當(dāng)?shù)豕蘧頁P機組通過第一鋼絲繩11和第二鋼絲繩12繼續(xù)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(fā)生貯罐吊具的吊鉤9處于張開狀態(tài)但并沒有抓取貯罐，則只需要將貯罐吊具在地面或其他設(shè)備的上表面上放落碰撞一次，然后再提起，則可使貯罐吊具的吊鉤9變換為收回狀態(tài)，動作原理與貯罐吊具松鉤脫罐操作相同。本發(fā)明提出的純機械式乏燃料貯罐吊具，可用于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(fā)明不僅能夠?qū)崿F(xiàn)高溫堆乏燃料貯罐的安全吊裝，該吊具經(jīng)過適當(dāng)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(yīng)用于普通工業(yè)各類容器的吊裝。
以上實施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種機械式乏燃料貯罐吊具，其特征在于，包括外套(1)、固定銷軸O)、轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動套C3)設(shè)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(quán)利要求1所述的貯罐吊具，其特征在于，所述吊鉤(9)為多個，且每個吊鉤(9) 上設(shè)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(quán)利要求1所述的貯罐吊具，其特征在于，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并連接。
4.如權(quán)利要求1所述的貯罐吊具，其特征在于，所述固定套(6)下端的外圈設(shè)有固定套齒輪(7)。
5.如權(quán)利要求4所述的貯罐吊具，其特征在于，所述固定套齒輪(7)的輪齒之間設(shè)有固定套凹槽⑶。
6.如權(quán)利要求1所述的貯罐吊具，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動套(3)的底部設(shè)有轉(zhuǎn)動套齒輪 (5)，所述轉(zhuǎn)動套齒輪(5)能在所述固定銷軸( 上進行周向轉(zhuǎn)動。
7.如權(quán)利要求5所述的貯罐吊具，其特征在于，所述轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動，并能滑入所述固定套凹槽(8)內(nèi)。
8.如權(quán)利要求1所述的貯罐吊具，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動套(3)的外側(cè)設(shè)有轉(zhuǎn)動套凸輪 (13)。
全文摘要
本發(fā)明涉及反應(yīng)堆工程技術(shù)領(lǐng)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(zhuǎn)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(zhuǎn)動套(3)設(shè)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(fā)明通過機械式設(shè)計實現(xiàn)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(xiàn)貯罐吊裝的遠(yuǎn)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(yōu)先權(quán)日2011年9月28日
發(fā)明者劉繼國, 吳彬, 張作義, 李悅, 王金華 申請人:清華大學(xué)