阅读说明：本技术 支撑系统、支撑装置和反应堆换料方法 (Support system, support device and reactor refueling method ) 是由 郭志家 周寅鹏 张金山 刘兴民 柯国土 衣大勇 彭朝晖 范月容 姚成志 石辰蕾 于 2020-06-23 设计创作，主要内容包括：一种支撑系统,包括多个支撑组,每个所述支撑组包括多个支撑装置,其中,所述支撑装置包括：支撑臂、连接件和固定件,所述固定件设置在所述墙体上；所述支撑臂的第一端通过所述连接件可旋转地连接至所述固定件,使所述支撑臂具有：第二端靠近所述反应堆本体的第一位置,以及第二端靠近所述墙体的第二位置,所述支撑臂能够在所述第一位置与所述第二位置间移动,并且能够保持在所述第一位置或所述第二位置。根据本发明实施例的支撑系统能够在不完全拆卸支撑装置的情况下断开对反应堆本体的支撑,为反应堆换料等提供操作空间。(A support system comprising a plurality of support groups, each support group comprising a plurality of support devices, wherein the support devices comprise: the supporting arm, the connecting piece and the fixing piece are arranged on the wall body; the first end of the support arm is rotatably connected to the mount by the connector, such that the support arm has: a first position with a second end adjacent the reactor body and a second position with a second end adjacent the wall, the support arm being movable between the first and second positions and being retainable in either the first or second positions. The support system provided by the embodiment of the invention can disconnect the support of the reactor body under the condition of not completely disassembling the support device, and provides an operation space for reactor refueling and the like.)

支撑系统、支撑装置和反应堆换料方法

技术领域

本发明属于核反应堆技术领域，特别是涉及一种用于核反应堆的支撑系统、支撑装置以及一种反应堆的换料方法。

背景技术

为了保证反应堆运行期间的可靠性和安全性，需要对反应堆的本体，例如：安全壳、安全壳顶盖、堆芯筒体等进行抗震支撑，尤其是针对池式反应堆这种反应堆本体长径比大且位于深水中的反应堆，不仅要提供周向的各个方向上的支撑，还要提供轴向各个高度上的支撑，这就意味着支撑系统需要包括更多的支撑装置。

现有技术的支撑装置通常需要人工进行拆卸和再安装，导致在反应堆进行换料或检修等需要移动反应堆本体的操作时，需要先将支撑装置拆卸后才能够进行，操作十分不便，尤其是对于池式反应堆而言，还需要先将池水放空后才能够进行支撑装置的拆卸。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的用于反应堆的支撑系统及支撑装置。

根据本发明的一个方面，提供一种支撑系统，设置在反应堆本体和沿所述反应堆本体的周向建造的墙体之间，用于支撑所述反应堆本体，包括沿所述反应堆本体周向设置在所述墙体的多个支撑组，每个所述支撑组包括沿所述反应堆本体的轴向设置的多个支撑装置，其中，所述每个支撑装置包括：支撑臂、连接件和固定件，所述固定件设置在所述墙体上；所述支撑臂的第一端通过所述连接件可旋转地连接至所述固定件，使所述支撑臂具有：第二端靠近所述反应堆本体的第一位置，以及第二端靠近所述墙体的第二位置，所述支撑臂能够在所述第一位置与所述第二位置间移动，并且能够保持在所述第一位置或所述第二位置。

可选地，所述支撑臂的第二端设置成在所述支撑臂位于第一位置时，能够连接至所述反应堆本体，并与形成在所述反应堆本体上的限位结构配合，以限制所述支撑臂在至少部分方向上的移动

可选地，所述固定件设置成包括：预埋件，设置在所述墙体中；固定臂，所述固定臂的第一端连接至所述预埋件，第二端连接至所述连接件，并且，所述固定臂设置成垂直于所述预埋件所在的平面。

可选地，所述支撑臂在位于第一位置时与所述固定臂大致呈一条直线。

可选地，所述连接件设置成使所述支撑臂能够在竖直平面内移动。

可选地，所述的支撑系统还包括驱动装置，用于移动所述支撑装置的所述支撑臂，并且能够使所述支撑臂保持在第二位置。

可选地，每个所述支撑组中的多个支撑装置设置成共用所述驱动装置。

可选地，所述驱动装置包括：多个牵引绳，分别连接至所述支撑臂的第二端；卷扬机构，设置成卷起或放出所述牵引绳以移动所述支撑臂，并且能够固定所述牵引绳，使所述支撑臂保持在第二位置。

可选地，所述卷扬机构设置在所述墙体并且设置在其所在的支撑组的轴向的最上方。

可选地，所述驱动装置还包括：至少一个第一限位件，防止所述牵引绳脱落；至少一个第二限位件，防止所述牵引绳缠结。

根据本发明的另一方面，还提供一种反应堆换料方法，包括：解除支撑臂与反应堆本体的连接，移动所述支撑臂至第二位置并保持；拆除所述反应堆本体；换料；组装所述反应堆本体；移动所述支撑臂至第一位置并恢复所述支撑臂与所述反应堆本体的连接。

可选地，移动所述支撑臂至第二位置时，先移动位于所述反应堆本体轴向上相对上方的所述支撑臂；移动所述支撑臂至第一位置时，先移动位于所述反应堆本体轴向上相对下方的所述支撑臂。

根据本发明的另一方面，还提供一种支撑装置，设置在反应堆本体和沿所述反应堆本体的周向建造的墙体之间，所述支撑装置包括：支撑臂、连接件和固定件，其中所述支撑臂设置成支撑所述反应堆本体；所述连接件将所述支撑臂可旋转地连接至所述固定件，使得所述反应堆本体能够脱离所述支撑臂的支撑；所述固定件设置成如上述所述的固定件，并且所述支撑臂支撑所述反应堆本体时与所述固定臂大致呈一条直线。

可选地，所述支撑臂能够连接至所述反应堆本体，并与形成在所述反应堆本体上的限位结构配合，以限制所述支撑臂在至少部分方向上的移动。

可选地，所述连接件设置成使所述支撑臂能够在竖直平面内运动。

根据本发明实施例的支撑系统及支撑装置，能够在不完全拆除支撑装置的情况下断开对反应堆本体的支撑，为反应堆换料等提供操作空间，使得反应堆进行换料等操作时更加方便，应用在池式反应堆时，也能够直接在水下断开对反应堆本体的支撑，避免了放空池水的操作。根据本发明实施例的换料方法，省去了将支撑系统拆卸和再安装的步骤，更加简便。

附图说明

图1为根据本发明实施例的支撑臂位于第一位置时的支撑系统示意图；

图2为根据本发明实施例的支撑臂位于第二位置时的支撑系统示意图；

图3为根据本发明实施例的支撑臂与反应堆本体连接部位示意图；

图4为根据本发明实施例的支撑臂位于第一位置时的支撑装置示意图；

图5为根据本发明实施例的支撑臂位于第二位置时的支撑装置示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的实施例进行详细地说明。另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。

根据本发明的实施例首先提供一种支撑系统，参照图1和图2，支撑系统设置在反应堆本体100和围绕反应堆本体100建造的墙体200之中，用于支撑反应堆本体100，防止反应堆本体100在地震等情况下发生晃动。反应堆可以是例如池式反应堆、核电站用大型反应堆等，相应的，墙体200可以是水池壁或混凝土堆腔等。支撑系统设置成包括沿反应堆本体100周向设置的多个支撑组300，每个支撑组300又包括沿反应堆本体100轴向设置在墙体200上的多个支撑装置10，从而使得支撑系统为反应堆本体100提供了多方位的支撑，特别是对于反应堆轴向长度远大于径向长度的池式反应堆而言，沿轴向分布的多个支撑装置10为其提供了更好的抗震支撑。

具体的实施例中支撑装置10设置成包括支撑臂11、连接件12和固定件13，固定件13设置在墙体200上，支撑臂11的第一端通过连接件12可旋转地连接到固定件13，使得支撑臂11能够移动。进一步，支撑臂11具有如图1所示的第一位置，当支撑臂11位于第一位置时，其第二端靠近反应堆本体100，从而为反应堆本体100提供支撑，支撑臂11还具有如图2所示的第二位置，当支撑臂11位于第二位置时，其第二端靠近墙体200，从而使支撑装置10不再对反应堆本体100进行支撑并让出了反应堆本体100周围的空间，使得例如反应堆拆卸装置、换料装置等可以进行操作，从而在进行反应堆本体100的拆卸和换料过程中可以无需将支撑装置10拆除，进一步的，当本发明的实施例应用在池式反应堆时，可以无需放空池水，直接将支撑臂11移动到第二位置，然后进行反应堆换料等操作，使得操作更加方便。本领域技术人员可以理解，支撑臂11的第二位置并不限于图2中示出的实施方式，例如支撑臂11可以向斜上方运动、在水平面内运动甚至向下方运动，只要能够空出能够进行相应操作的空间，就能够实现相应的功能，进一步的，本领域技术人员也可以使用多种方式来进行支撑臂11的移动。

在一些实施方式中，支撑臂11可以设置成具有足够的强度和刚度的“工”字梁，从而提高支撑的稳定性。

进一步的，在一些实施方式中，当支撑臂11处于第一位置时，能够连接至反应堆本体100，并与形成在反应堆本体100上的限位结构配合以限制所述支撑臂11在至少部分方向上的移动，从而增加支撑装置10对反应堆本体100支撑的稳定性。具体而言，如图3所示，限位结构可以是反应堆本体100上的法兰等结构，支撑臂11可以设置成与反应堆本体100上的法兰通过插头式卡扣配合连接，从而在支撑臂11在第一位置支撑反应堆本体100时不会随意晃动，在将支撑臂11移动到第二位置时，向预定方向施力即可断开支撑臂11与反应堆本体100的连接。在一些实施方式中，支撑臂11与反应堆本体100上的法兰之间的径向接触面可以设计为有斜度的斜面，避免支撑装置10因为震动与反应堆本体脱开，进一步增加支撑的稳定性。可以理解，支撑臂11与限位结构的配合并不局限于上述方式，本领域技术人员可以使用例如锁扣结构等其他类似结构来实现相同的功能。

在一些实施方式中，如图4至图5所示，固定件13设置成包括预埋件131和固定臂132。其中，预埋件131设置在墙体200中，使得固定件13能够更加稳固地与墙体200相固定。固定臂132的第一端连接至预埋件131，第二端连接至连接件12，并且固定臂132设置成垂直于131所在的平面，从而能够提供更加稳固的支撑。可以理解，固定臂132可以通过螺栓固定、焊接等多种方式连接至预埋件131。进一步的，在一些实施方式中，支撑臂11在位于第一位置时与固定臂132大致呈一条直线，由于固定臂132垂直于预埋件131所在的平面，也就是说在发生晃动时，整个支撑装置10提供的支撑力将基本不会向其他方向分散，增加了支撑的稳定性。在一些实施方式中，固定臂132通过螺栓连接至预埋件131。在一些实施方式中，为了使预埋件131更好的固定在墙体200，可以选择在墙体200上增加一层钢衬。在一些实施方式中，固定臂132也可以设置成具有足够强度和刚度的“工”字梁。

进一步的，在一些实施方式中，连接件12设置成使支撑臂11能够在竖直平面内移动，例如，将连接件12设置成如图4和图5所示的销轴结构，从而使支撑装置10的结构得到简化，并且支撑臂11在竖直平面内移动式，也能够为换料、检修等操作提供更大的操作空间。

在一些实施方式中，为了更加方便的对支撑臂11进行移动，支撑系统还包括驱动装置400，驱动装置400能够驱动支撑臂11进行移动，并且能够将支撑臂11保持在第二位置。为了简化支撑系统的结构，在一些实施的方式中，位于同一个支撑组300中的多个支撑装置10设置成共用一个驱动机构。

在一些实施方式中，如图1和图2所示，驱动装置400包括多个牵引绳410，每个牵引绳410分别连接至一个支撑装置10的支撑臂11，可以通过在支撑臂11上设置吊孔等结构来与牵引绳410进行连接，为了能够更加方便地移动支撑臂11，牵引绳410设置成连接在支撑臂11靠近反应堆本体的一端，即远离连接件12的一端。驱动装置400还包括卷扬机构420，卷扬机构420能够卷起或放出牵引绳410并且能够对牵引绳进行固定，从而通过控制牵引绳410放出的长度来对支撑臂11进行移动和位置保持。卷扬机构420可以控制多条牵引绳410，从而一个支撑组300中只需要设置一个卷扬机构420就可以完成对支撑臂11的移动，简化了支撑系统的结构。进一步的，为了方便对卷扬机构420进行控制，卷扬机构420设置在墙体200上并且设置在相应的支撑组300的最上方。

在一些实施方式中，如图1和图2所示，驱动装置400还包括至少一个第一限位件430和至少一个第二限位件440，第一限位件430可以设置成例如防脱钩等结构，用来防止牵引绳410因操作失误等意外而脱落。第二限位件440可以设置成例如定滑轮等结构，用来防止多根牵引绳410之间相互缠结，进一步，在一些实施方式中可以设置多个第二限位件440，分别设置在相应的支撑装置10的上方，如图1所示，则最下方的一个支撑装置10对应的牵引绳索410将会穿过位于其上方的所有第二限位件440，起到了更好的防缠结效果。

根据本发明的实施例还提供一种基于上述支撑系统的反应堆的换料方法，具体而言，包括如下步骤：

S1，接触支撑臂11与反应堆本体100的连接，移动支撑臂11至第二位置并保持。

S2，拆除反应堆本体100。

S3，换料。

S4，组装所述反应堆本体100。

S5，移动支撑臂11至第一位置并恢复支撑臂11与反应堆本体的连接。

上述反应堆换料方法只需要进行支撑臂11的移动，相对于现有技术而言，节省了将支撑装置拆除和再安装的过程，更加简便。

进一步的，在一些实施方式中，在移动支撑臂11至第二位置时，先移动位于反应堆本体100轴向上相对上方的支撑臂11，在移动支撑臂11至第一位置时，先移动位于反应堆本体100轴向上相对下方的支撑臂11，进一步避免了多个支撑臂11对应的牵引绳420相互缠结。

根据本发明的实施例还提供一种支撑装置10，如上述任一所述，支撑装置10，设置在反应堆本体100和沿所述反应堆本体100的周向建造的墙体200之间，支撑装置10包括：支撑臂11、连接件12和固定件13，其中支撑臂11设置成支撑所述反应堆本体100；连接件12将所述支撑臂11可旋转地连接至所述固定件13，使得反应堆本体100能够脱离支撑臂11的支撑；固定件13如上所述，包括预埋件131和固定臂132，并且支撑臂11支撑所述反应堆本体100时与所述固定臂132大致呈一条直线。

在一些实施方式中，如上述，支撑臂11能够连接至反应堆本体100，并与形成在反应堆本体100上的限位结构配合，以限制所述支撑臂11在至少部分方向上的移动。

在一些实施方式中，所述连接件12设置成使所述支撑臂11能够在竖直平面内运动，例如轴销等结构。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。