控制棒组件移动体的换料装置

文档序号:470821 发布日期:2021-12-31 浏览:8次 >En<

阅读说明:本技术 控制棒组件移动体的换料装置 (Replacing device for control rod assembly moving body ) 是由 王浩仲 夏凡 苏喜平 刘川川 王明政 杨孔雳 吴水金 谷继品 于团结 徐宝玉 刘 于 2021-09-26 设计创作,主要内容包括:一种控制棒组件移动体的换料装置,包括:主管体,至少用于收容控制棒组件的移动体;管脚,直接或间接地与主管体的下端固定连接;以及移动体锁定结构,与主管体的上端固定连接,当主管体收容移动体时,移动体锁定结构用于与主管体内的移动体锁定或解锁,其中,移动体锁定结构包括:第一管体,其下端与主管体固定连接,第一管体的管壁上沿周向设有至少一个能够沿径向移动的活动件;活动套管,活动地套设在第一管体上,用于可操作地使活动件沿径向向内移动至锁定位置,以使移动体锁定结构与主管体内的移动体锁定。本发明实施例的换料装置能够在堆芯内换料机的操作下与移动体锁紧与解锁,从而实现对移动体的更换。(A reloading apparatus for a control rod assembly moving body, comprising: a main pipe body for accommodating at least the moving body of the control rod assembly; the pin is directly or indirectly fixedly connected with the lower end of the main pipe body; and a moving body locking structure fixedly connected to an upper end of the main pipe body, the moving body locking structure for locking or unlocking with the moving body in the main pipe body when the main pipe body houses the moving body, wherein the moving body locking structure includes: the lower end of the first pipe body is fixedly connected with the main pipe body, and at least one movable piece capable of moving along the radial direction is arranged on the pipe wall of the first pipe body along the circumferential direction; the movable sleeve is movably sleeved on the first pipe body and used for enabling the movable piece to move inwards to a locking position along the radial direction, so that the movable body locking structure is locked with the movable body in the main pipe body. The refueling device provided by the embodiment of the invention can be locked and unlocked with the moving body under the operation of the in-core refueling machine, so that the moving body can be replaced.)

控制棒组件移动体的换料装置

技术领域

本发明涉及反应堆技术领域,尤其涉及一种控制棒组件移动体的换料装置。

背景技术

中国实验快堆为国内第一座钠冷快堆,控制棒组件外形与燃料组件相同,其结构为一体式结构,控制棒组件的换料工艺流程与燃料组件相同。

示范快堆内由于燃料组件高度较高,控制棒组件内吸收体行程较长,若控制棒组件仍采取整体式结构,由于其上段结构包括较长的行程,导致控制棒组件的整体高度较高,进一步导致堆容器整体高度较高。

为了有效降低堆容器高度,提高材料的利用率,同时降低核废物量,应用于示范快堆的控制棒组件采用分体式结构。控制棒组件由移动体与外套筒两部分组成,移动体内部装有吸收体棒束,外套筒上部为六角形套管下部为圆柱形管脚,移动体可完全从外套筒内抽出,二者相互独立不存在连接关系。

在反应堆运行时,外套筒通过下部管脚固定插在堆芯小栅板联箱,移动体位于外套筒内部,控制棒驱动机构抓取移动体头部带动移动体在外套筒内上下移动,通过移动体上下移动改变吸收体棒束插入反应堆堆芯内的深度,从而调节堆芯功率。

对于分体式控制棒组件,只能单独地更换移动体或外套筒。因此需要针对移动体和外套筒分别设置换料装置。

发明内容

按照本申请的第一方面,本申请提供了一种控制棒组件移动体的换料装置,包括:

主管体,至少用于收容控制棒组件的移动体;

管脚,直接或间接地与所述主管体的下端固定连接;以及

移动体锁定结构,与所述主管体的上端固定连接,当所述主管体收容所述移动体时,所述移动体锁定结构用于与所述主管体内的移动体锁定或解锁,

其中,所述移动体锁定结构包括:

第一管体,其下端与所述主管体固定连接,所述第一管体的管壁上沿周向设有至少一个能够沿径向移动的活动件;

活动套管,活动地套设在所述第一管体上,用于可操作地使所述活动件沿径向向内移动至锁定位置,以使所述移动体锁定结构与所述主管体内的移动体锁定。

按照本申请的第二方面,本申请提供了一种控制棒组件移动体的换料装置,包括:

主管体,用于择一地收容控制棒组件的移动体或控制棒组件外套筒的换料工具,

管脚;以及

换料工具锁定结构,固定连接在所述主管体下端与所述管脚上端之间,当所述主管体收容所述换料工具时,所述换料工具锁定结构用于与所述主管体内的换料工具锁定或解锁。

本发明实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解,其中:

图1是根据本申请实施例的控制棒组件移动体的换料装置的正视图;

图2是沿图1所示A-A方向的剖视图;

图3是图2所示移动体锁定结构的局部放大图;

图4是沿图3所示B-B方向的剖视图;

图5是沿图3所示C-C方向的剖视图;

图6是图1所示活动套管的结构示意图;

图7是图6所示活动套管的俯视图;

图8是图1所示第一管体的正视图;

图9是图8所示第一管体的结构示意图;

图10是根据本申请实施例的换料装置中容装有移动体的正视图;

图11是沿图10所示D-D方向的剖视图;

图12是图11中E区域的局部放大图;

图13是图2所示换料工具锁定结构的局部放大图;

图14是图2所示第二管体的剖视图;

图15是图14所示第二管体另一角度的剖视图;

图16是根据本申请实施例的换料装置容装有换料工具的正视图;

图17是沿图16的剖视图;以及

图18是图17中F区域的局部放大图。

附图标记说明:

10、主管体;11、上管体;12、下管体;

20、管脚;21、L形开槽;

30、移动体锁定结构;

31、第一管体;311、上部管段;3111、活动件;3112、限位凸起;3113、过流孔;312、连接段;313、下部管段;314、第一环形凸台;3141、特征面;315、连接管段;

32、活动套管;321、收容槽;3211、斜面;322、凸起;323、环形凸台;3231、第一限位槽;3232、第二限位槽;33、第一弹性件;

40、换料工具锁定结构;

41、第二管体;411、上部管段;412、连接管段;4121、第二凸台;4122、第二开槽;4123、特征面;413、下部管段;4131、台阶面;

42、锁紧套筒;421、限位部;43、第二弹性件;

100、移动体;110、操作头;111、肩部;101、限位槽;

200、换料工具;210、操作头;211、肩部;220、底端部件;221、凸台;

300、小栅板联箱;

400、抓手套。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式,所述实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。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一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接或可以相互通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本发明。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外,本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

在本文中,为了便于区分,将用于更换控制棒组件移动体的专用工具称为换料装置(或者称之为专用套筒),将用于更换控制棒组件外套筒的专用工具称为换料工具(或者称之为专用抓具)。

换料装置在换料机的操作下能够可靠地实现与移动体的锁紧与解锁,并能够随控制棒移动体参与整个换料流程。换料工具在换料机的操作下能够可靠地实现与外套筒的锁紧与解锁,并能够随控制棒外套筒参与整个换料流程。

参见图1至图5,控制棒组件移动体的换料装置可包括:主管体10、管脚20以及移动体锁定结构30。

主管体10内部形成收容腔,至少用于收容控制棒组件的移动体。

主管体10包括上管体11和下管体12,为换料装置提供结构支撑。上管体11和下管体12均为圆管,下管体12与上管体11可通过螺纹连接并进行焊接防松。在其他实施例中,主管体10也可一体成型,或者由更多个管体沿轴向相接而成。

管脚20直接或间接地与主管体10的下端(即下管体12的下端)固定连接。管脚20对主管体10起支撑作用,管脚20能够插入堆芯的小栅板联箱。

移动体锁定结构30与主管体10的上端固定连接。当主管体10收容移动体时,移动体锁定结构30用于与主管体10内的移动体锁定或解锁。当移动体锁定结构30与移动体锁定时,换料装置与移动体共同在反应堆内移动;当移动体锁定结构30与移动体解锁时,移动体可单独在换料机抓手套的作用下自由移动。

参见图3至图5,特别地,移动体锁定结构30包括:第一管体31和活动套管32。第一管体31下端与主管体10固定连接,第一管体31的管壁上沿周向设有至少一个能够沿径向移动的活动件3111。活动套管32活动地套设在第一管体31上,用于可操作地使活动件3111沿径向向内移动至锁定位置,以使移动体锁定结构30与主管体10内的移动体锁定。

本申请实施例提供的换料装置,能够在堆芯内换料机的操作下与移动体锁紧与解锁,从而实现对移动体的更换。

本申请实施例提供的锁定结构,相比相关技术中通过在换料装置的上端部管体设置开槽,以通过销柱和槽的配合实现锁定和解锁的技术方案相比,本申请实施例可保证换料装置的上端部管体外周壁完整,以防止换料装置与其他设备出现干涉。

活动套管32能够相对于第一管体31绕轴线转动。参见图6至图7,活动套管32沿周向内陷形成至少一个收容槽321,当活动套管32相对于第一管体31绕轴线转动时,活动件3111可沿径向向内移动至锁定位置或沿径向向外移动至解锁位置。在锁定位置处,活动件3111与移动体的限位槽配合,从而实现换料装置与移动体至少在轴向上的锁定。在解锁位置处,活动件3111与移动体100的限位槽相分离,从而实现换料装置与移动体至少在轴向上的解锁。

具体地,若活动件3111错开活动套管32的收容槽321,则活动件3111在活动套管32管壁的作用下沿径向向内移动至锁定位置。若活动件3111面对活动套管32的收容槽321,则允许活动件3111沿径向向外移动至解锁位置。

收容槽321周向两侧的槽侧壁可以至少部分由斜面3211构成。以便于活动套管32相对于第一管体31转动时,在活动件3111从收容槽321向外移出的过程中起到导向作用。

参见图8至图9,在一些实施例中,活动件3111为滚珠,第一管体31的管壁设有容纳滚珠的通孔3113,通孔3113用于保持滚珠且允许滚珠沿径向移动。通孔3113的数量可以为多个,例如6个,这些通孔3113均匀分布在第一管体31的周向。相应地,收容槽321的数量也为6个,均匀分布在活动套管32的周向内壁。

通孔3113的长度小于滚珠的直径,通孔3113的轴向两侧开口小于滚珠的直径,从而即允许滚珠沿径向移动,同时滚珠又不会脱离通孔3113。

在另一些实施例中,活动件3111也具有中间粗两头细的橄榄球结构。

活动套管32设有限位部,第一管体31设有与限位部配合的配合部,当活动件3111移动至锁定位置或解锁位置时,通过限位部和配合部的配合使活动套管32与第一管体31周向相对静止,以使活动件3111保持在当前位置。在本申请实施例中,通过限位部和配合部的配合,实现活动套管32与第一管体31周向相互锁定。

参见图6和图7,在一些实施例中,限位部可为在活动套管32内壁沿周向设置的至少一组限位槽,每组限位槽包括第一限位槽3231和与第一限位槽3231周向间隔的第二限位槽3232。

参见图8和图9,配合部为在第一管体31的管壁上沿周向设置的至少一个限位凸起3112。

活动套管32内壁沿周向可以设有多组限位槽,如两组,三组或更多组;相应地,第一管体31的管壁上沿周向可以设置多个限位凸起3112,如两个,三个或更多个。

当限位凸起3112位于第一限位槽3231内时,能够使活动件3111保持在锁定位置;当限位凸起3112位于第二限位槽3232内时,能够使活动件3111保持在解锁位置。

在活动套管32相对于第一管体31绕轴线转动的过程中,当活动件3111移动至锁定位置时,限位凸起3112与第一限位槽3231对准;当活动件3111移动至解锁位置时,限位凸起3112与第二限位槽3232对准。

第一限位槽3231可位于第二限位槽3232的预设角度处,例如逆时针方向30°处,即活动套管32相对于第一管体31绕轴线转动30°时,限位凸起3112从与第一限位槽3231对准的位置转换至与第二限位槽3232对准的位置。

第一管体31包括上部管段311和与主管体10固定连接的下部管段313,其中上部管段311的直径大于下部管段313的直径,活动件3111设于上部管段311。限位凸起3112自上部管段311的下端向下延伸。

上部管段311上可设置多个过流孔3113,以供反应堆内的制冷剂流动经过。

活动套管32的下端向内延伸形成环形凸台323,限位槽形成在环形凸台323上。

上部管段311与下部管段313通过变径的连接段312连接,限位凸起3112延伸至连接段312的下端,连接段312的外侧表面与环形凸台323的上表面周向滑动配合。

第二限位槽3232位于收容槽321的正下方,限位凸起3112位于活动件3111的正下方。

活动套管32能够相对于第一管体31沿轴向滑动。具体地,当活动套管32相对于第一管体31向下滑动至第一位置时,限位凸起3112与第一限位槽3231或第二限位槽3232分离。当活动套管32相对于第一管体31向上滑动至第二位置时,限位凸起3112位于第一限位槽3231或第二限位槽3232内。

移动体锁定结构30还包括:第一弹性件33,套设在第一管体31上,用于向活动套管32提供轴向向上的抵接力,以将活动套管32保持在第二位置。第一弹性件33例如可为压缩弹簧。

图10是根据本申请实施例的换料装置中容装有移动体的正视图;图11是沿图10所示D-D方向的剖视图;图12是图11中E区域的局部放大图。参见图10至图12,在本申请实施例中,换料装置能够与移动体100锁紧与解锁,移动体100能够插入换料装置内部,通过移动体100的操作头110的限位槽101与换料装置的移动体锁定结构30的滚珠相配合,移动体100与换料装置即可实现锁紧与解锁。

当抓手套400携带移动体100插入换料装置的主管体10时,下压移动体100,从而带动活动套管32从初始位置(即第二位置)向下移动至第一位置,此时,限位凸起3112与第二限位槽3232分离,而后抓手套400带动移动体100和活动套管32相对于第一管体31旋转,此时,限位凸起3112与第一限位槽3231对准,抓手套400带动移动体100和活动套管32向上移动,限位凸起3112进入第一限位槽3231内,同时,活动件3111进入移动体100的限位槽101(图中限位槽101为环形槽)内,此时,移动体100与换料装置锁定。

当需要解锁时,抓手套400下压移动体100,从而带动活动套管32向下移动至第一位置,此时,限位凸起3112与第一限位槽3231分离,而后抓手套400带动移动体100和活动套管32旋转,此时,限位凸起3112与第二限位槽3232对准,抓手套400带动移动体100和活动套管32向上移动至第二位置(即初始位置),限位凸起3112进入第二限位槽3232内,同时,活动件3111进入活动套管32的收容槽321内,此时,移动体100与换料装置解锁。

由此可见,本申请实施例提供的换料装置操作简单,仅需通过下压旋转移动体100即可实现移动体100与换料装置的锁紧与解锁;通过第一弹性件33使在锁定状态下的移动体100能够与活动套管32压紧,防止活动套管32随移动体100在运输过程中因震动发生意外解锁,从而提高了换料装置与移动体100锁紧后连接的可靠性。

锁紧后换料装置与移动体100整体外形尺寸与燃料组件相似,并能适配与整个换料系统内各个设备的接口。换料装置与新移动体锁紧后,通过现有换料工艺路线可将二者运至反应堆堆芯内,在堆芯内通过换料机的操作,将新移动体留在反应堆堆芯,将被换出的乏移动体与换料装置锁紧,通过现有换料工艺路线再运出反应堆堆芯,完成堆芯内移动体100的更换操作。

活动套管32沿周向设有至少一个限位配合部,用于与反应堆内换料系统的抓手套上的至少一个限位部配合,以使活动套管32能够与抓手套共同绕轴线转动。

在一些实施例中,抓手套的限位部为开口朝下的凹槽,活动套管32的限位配合部为自活动套管32的上端向上延伸形成的凸起322。通过凹槽与凸起322的配合,实现活动套管32和抓手套两者周向定位,从而在抓手套带动移动体100转动时,活动套管32也同时绕轴线转动。

凸起322的数量可为多个,例如为3个,这些凸起322均匀分布在活动套管32的周向。

活动套管32的收容槽321的上方形成开口。活动套管32上端的凸起322自收容槽321的槽底壁和槽侧壁向上延伸。即,凸起322与收容槽321在竖直方向对准。

第一管体31上还设有向外延伸的第一环形凸台314,第一环形凸台314的外侧周面包括至少一个特征面3141,用于与反应堆内相应的特征面配合定位。从而防止换料装置在转运过程及插入堆芯小栅板联箱300内时在周向上发生转动。当换料装置位于堆芯内时,特征面3141与周边组件垫块相接触起支撑作用。

第一弹性件33的上端可抵接活动套管32的下端面上,第一弹性件33的下端可抵持在第一环形凸台314的上端面。

在一些实施例中,第一环形凸台314的特征面3141的数量为六个,六个特征面3141在水平面上投影的延长线组成正六边形。

第一环形凸台314的下部还可设有连接管段315,用于与主管体10的上端连接。

在相关技术中,对于更换移动体100的换料装置而言,由于其不具有用于被抓取的操作头,因此其进出反应堆堆芯必须与移动体100锁定,之后才能由装卸料提升机,乏组件转换桶等设备进行转运。

对于更换外套筒的换料工具而言,尽管换料工具具有可被抓持的操作头(如图17中的操作头210),但由于堆内、外换料系统中设备如:装卸料提升机,乏组件转换桶等设备用于接收乏燃料组件或乏外套筒,但单独的换料工具缺少与上述设备的接口尺寸,因此单独的换料工具不能运出反应堆堆芯,换料工具必须与外套筒锁定,外形尺寸完整才能运出反应堆堆芯。

由于上述原因,在相关技术中,换料工具在进入反应堆之前,需要与新外套筒锁定;在移出反应堆之前,需要与乏外套筒锁定。而换料装置在进入反应堆之前,需要与新移动体锁定;在移出反应堆之前,需要与乏移动体锁定。

这就导致在相关技术中,在反应堆堆芯同时对移动体和外套筒进行更换时(或者在反应堆退役时),均需要单独地安装(或移除)移动体或外套筒,并且仅能采用以“新”换“旧”的换料方式,显然,这样的换料工艺的换料效率太低。特别是对于反应堆退役时需要将全部移动体和外套筒均转移出来,此时还需要利用外形与移动体或外套筒相同或相近的模型才能够利用换料装置或换料工具替换出来,十分不便。

由此,特别地,本申请实施例还进一步对换料装置进行改进,以使换料装置能够与换料工具锁定和解锁,以在同时对控制棒组件的移动体和外套筒进行更换或者移除时,通过换料工具与换料装置锁定,从而由换料工具携带换料装置从反应堆移出。

在这样的实施例中,主管体10用于择一地收容控制棒组件的移动体100或控制棒组件外套筒的换料工具200。

参见图1、图2以及图16至图18,换料装置还包括:换料工具锁定结构40,当主管体10收容换料工具200时,换料工具锁定结构40用于与主管体10内的换料工具200锁定或解锁。

换料工具锁定结构40可设置于主管体10与管脚20之间。

参见图13至图15,换料工具锁定结构40包括:第二管体41,其内壁设有第二限位配合部,用于与换料工具200的限位部配合,以使换料工具锁定结构40与主管体10内的换料工具200锁定。

第二限位配合部包括自第二管体41内壁径向向内延伸的多个第二凸台4121,相邻两个第二凸台4121之间形成第二开槽4122。相应地,换料工具200的限位部为沿径向向外延伸的多个凸台221。

当换料工具200在反应堆内换料系统的抓手套400的带动下向下移动至使凸台221位于第二开槽4122的下方之后,抓手套400带动换料工具200相对于主管体10绕轴线转动,使换料工具200的凸台221抵接于第二凸台4121的下端面,则换料工具锁定结构40与主管体10内的换料工具200锁定。

当抓手套400带动换料工具200相对于主管体10绕轴线转动,使凸台221位于第二开槽4122的下方时,换料工具锁定结构40与主管体10内的换料工具200解锁。

第二管体41下部周壁与管脚20上部周壁共同形成容纳腔;换料工具锁定结构40还包括:锁紧套筒42和第二弹性件43。

锁紧套筒42沿轴向活动地设置在容纳腔内,锁紧套筒42设有用于收容换料工具200的底端部件220的凹槽。当换料工具200位于换料装置内时,换料工具的底端部件220插入锁紧套筒42的凹槽内。

第二弹性件43,设置于容纳腔内,用于向锁紧套筒42提供轴向向上的抵接力。从而在换料工具与换料装置锁定时,第二弹性件43提供向上的抵持力,使换料工具的凸台221抵紧第二凸台4121的下端面。第二弹性件43可为螺旋弹簧。

锁紧套筒42的凹槽与换料工具200的底端部件220相适配,即,将锁定套筒42与换料工具200周向固定,以使锁紧套筒42能够与换料工具200共同在抓手套400的作用下绕轴线转动。在一些实施例中,锁紧套筒42的凹槽的截面为六边形,相应地,换料工具200的底端部件220的横截面也为六边形。

锁紧套筒42与第二弹性件43相配合提高换料工具200与换料装置锁紧后的可靠性。第二弹性件43位于锁紧套筒42下方,其支撑面为管脚20内壁支撑平台,第二弹性件43用于给锁紧套筒42提供向上的弹力,能够压紧锁紧套筒42与换料工具200的底端部件220,防止锁紧套筒42以及换料工具200发生转动,提供锁紧的可靠性。

进一步地,管脚20的周壁上形成L形开槽21,锁紧套筒42设有沿L形开槽21滑动的限位部421。从而由L形开槽21限定换料工具200的转动角度。L形开槽21的数量可以为3个,三个L形开槽21沿管脚20的周壁均匀分布。

锁紧套筒42的限位部421可为销柱。销柱的外侧端面不突出管脚20的周壁外表面,以避免在换料工具带动锁紧套筒42转动时换料装置和小栅板联箱300锁紧或解锁。

L形开槽21可包括竖直槽和在竖直槽的底部与其相接的水平槽。当换料工具200在抓手套400的带动下向下移动时,限位部421在L形开槽21的竖直槽内向下滑动至底端。之后,当换料工具200在抓手套400的带动下转动时,限位部421在竖直槽的底端移动至水平槽的远离竖直槽的端部。由此,L形开槽21不但限定了换料工具200在换料装置内上下移动的距离,还限定了换料工具200在换料装置内转动的角度。水平槽在竖直方向的高度大于限位部421的高度,从而使得限位部421可在水平槽内上下移动。

第二管体41包括:上部管段411、下部管段413以及连接管段412。上部管段411与主管体10固定连接。下部管段413与管脚20固定连接。上部管段411的直径大于下部管段413的直径,连接管段412的内径自上向下减缩,第二凸台4121形成在连接管段412。

第二管体41的外侧表面形成有限位面,用于与小栅板联箱300插筒上的限位部配合。在一些实施例中,限位面为台阶面4131。台阶面4131形成在下部管段413上。当换料装置插入小栅板联箱300后,台阶面4131与小栅板联箱上部端面处的限位部接触,为换料装置提供支撑。

连接管段412的外侧周面形成有至少一个特征面4123,用于与反应堆内相应的特征面配合定位。在一些实施例中,连接管段412的特征面4123的数量为六个,六个特征面4123在水平面上投影的延长线组成正六边形。在将换料装置插入堆芯内时,通过连接管段412的特征面4123能够防止换料装置发生转动。

当利用抓手套400将移动体100与换料装置进行解锁时,抓手套400对准移动体100的操作头110,抓手套400先下降至压到活动套管32的位置(对应活动套管32的第二位置,或者说初始位置),之后推动活动套管32向下运动,当抓手套400下移至与移动体100的肩部111接触时,抓手套400下降到位。此时移动体100的操作头110的凸台位于抓手套400竖直槽内,活动套管32到达第一位置,限位凸起3112与第一限位槽3231分离。之后抓手套400沿第一方向转动预设角度(如30度),此时,活动套管32和移动体100共同随抓手套400转动,限位凸起3112位于第二限位槽3232上方,同时活动件3111面对活动套管32的收容槽321,完成解锁。之后抓手套400带动移动体100上移离开换料装置,此时活动套管32在第一弹性件33的作用下向上移动至第二位置,限位凸起3112位于第二限位槽3232内。

当利用抓手套400将移动体100和换料装置进行锁定时,抓手套400携带移动体100对准换料装置,之后抓手套400带动移动体100下移。在抓手套400带动移动体100下移的过程中,抓手套400先下降至压到活动套管32的位置(对应活动套管32的第二位置,或者说初始位置),之后推动活动套管32向下运动,当抓手套400下移至移动体100的肩部111的下表面与第一管体的连接段312接触时,抓手套400下降到位。此时移动体100的操作头110的凸台位于抓手套400竖直槽内,活动套管32到达第一位置,限位凸起3112与第二限位槽3232分离;之后抓手套400沿第二方向(与第一方向相反)转动预设角度(如30度),此时,活动套管32和移动体100共同随抓手套400转动,限位凸起3112位于第一限位槽3231上方,同时活动件3111面对活动套管32的管壁(错开活动套管32的收容槽321),实现锁定。之后抓手套400上移离开移动体100,此时活动套管32在第一弹性件33的作用下向上移动至第二位置,限位凸起3112位于第一限位槽3231内。

当利用抓手套400将换料工具200与换料装置进行解锁时,抓手套400对准换料工具200的操作头210,抓手套400先下降至压到活动套管32的位置(对应活动套管32的第二位置,或者说初始位置),之后推动活动套管32向下运动,当抓手套400下移至与换料工具200的肩部211接触时,抓手套400下降到位。此时换料工具200的凸台位于抓手套400竖直槽内,活动套管32到达第一位置,限位凸起3112与第一限位槽3231分离;换料工具200底部到达锁紧套筒42凹槽底部,锁紧套筒42上的限位部421与管脚20的L形开槽21水平槽右侧端部(即远离竖直槽的端部)下底面接触。之后抓手套400沿第一方向转动预设角度(如30度),此时,活动套管32和换料工具200共同随抓手套400转动,限位凸起3112位于第二限位槽3232上方,限位部421与管脚20的L形开槽21的竖直槽底部接触,同时换料工具200的底端部件220处凸台221,从换料装置的第二凸台4121下方转出,转至第二开槽4122下方,此时换料工具200与换料装置实现解锁。之后抓手套400带动换料工具200上移离开换料装置,此时活动套管32在第二弹性件43的作用下向上移动至第二位置,限位凸起3112位于第二限位槽3232内,限位部421位于竖直槽的顶端。

当利用抓手套400将换料工具200和换料装置进行锁定时,抓手套400携带换料工具200对准换料装置,之后抓手套400带动换料工具200下移。在抓手套400带动换料工具200下移的过程中,抓手套400先下降至压到活动套管32的位置(对应活动套管32的第二位置,或者说初始位置),换料工具200的底部到达换料装置的锁紧套筒42的凹槽底部,之后抓手套400继续下降,推动活动套管32和锁紧套筒42向下运动(同时锁紧套筒42的限位部421开始在L形开槽21的竖直槽向下运动),当抓手套400下移至换料工具200的肩部211的下表面与第一管体31的连接段312接触时,抓手套400下降到位。此时,换料工具200的操作头210的凸台位于抓手套400竖直槽内,活动套管32到达第一位置,限位凸起3112与第二限位槽3232分离,锁紧套筒42的限位部421移动至L形开槽21的竖直槽槽底;之后抓手套400沿第二方向(与第一方向相反)转动预设角度(如30度),此时,活动套管32和换料工具200共同随抓手套400转动,限位凸起3112位于第一限位槽3231上方,同时换料工具200的凸台位于第二凸台4121的下方,锁紧套筒42的限位部421在L形开槽21的水平槽内移动至远离竖直槽的端部。之后抓手套400上移离开换料工具200,此时活动套管32在第一弹性件33的作用下向上移动至第二位置,限位凸起3112位于第一限位槽3231内。换料工具200和锁紧套筒42在第二弹性件43的作用下向上移动,锁紧套筒42的限位部421在水平槽的端部上移,使换料工具200的凸台221与第二凸台4121下表面抵接,实现锁定。

特别地,按照本申请的第二方面,本申请还提供可一种能够与换料工具200锁定和解锁的换料装置,以在同时对控制棒组件的移动体100和外套筒进行更换时,允许换料工具200与换料装置锁定,从而由换料工具200携带换料装置从反应堆移出。容易理解,在这样的实施例中,换料装置也能够与移动体100进行锁定或解锁。

本申请第二方面的实施例提供的换料装置包括:主管体10、管脚20以及换料工具锁定结构40。

主管体10,用于择一地收容控制棒组件的移动体100或控制棒组件外套筒的换料工具200。

管脚20对换料装置起支撑作用,管脚20能够插入堆芯的小栅板联箱300。

换料工具锁定结构40固定连接在主管体10下端与管脚20上端之间,当主管体10收容换料工具200时,换料工具锁定结构40用于与主管体10内的换料工具200锁定或解锁。

容易理解,本申请第二方面对于现有技术(或相关技术)做出的主要贡献在于提出将换料装置的结构改进为与换料工具200进行锁定和解锁,从而便于对更换外套筒和移动体100时的更换工艺进行改进,有利于提高外套筒和移动体100的更换效率。换料工具锁定结构40的具体结构如前所述,在此不予赘述。当然,换料工具锁定结构40也可采用销钉和凹槽的形式实现锁定或解锁。

换料装置还包括移动体锁定结构30,与主管体10的上端固定连接,当主管体10收容移动体100时,移动体锁定结构30用于与主管体10内的移动体100锁定或解锁。移动体锁定结构30的具体结构如前所述,在此不予赘述。

当然,在其他实施例中,移动体锁定结构30也可采用相关技术中的结构,或者其他任何能够实现将换料装置和换料工具两者锁定或解锁的结构。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“实施例”、“具体实施例”、或“一些实施例”等的描述意指结合实施方式或实施例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或实施例中。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实施例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施方式,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

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